Gas and Fees

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一个SDK程序的剖析 {prereq}

`Gas` and `Fees`的介绍

在Cosmos SDK中,gas是一种特殊的单位,用于跟踪执行期间的资源消耗.每当对储存进行读写操作的时候会消耗gas,如果要进行比较复杂的计算的话也会消耗gas.它主要有两个目的:

确保区块不会消耗太多资源而且能顺利完成.这个默认在SDK的 block gas meter中保证
防止来自终端用户的垃圾邮件和滥用.为此,通常会为message执行期间的消耗进行定价,并产生fee (fees = gas * gas-prices).fees 通常必须由message的发送者来支付.请注意,SDK并没有强制执行对gas定价,因为可能会有其他的方法来防止垃圾邮件(例如带宽方案).尽管如此,大多数应用程序仍然会使用fee 方式来防止垃圾邮件.这个机制通过AnteHandler来完成.

Gas Meter

在Cosmos SDK中gas是一种简单的uint64类型,被称之为gas meter的对象进行管理,Gas meters 实现了GasMeter接口

+++ 7d7821b9af/store/types/gas.go (L31-L39)

这里:

GasConsumed()返回GasMeter实例中消耗的gas的数量
GasConsumedToLimit() 返回GasMeter实例消耗的gas数量,如果达到上限的话就返回上限
Limit()返回GasMeter实例的上限,如果是0则表示对gas的数量没有限制
ConsumeGas(amount Gas, descriptor string) 消耗提供的gas,如果gas溢出了,使用descriptor内容进行报错,如果gas并不是无限的,则超过限制就会报错.
IsPastLimit() 如果gas消耗超过了GasMeter的限制则返回true,其它返回false
IsOutOfGas() 如果gas消耗大于或等于了GasMeter的限制则返回true,其它返回false

GasMeter通常保存在ctx中,gas消耗的方式如下:

ctx.GasMeter().ConsumeGas(amount, "description")

通常,Cosmos SDK使用两种不同的 GasMeter, main gas meter和 block gas meter.

主 Gas Meter

ctx.GasMeter() 是应用程序的主 GasMeter,主 GasMeter通过BeginBlock中的setDeliverState进行初始化,然后跟踪导致状态转换的执行序列中的gas消耗.也即是说它的更新由BeginBlock, DeliverTx和EndBlock进行操作.主 GasMeter必须在 AnteHandler中设置为0,以便它能获取每个transaction的Gas消耗

gas消耗可以手工完成，模块开发者通常在 BeginBlocker, EndBlocker或者 handler上执行，但大多数情况下，只要对储存区进行了读写，它就会自动完成.这种自动消耗的逻辑在GasKv中完成.

块 Gas Meter

ctx.BlockGasMeter() 是跟踪每个区块gas消耗并保证它没有超过限制的GasMeter.每当BeginBlock被调用的时候一个新的 BlockGasMeter实例将会被创建. BlockGasMeter的gas是有限的,每个块的gas限制应该在应用程序的共识参数中定义,Cosmos SDK应用程序使用Tendermint提供的默认共识参数：

+++ f323c80cb3/types/params.go (L65-L72)

当通过DeliverTx处理新的transaction的时候,BlockGasMeter的当前值会被校验是否超过上限,如果超过上限,DeliverTx 直接返回,由于BeginBlock会消耗gas,这种情况可能会在第一个transaction到来时发生,如果没有发生这种情况,transaction将会被正常的执行.在DeliverTx的最后,ctx.BlockGasMeter()会追踪gas消耗并将它增加到处理transaction的gas消耗中.

ctx.BlockGasMeter().ConsumeGas(
    ctx.GasMeter().GasConsumedToLimit(),
    "block gas meter",
)

AnteHandler

AnteHandler是一个特殊的处理程序,它在CheckTx 和 DeliverTx期间为每一个transaction的每个message处理之前执行.AnteHandler相比handler有不同的签名:

// AnteHandler authenticates transactions, before their internal messages are handled.
// If newCtx.IsZero(), ctx is used instead.
type AnteHandler func(ctx Context, tx Tx, simulate bool) (newCtx Context, result Result, abort bool)

AnteHandler不是在核心SDK中实现的,而是在每一个模块中实现的,这使开发者可以使用适合其程序需求的AnteHandler版本,也就是说当前大多数应用程序都使用 auth module中定义的默认实现.下面是AnteHandler在普通Cosmos SDK程序中的作用:

验证事务的类型正确。事务类型在实现anteHandler的模块中定义，它们遵循事务接口： +++ 7d7821b9af/types/tx_msg.go (L33-L41) 这使开发人员可以使用各种类型的应用程序进行交易。在默认的auth模块中，标准事务类型为StdTx： +++ 7d7821b9af/x/auth/types/stdtx.go (L22-L29)
验证交易中包含的每个message的签名,每个message应该由一个或多个发送者签名,这些签名必须在anteHandler中进行验证.
在CheckTx期间,验证transaction提供的 gas prices是否大于本地配置min-gas-prices(提醒一下,gas-prices可以从以下等式中扣除fees = gas * gas-prices )min-gas-prices是每个独立节点的本地配置,在CheckTx期间用于丢弃未提供最低费用的交易.这确保了内存池不会被垃圾交易填充.
设置 newCtx.GasMeter 到0,限制为GasWanted.这一步骤非常重要,因为它不仅确保交易不会消耗无限的天然气，而且还会在每个DeliverTx重置ctx.GasMeter(每次 DeliverTx 被调用的时候都会执行anteHandler,anteHandler运行之后ctx将会被设置为newCtx)

如上所述,anteHandler返回transaction执行期间所能消耗的最大的gas数量,称之为GasWanted.最后实际gas消耗数量记为GasUsed,因此我们必须使GasUsed =< GasWanted.当返回时GasWanted 和 GasUsed都会被中继到共识引擎中.

6.6 KiB Raw Blame History Unescape Escape