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EVM是智能合约的运行环境作为区块验证协议的一部分#xff0c;参与网络的每个节点都会运行EVM#xff0c;审查节点会检查验证正在验证的区块中列出的交易#xff0c;并运行EVM中交易触发的代码EVM是沙盒封装的#xff0c;并且是完…以太坊虚拟机EVM
EVM是智能合约的运行环境作为区块验证协议的一部分参与网络的每个节点都会运行EVM审查节点会检查验证正在验证的区块中列出的交易并运行EVM中交易触发的代码EVM是沙盒封装的并且是完全隔离的即EVM中运行的代码是无法访问网络、文件系统和其他的进程甚至合约之间的访问也是相互受到限制合约以字节码格式存在于区块链上合约通常以高级语言solidity编写通过EVM编译器编译为字节码最终通过客户端部署到区块链网络中
EVM和账户
以太坊中有两类账户外部账户和合约账户他们共用EVM中同一个地址空间无论账户是否存储代码两类账户对于EVM来说处理方式是一样的每个账户在EVM中都有一个键值队形式的持久化存储。其中key和value的长度都是256位称之为存储空间storage
EVM和交易
交易是指一个账户发送到另一个账户的消息消息包含二进制数据payload和以太币如果目标账户含有代码这个代码就会在EVM中执行并以payload作为入参这就是合约的调用如果目标账户是零账户账户地址是0x000。。。这个交易就会创建一个一个新合约这个用来创建合约的交易的payload会被转换为EVM字节码并执行执行的输出作为合约代码永久存储
EVM和gas
合约被交易触发调用时指令会在全网的每个节点上执行这需要消耗算力成本每一个指令的执行都会有特定的消耗gas是用来量化表示这个成本的消耗一经创建每一笔交易都会按照一定数量的gas预支付一笔费用目的是限制交易所需要的工作量和为交易支付手续费EVM执行交易的时候gas会按照特定的规则逐渐耗尽gas price是交易发送者设置的一个数值作为发送者预先支付的手续费的单价如果交易完成之后gas还有剩余会原路返回无论执行到什么位置一旦gas被耗尽比如降为负值将会触发out-of-gas的异常当前调用帧call frame所做的所有状态修改就会回滚
EVM数据存储
storage
每一个账户都会有一个持久化的存储空间称之为storage这是一个将256位字映射到256位的key-value存储区可以理解为合约的数据库永久存储在区块链中由于永久保存合约状态变量因此读写的gas开销也是最大的
Memory内存
每一次消息的调用合约会临时获取一块干净的内存空间生命周期仅为整个方法的执行期间函数的调用回收因为仅仅保存临时变量所以gas的开销较小
Stack栈
EVM不是基于寄存器的而是基于栈的因此所有的计算都是在一个被称为栈stack的区域执行存放部分局部值类型的变量几乎免费使用的内存但是会有数量的限制
EVM指令集
所有指令都是针对“256位的字”这个基本的数据类型来进行操作具备常用的算数、位、逻辑和比较操作也可以做到有条件和无条件跳转合约可以访问当前区块的相关属性比如区块的高度和时间戳
消息调用Massage calls
合约可以通过消息调用的方式来调用其它合约或者发送以太币到非合约账户合约可以决定在其内部的消息调用中对于剩余的gas应该发送和保留多少如果在内部消息调用时发生了out-of-gas异常或者其它任何的异常这将由一个被压入栈顶的错误值所指明此时只有与该内部消息调用一起发送的gas会被消耗掉
委托调用Delegatecall
一种特殊类型的消息调用目标地址的代码将会在发起调用的合约的上下文中执行并且msg.sender和msg.value不会变可以由实现“库”library可以反复使用的代码库放到一个合约的存储上通过委托调用引入相应代码
合约的创建和自毁
通过一个特殊的消息调用create calls合约可以创建其它合约不是简简单单的调用零地址合约代码从区块链上移除的唯一的方式就是合约在合约地址上执行自毁操作selfdestruct合约账户剩余的以太币会发送指定的目标然后其存储和代码都会从状态中被移除
