# Ethereum 学习记录(持续更新）

By [Clarence Zhang](https://paragraph.com/@clarence-zhang) · 2022-04-24

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### EVM

*   EVM是smart contract 的运行环境，是一个完全隔离的sandbox环境，在EVM中的合约无法与外界交互
    

#### 账户

*   外部账户：由用户控制，持有公私钥对。地址由公钥决定
    
*   合约账户：由合约存储的代码控制。地址由合约创建者的地址和从该地址发出过的交易数量计算得到
    

#### 交易

交易可以看作是从一个帐户发送到另一个帐户的消息。它能包含一个二进制数据（payload）和以太币。如果目标账户是零账户（账户地址为 `0` )，此交易将创建一个 **新合约** 。

#### 存储、内存、栈

每个账户有一块持久化内存区称为 **存储** 。 存储是将256位字映射到256位字的键值存储区。 在合约中枚举存储是不可能的，且读存储的相对开销很高，修改存储的开销甚至更高。合约只能读写存储区内属于自己的部分。

第二个内存区称为 **内存** ，合约会试图为每一次消息调用获取一块被重新擦拭干净的内存实例。 内存是线性的，可按字节级寻址，但读的长度被限制为256位，而写的长度可以是8位或256位。当访问（无论是读还是写）之前从未访问过的内存字（word）时（无论是偏移到该字内的任何位置），内存将按字进行扩展（每个字是256位）。扩容也将消耗一定的gas。 随着内存使用量的增长，其费用也会增高（以平方级别）。

EVM 不是基于寄存器的，而是基于栈的，因此所有的计算都在一个被称为 **栈（stack）** 的区域执行。 栈最大有1024个元素，每个元素长度是一个字（256位）。对栈的访问只限于其顶端，限制方式为：允许拷贝最顶端的16个元素中的一个到栈顶，或者是交换栈顶元素和下面16个元素中的一个。所有其他操作都只能取最顶的两个（或一个，或更多，取决于具体的操作）元素，运算后，把结果压入栈顶。当然可以把栈上的元素放到存储或内存中。但是无法只访问栈上指定深度的那个元素，除非先从栈顶移除其他元素。

#### contract function visibility

*   public:可以被internal call 和 外部 message call
    
*   private:只能被contract内部成员存取
    
*   external:能被外部的contract和transaction呼叫。内部呼叫需要用this.f()->，直接呼叫会失败
    
*   internal:只能被defined contract或派生合约呼叫。
    

#### state mutability

*   pure:不读也不写state
    
*   view:读state但不写
    
*   default:会读写state
    

#### 宣告function

function name(args) visibility mutability returns(returns variables){...}

##### constructor 构造函数

contract被建立时**自动执行**的function，不宣告会自动插入空constructor{ }

constructor(args..){ ... }

##### receive function

只用于接受ether

格式固定：receive() external payable{...}

有send(),transfer()等就会触发这个function

##### fallback function

*   一个合约只有一个fallback function
    
*   fallback( ) external payable 代表想接收ether
    

### 以太坊与图灵完备

图灵机：可以从连续内存中读取和写入的状态机

以太坊能够执行在区块链上程序的能力是由EVM完成的。

#### 图灵完备与gas fee

人们无法通过模拟程序来判断程序是否会结束，除非他们真正去运行这个程序，否则无法判断程序的运行路径。图灵完备的系统可以在无限循环中运行。这引出了一个问题，以太坊的每个结点在验证交易时可能陷入无限循环，从而引发类似DDOS的结果。

为了解决这个问题，以太坊引入了**gas fee**。gas的本质是一个预先定好的开销，在智能合约执行过程中，使用的资源开销超过了预先设定的gas，EVM就会自动停止执行合约。因此，gas的引入限制了程序可以使用的资源量。

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*Originally published on [Clarence Zhang](https://paragraph.com/@clarence-zhang/ethereum)*