Solidity学习——神奇的构造函数

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之前分析过合约创建的过程

https://mirror.xyz/rbtree.eth/15XiwTWWFYdLdhf-QSqTWsPuZliIgpP1o-_bz0TdGbs

构造函数是一个特殊的函数，它只在合约部署的时候执行一次，部署之后的字节码是不包含构造函数逻辑的。在构造函数执行时，合约还没有被创建完成，那么此时如果访问这个合约的变量/函数，会发生什么事情呢？

1 address(this)

在构造函数里，能否获取合约地址？

// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity ^0.8.0;

contract TestConstructor {
    address public addr;
    constructor() {
        addr = address(this);
    }
}

在remix里部署后我们可以发现，addr的值的确是合约的地址，这说明在构造函数里，可以获取合约地址。

合约的部署实际上有两种方式，一种是传统的CREATE，一种是后来新增的CREATE2.

https://github.com/ethereum/EIPs/blob/master/EIPS/eip-1014.md

对于CREATE，地址计算方式为：keccak256(rlp([sender, nonce]))

而对于CREATE2，地址计算方式为：keccak256( 0xff ++ sender ++ salt ++ keccak256(init_code))

这些并不需要等待合约部署完毕才能计算，因此构造函数里可以正确取得合约地址。

2 address(this).code和address(this).codehash

在构造函数里，能否获取合约地址的code和codehash？

// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity ^0.8.0;

contract TestConstructor {
    bytes public code0;
    bytes public code1;
    bytes32 public codehash0;
    bytes32 public codehash1;
    constructor() {
        code0 = address(this).code;
        codehash0 = address(this).codehash;
    }
    function run() external {
        code1 = address(this).code;
        codehash1 = address(this).codehash;
    }
}

我们可以看到，在构造函数中，获得的code为空，相应的codehash显然也是错误的，实际上构造函数中获取的codehash是空串的hash。

如果你经常看代码的话，可能看见下面这个用来判断一个地址是否为合约地址的函数：

function isContract(address account) internal view returns (bool) {
        return account.code.length > 0;
}

实际上，这个代码是不可靠的，只有在一个合约已经完成构造之后、被selfdestruct之前，判断才会有效。某个code为空的地址，可能目前还没有合约但将来会被部署合约(合约地址可以预计算)、可能有合约正在构造、可能曾经被部署过合约但已经被销毁。

所以，千万不可以依赖这个方法预防合约地址的攻击。

3 接收转账是否会触发receive/fallback

在构造的时候，向合约转账，会触发合约的receive/fallback吗？

我们有如下两个合约：

// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity ^0.8.0;

contract VisitWhenConstructing {
    constructor() payable {}
    function sendEther() external {
        (bool result,) = (msg.sender).call{value: address(this).balance / 2}("");
        require(result, "sendEther fail!");
    }
}

contract TestConstructor {
    // 下面这个地址是VisitWhenConstructing的部署地址
    address constant visit = 0x7EF2e0048f5bAeDe046f6BF797943daF4ED8CB47;

    event Receive(uint);
    event Fallback(uint);

    constructor() {
        VisitWhenConstructing(visit).sendEther();
    }

    function run() external {
        VisitWhenConstructing(visit).sendEther();
    }

    receive() payable external {
        emit Receive(msg.value);
    }

    fallback() payable external {
        emit Fallback(msg.value);
    }
}

我们首先部署VisitWhenConstructing，给它赋予1ETH。

接下来部署TestConstructor，观察会发生什么。

我们可以看出，转账成功了，TestConstructor的确收到了ETH，但是日志空空如也，说明receive和fallback里的日志都没有被触发。

其实也很好理解，我们上面说过，在构造时地址的code为空，此时没有办法判断该地址是合约，因此该地址此时会被当成EOA地址，当然不会触发receive或fallback。

在部署完成之后，我们运行run。

可见此时转账会正常触发receive函数，因为定义了receive，所以不会触发fallback了。

4 调用合约中的函数

在构造函数中，是否可以调用合约中的其他函数？

// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity ^0.8.0;

contract VisitWhenConstructing {
    function callSender() external {
        (bool result,) = (msg.sender).call(abi.encodeWithSignature("fun2()"));
        require(result, "call fail!");
        // TestConstructor(msg.sender).fun2(); // revert
    }
}

contract TestConstructor {
    // 下面这个地址是VisitWhenConstructing的部署地址
    address constant visit = 0xD7ACd2a9FD159E69Bb102A1ca21C9a3e3A5F771B;
    event Fun1();
    event Fun2();

    constructor() {
        fun1();
        VisitWhenConstructing(visit).callSender();
    }

    function fun1() internal {
        emit Fun1();
    }

    function fun2() external {
        emit Fun2();
    }
}

调用函数有两种方式，一种是内部调用，一种是外部调用，我们分别用fun1和fun2来验证。

我们看一下日志可以发现，只有内部调用的fun1被执行了，外部调用的fun2并没有被执行。

这个原理应该和刚才的转账逻辑一样，外部执行的时候，因为该地址code为空，所以并不知道这个地址是合约地址，因此依然把该地址作为EOA。

虽然我们加了require(result, "call fail!");但交易并没有revert。这是因为对EOA而言，calldata是无效的，evm也不会对calldata做任何检查，因此也没有触发错误。

不过，如果我把VisitWhenConstructing里对call2的调用换成直接调用，而不用low-level call，会revert。这个现象我目前还没有想通，如果此时依然把TestConstructor地址当成EOA地址，也应该不报错才对。

此外，我还想到了一种验证方式，那就是自己对自己进行外部函数调用。

执行TestConstructor(this).fun2();的时候会直接revert。这个和上面的从其他合约做外部函数调用是一样的结果。

contract TestConstructor {
    event Fun1();
    event Fun2();

    constructor() {
        fun1();
        TestConstructor(this).fun2();
    }

    function fun1() internal {
        emit Fun1();
    }

    function fun2() external {
        emit Fun2();
    }
}

5 调用合约中的依赖immutable变量的函数

immutable变量是可以在构造的时候才进行初始化的，理论上依赖immutable变量的函数需要等初始化之后才可以被调用。

这一小节我们不必看外部调用的情形了，外部调用一定是不可以的（和第4小节的情况一样）。我们只看内部调用。

// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity ^0.8.0;

contract TestConstructor {
    uint immutable val;
    event PrintVal(uint);

    constructor() {
        val = 1234;
        uint v = getVal();
        emit PrintVal(v);
        //val = 1234;
    }

    function getVal() internal view returns (uint) {
        return val;
    }
}

一切正常，构造函数中可以使用immutable变量。

不过上面的例子immutable变量的初始化在使用之前，如果颠倒位置，把val=1234拿到最后呢？

尝试一下就会发现，编译器报错：

TypeError: Immutable variables cannot be read before they are initialized.

这很合理，很安全！

最后，总结一下构造函数中使用如下合约变量/函数的结果：

之前分析过合约创建的过程

https://mirror.xyz/rbtree.eth/15XiwTWWFYdLdhf-QSqTWsPuZliIgpP1o-_bz0TdGbs

1 address(this)

在构造函数里，能否获取合约地址？

// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity ^0.8.0;

contract TestConstructor {
    address public addr;
    constructor() {
        addr = address(this);
    }
}

在remix里部署后我们可以发现，addr的值的确是合约的地址，这说明在构造函数里，可以获取合约地址。

合约的部署实际上有两种方式，一种是传统的CREATE，一种是后来新增的CREATE2.

https://github.com/ethereum/EIPs/blob/master/EIPS/eip-1014.md

对于CREATE，地址计算方式为：keccak256(rlp([sender, nonce]))

而对于CREATE2，地址计算方式为：keccak256( 0xff ++ sender ++ salt ++ keccak256(init_code))

这些并不需要等待合约部署完毕才能计算，因此构造函数里可以正确取得合约地址。

2 address(this).code和address(this).codehash

在构造函数里，能否获取合约地址的code和codehash？

// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity ^0.8.0;

contract TestConstructor {
    bytes public code0;
    bytes public code1;
    bytes32 public codehash0;
    bytes32 public codehash1;
    constructor() {
        code0 = address(this).code;
        codehash0 = address(this).codehash;
    }
    function run() external {
        code1 = address(this).code;
        codehash1 = address(this).codehash;
    }
}

我们可以看到，在构造函数中，获得的code为空，相应的codehash显然也是错误的，实际上构造函数中获取的codehash是空串的hash。

如果你经常看代码的话，可能看见下面这个用来判断一个地址是否为合约地址的函数：

function isContract(address account) internal view returns (bool) {
        return account.code.length > 0;
}

所以，千万不可以依赖这个方法预防合约地址的攻击。

3 接收转账是否会触发receive/fallback

在构造的时候，向合约转账，会触发合约的receive/fallback吗？

我们有如下两个合约：

// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity ^0.8.0;

contract VisitWhenConstructing {
    constructor() payable {}
    function sendEther() external {
        (bool result,) = (msg.sender).call{value: address(this).balance / 2}("");
        require(result, "sendEther fail!");
    }
}

contract TestConstructor {
    // 下面这个地址是VisitWhenConstructing的部署地址
    address constant visit = 0x7EF2e0048f5bAeDe046f6BF797943daF4ED8CB47;

    event Receive(uint);
    event Fallback(uint);

    constructor() {
        VisitWhenConstructing(visit).sendEther();
    }

    function run() external {
        VisitWhenConstructing(visit).sendEther();
    }

    receive() payable external {
        emit Receive(msg.value);
    }

    fallback() payable external {
        emit Fallback(msg.value);
    }
}

我们首先部署VisitWhenConstructing，给它赋予1ETH。

接下来部署TestConstructor，观察会发生什么。

我们可以看出，转账成功了，TestConstructor的确收到了ETH，但是日志空空如也，说明receive和fallback里的日志都没有被触发。

在部署完成之后，我们运行run。

可见此时转账会正常触发receive函数，因为定义了receive，所以不会触发fallback了。

4 调用合约中的函数

在构造函数中，是否可以调用合约中的其他函数？

// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity ^0.8.0;

contract VisitWhenConstructing {
    function callSender() external {
        (bool result,) = (msg.sender).call(abi.encodeWithSignature("fun2()"));
        require(result, "call fail!");
        // TestConstructor(msg.sender).fun2(); // revert
    }
}

contract TestConstructor {
    // 下面这个地址是VisitWhenConstructing的部署地址
    address constant visit = 0xD7ACd2a9FD159E69Bb102A1ca21C9a3e3A5F771B;
    event Fun1();
    event Fun2();

    constructor() {
        fun1();
        VisitWhenConstructing(visit).callSender();
    }

    function fun1() internal {
        emit Fun1();
    }

    function fun2() external {
        emit Fun2();
    }
}

调用函数有两种方式，一种是内部调用，一种是外部调用，我们分别用fun1和fun2来验证。

我们看一下日志可以发现，只有内部调用的fun1被执行了，外部调用的fun2并没有被执行。

这个原理应该和刚才的转账逻辑一样，外部执行的时候，因为该地址code为空，所以并不知道这个地址是合约地址，因此依然把该地址作为EOA。

虽然我们加了require(result, "call fail!");但交易并没有revert。这是因为对EOA而言，calldata是无效的，evm也不会对calldata做任何检查，因此也没有触发错误。

此外，我还想到了一种验证方式，那就是自己对自己进行外部函数调用。

执行TestConstructor(this).fun2();的时候会直接revert。这个和上面的从其他合约做外部函数调用是一样的结果。

contract TestConstructor {
    event Fun1();
    event Fun2();

    constructor() {
        fun1();
        TestConstructor(this).fun2();
    }

    function fun1() internal {
        emit Fun1();
    }

    function fun2() external {
        emit Fun2();
    }
}

5 调用合约中的依赖immutable变量的函数

immutable变量是可以在构造的时候才进行初始化的，理论上依赖immutable变量的函数需要等初始化之后才可以被调用。

这一小节我们不必看外部调用的情形了，外部调用一定是不可以的（和第4小节的情况一样）。我们只看内部调用。

// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity ^0.8.0;

contract TestConstructor {
    uint immutable val;
    event PrintVal(uint);

    constructor() {
        val = 1234;
        uint v = getVal();
        emit PrintVal(v);
        //val = 1234;
    }

    function getVal() internal view returns (uint) {
        return val;
    }
}

一切正常，构造函数中可以使用immutable变量。

不过上面的例子immutable变量的初始化在使用之前，如果颠倒位置，把val=1234拿到最后呢？

尝试一下就会发现，编译器报错：

TypeError: Immutable variables cannot be read before they are initialized.

这很合理，很安全！

最后，总结一下构造函数中使用如下合约变量/函数的结果：

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2 address(this).code和address(this).codehash

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