添加文章："瞬态存储"

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+layout: post
+title: '瞬态存储：Solidity 中的高效临时数据解决方案'
+date: '2024-11-23'
+category: eips
+permalink: /eips/1153
+tags: eips transient storage
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+
+## 概述
+
+瞬态存储（Transient Storage）是 Solidity 0.8.24 版本中新引入的一种数据位置类型。它提供了一种在单个交易执行期间临时存储数据的机制，这些数据会在交易结束后自动清除。该特性通过 [EIP-1153](https://eips.ethereum.org/EIPS/eip-1153) 提案实现，是对现有数据位置（内存、存储、调用数据）的补充。
+
+## 瞬态存储的应用场景与优势
+
+瞬态存储的需求主要源于以下几点：
+
+1. **高昂的 Gas 成本**：在以太坊中，永久存储（Storage）的 `SSTORE` 操作成本极高，首次写入至少需要 20,000 gas。这使得处理临时数据变得不经济。
+
+2. **状态膨胀**：永久存储的数据会不断累积，导致区块链状态的增长，增加了节点的存储负担。
+
+3. **清理成本**：删除不再需要的存储数据需要额外支付 gas，这进一步增加了管理存储的复杂性和成本。
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+4. **临时性需求**：许多应用场景只需要临时存储数据。
+
+瞬态存储填补了以太坊现有存储机制的空缺，为开发者提供了一个经济高效的临时数据存储方案，尤其适合那些数据只需在单个交易内有效且需要频繁读写的场景。
+
+以下是关于瞬态存储（Transient Storage）、存储（Storage）、内存（Memory）和调用数据（Calldata）的比较：
+
+| 特性           | 瞬态存储                 | 存储                          | 内存                 | 调用数据                  |
+|----------------|------------------------|------------------------------|----------------------|-------------------------|
+| **存储位置**   | 临时存储                  | 永久存储                      | 临时存储              | 只读存储                  |
+| **Gas 成本**   | 较低（约 100 gas/操作）   | 高昂（首次写入至少 20,000 gas） | 较低                  | 较低                     |
+| **作用域**     | 跨函数调用可用            | 跨交易可用                     | 仅限于单个函数调用      | 仅限于函数参数             |
+| **状态保持**   | 可以保持状态              | 永久保持状态                   | 不可保持状态           | 不可保持状态               |
+| **清理成本**   | 无需清理                 | 需要额外支付 gas                | 无需清理              | 无需清理                  |
+| **大小限制**   | 无明显限制                | 受链上状态限制                 | 有限的内存空间          | 有限的输入参数大小         |
+| **适用场景**   | 临时数据和计算            | 永久性数据存储                  | 临时数据处理           | 函数参数传递              |
+
+
+## 瞬态存储实战指南
+
+可以通过以下方式使用瞬态存储：
+
+1. 使用 `tstore` 和 `tload` 汇编指令：
+
+```solidity
+contract TransientStorageExample {
+    function example() public {
+        assembly {
+            // 存储值
+            tstore(0x01, 100)
+            
+            // 其它操作
+
+            // 读取值
+            let value := tload(0x01)
+        }
+    }
+}
+```
+
+2. 使用 `transient` 关键字（在 Solidity 0.8.28 及之后的版本中）：
+
+```solidity
+pragma solidity ^0.8.28;
+
+contract TransientStorageExample {
+    uint transient tempValue;
+
+    function example() public {
+        tempValue = 100;
+
+        // 其它操作
+
+        return tempValue;
+    }
+}
+```
+
+3. 一个使用瞬态存储实现的重入锁：
+
+```solidity
+pragma solidity ^0.8.28;
+
+contract TReentrant {
+    mapping(address => bool) claimed;
+    bool transient locked;
+
+    modifier nonReentrant {
+        require(!locked, "Reentrancy attempt");
+
+        locked = true;
+
+        _;
+
+        locked = false;
+    }
+
+    function claim() nonReentrant public {
+        require(!claimed[msg.sender], "Already claimed");
+
+        // 其它操作
+
+        claimed[msg.sender] = true;
+    }
+}
+```
+
+4. 错误使用瞬态存储的例子：
+
+```solidity
+pragma solidity ^0.8.28;
+
+contract TMultiplier {
+    uint public transient multiplier;
+
+    function setMultiplier(uint mul) external {
+        multiplier = mul;
+    }
+
+    function multiply(uint value) external view returns (uint) {
+        return value * multiplier;
+    }
+}
+```
+
+```
+setMultiplier(100);
+multiply(1); // 返回 0，而不是 100
+multiply(2); // 返回 0，而不是 200
+```
+
+如果该示例使用内存或存储来存储乘数，它将是完全可组合的。无论是将交易拆分为单独的交易还是以某种方式将它们组合在一起，都没有关系。总是会得到相同的结果：在 `multiplier` 设置为 `100` 后，后续调用将分别返回 `100` 和 `200`。这使得可以将来自多个交易的调用批量处理在一起以减少 gas 费用。
+
+瞬态存储可能会破坏这样的用例，因为可组合性不再是理所当然的。在这个例子中，如果调用不是在同一交易中执行的，则 `multiplier` 将被重置，后续对函数 `multiply` 的调用将始终返回 `0`。
+
+## 总结
+
+瞬态存储的数据在当前交易执行期间有效，交易结束后会自动清除，从而确保其临时性。这种存储方式的写入和读取成本显著低于传统存储，能够有效节省交易的 Gas 消耗，特别适合处理临时数据。通过在合适的场景中应用瞬态存储，开发者能够显著提升合约的 Gas 效率，从而为用户节省成本并提高交易的整体性能。
+
+## 参考
+- [EIP-1153 瞬态存储操作码](https://eips.ethereum.org/EIPS/eip-1153)