交易机制与 Gas 原理
- Henry Wei
- 发布于 8小时前
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以太坊的每一次状态更新背后，都离不开“交易”的驱动。本文将系统解析以太坊交易的构造、生命周期和执行机制，并深入剖析 Gas 的作用、计费模型与 EIP-1559 升级影响。掌握交易与 Gas 的核心机制，是开发高性能合约与优化用户体验的基础。
📚 作者：Henry 👨💻 受众：Web3 开发者 / 区块链学习者 👉 系列持续更新中，建议收藏专栏或关注作者。
✦ 1. 一切皆交易：状态更新的起点
在以太坊中，任何状态的改变，皆源自一笔交易。无论是：
- 转账 ETH
- 部署合约
- 调用合约函数
本质上都由一笔发起自 EOA（外部账户） 的交易完成。交易是 Ethereum 状态机的驱动器，通过它触发 EVM 执行、修改状态、扣除 Gas 并最终上链。
✦ 2. 交易数据结构详解
一笔交易，是一个结构明确的字节序列（RLP 编码），其字段如下：
interface Transaction {
nonce: number; // 防止重放的计数器
gasLimit: number; // 可消耗的最大 Gas
maxFeePerGas?: bigint; // 用户愿意支付的最大单价（EIP-1559）
maxPriorityFeePerGas?: bigint; // 给出块者的小费
to: string | null; // 接收地址，null 表示部署合约
value: bigint; // ETH 转账金额
data: bytes; // 合约调用或部署代码
v, r, s: bytes; // 签名字段（确定交易合法性）
}- 普通转账：
to为目标地址，data为空； - 合约调用：
data编码为functionSelector + 参数; - 部署合约：
to = null，data是创建字节码（含 constructor）。
✦3. 交易的生命周期
graph TD
A[构造交易] --> B[签名交易]
B --> C[通过节点广播]
C --> D[节点本地 mempool]
D --> E[打包进区块]
E --> F[EVM 执行]
F --> G[状态变更 + Gas 扣除]
| 交易的生命周期包含以下步骤： | 阶段 | 描述 |
|---|---|---|
| 1️⃣ 构造交易 | 用户端构建交易结构并签名 | |
| 2️⃣ 广播网络 | 节点将交易转发至 P2P 网络 | |
| 3️⃣ Mempool | 节点暂存所有待打包交易 | |
| 4️⃣ 打包进区块 | 验证者选择交易排序并打包 | |
| 5️⃣ EVM 执行 | 调用函数、更新状态、计算 Gas | |
| 6️... |
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