什么是 Gas？
Gas 是以太坊网络上执行操作所需的“燃料”。以太坊虚拟机（EVM）为开发者提供了图灵完备的运行环境，支持开发各类去中心化应用。但图灵完备性也带来了潜在风险：程序可能无限运行，消耗过多资源。因此，以太坊引入了 Gas 机制，所有操作都需要消耗 Gas，就像汽车需要燃油或电力才能行驶一样。Gas 耗尽时，操作会自动停止，确保网络资源合理使用。
Gas 相关核心概念
Gas、Gas 价格与 Gas 费的区别
- Gas：指执行操作所需的基本单位数量，类似于汽车行驶所需的燃油升数或电力度数。
- Gas 价格：每个 Gas 单位的价格，单位为 gwei（1 gwei = 10⁻⁹ ETH）。
- Gas 费：总费用，计算公式为
Gas 数量 × Gas 价格。
例如：
- 部署合约需 3,000,000 Gas，Gas 价格为 200 gwei。
- 总费用 = 3,000,000 × 200 × 10⁻⁹ = 0.6 ETH。
注：wei 是以太坊的最小单位（1 ETH = 10¹⁸ wei），gwei 常用于 Gas 计价。
Gas 价格的确定机制
Gas 价格并非由政府或矿工单方面设定，而是由用户自主指定。在伦敦升级前，用户需在交易中设置 Gas 上限（Gas Limit）和 Gas 价格（Gas Price）。由于网络拥堵时矿工会优先处理高 Gas 价格的交易，用户需通过竞争性出价确保交易及时处理。
Gas 上限（Gas Limit）的作用与设置
为什么需要 Gas 上限？
复杂操作消耗更多 Gas。用户可能无法精确预估所需 Gas 量，因此设置 Gas 上限可避免意外消耗过多资金。实际消耗未达上限时，剩余 Gas 会退还；若 Gas 耗尽但操作未完成，交易会回退且已消耗的 Gas 不退还。
示例：
- 转账 1 ETH 需 21,000 Gas。
- 设置 Gas 上限为 30,000，Gas 价格为 200 gwei。
- 实际费用：21,000 × 200 gwei = 0.0042 ETH。
- 剩余 9,000 Gas 退还。
- 若 Gas 上限设置为 10,000（低于实际需求），交易失败且损失 0.002 ETH。
如何计算 Gas 消耗？
不同操作消耗的 Gas 不同：
- 加法（ADD）：3 Gas
- 乘法（MUL）：5 Gas
- 创建合约（CREATE）：32,000 Gas
- 存储写入（SSTORE）：20,000 Gas（从零值设为非零值）
- 基础交易费：21,000 Gas（如转账操作）
具体标准可参考 Ethereum GitHub 仓库的 evm-opcode 和 DynamicgasCosts 文档。
实际操作中的 Gas 管理
自动计算工具
- 钱包与开发工具：MetaMask 等钱包会自动估算 Gas 费用。
Web3 函数：
web3.eth.getGasPrice()：获取当前 Gas 价格建议。estimateGas()：估算函数调用的 Gas 消耗。
- 区块浏览器：Etherscan 可查看历史交易的实际 Gas 消耗（Gas Used by Transaction）。
交易参数设置
钱包通常提供“高、中、低”三档费用选项：
- 高费用：交易更快确认。
- 中/低费用：适用于非紧急交易。
伦敦升级后，Gas 费用结构发生变化，用户需设置“最高费用”（Max Fee）和“最高优先费用”（Max Priority Fee），而非直接指定 Gas 价格。
伦敦升级与 EIP-1559
区块 Gas 上限弹性机制
每个区块有 Gas 上限（当前为 3000 万 Gas），矿工通过投票调整。伦敦升级后：
- 目标区块大小：1500 万 Gas。
- 最大区块大小：3000 万 Gas。
- 基础费用（Base Fee）：根据区块大小自动调整，部分费用被销毁。
- 优先费用（Tip）：矿工实际获得的奖励。
费用计算示例
用户转账 1 ETH：
- Gas 数量：21,000
- 基础费用：100 gwei
- 优先费用：10 gwei
- 总费用：21,000 × (100 + 10) = 2,310,000 gwei = 0.00231 ETH
- 基础费用（0.0021 ETH）被销毁，矿工获得 0.00021 ETH。参数设置规则
- 基础费用：由协议自动计算（基于上一区块大小）。
用户设置：
- Max Fee：愿意支付的最高 Gas 单价。
- Max Priority Fee：愿意支付的最高优先费用。
- 实际费用：
实际优先费用 = min(Max Priority Fee, Max Fee - Base Fee)。
示例：
设置 Max Fee = 150 gwei，Max Priority Fee = 10 gwei。
基础费用 = 100 gwei。
实际优先费用 = min(10, 150 - 100) = 10 gwei。
总费用 = 21,000 × (100 + 10) = 0.00231 ETH。
若 Max Fee 高于实际需求，多余部分退还。基础费用调整算法
基础费用根据上一区块大小与目标大小（1500 万 Gas）的差异动态调整：
- 超出目标时，基础费用上升（最高+12.5%）。
- 低于目标时，基础费用下降。
- 详细算法参考 EIP-1559 协议。
交易格式变化
伦敦升级后，交易格式支持新参数：
{
"from": "0x...",
"to": "0x...",
"gasLimit": "21000",
"maxFeePerGas": "300",
"maxPriorityFeePerGas": "10",
"value": "10000000000"
}传统交易格式（直接指定 Gas Price）仍可使用，但未来可能被淘汰。
常见问题
1. Gas 费用过高时如何处理？
选择非高峰时段发起交易，或使用“低”费用档位。必要时可👉查看实时 Gas 价格工具优化成本。
2. 如何避免交易失败？
设置合理的 Gas 上限（略高于估算值），避免因不足而失败。钱包通常提供自动估算功能。
3. 基础费用销毁的影响是什么？
ETH 流通量减少，可能提升币值。矿工收益仅来自优先费用。
4. 伦敦升级后用户受益点？
费用预测更稳定，多余 Gas 自动退还，体验更友好。
5. 如何学习智能合约 Gas 优化？
参考官方操作码 Gas 成本表，优化代码逻辑，减少冗余计算和存储操作。
6. 是否所有钱包都支持 EIP-1559？
主流钱包（如 MetaMask）均已支持，传统交易格式仍可兼容。
通过合理设置 Gas 参数并理解底层机制，用户可有效降低成本并提升交易效率。持续关注网络动态和工具更新，进一步优化操作体验。