可升级合约编程限制

发表于： 2023年3月3日 2023年3月3日
分类： Blockchain

编程限制

编写可升级合约并不是 free style，必须遵循一定的规矩。

限制 1：跟构造函数 say no

原因在于两点：

从语言限制上来讲，构造函数在合约部署后不属于合约的 runtime bytecode，可简单理解为部署后就消失不见了。
从逻辑上来讲，构造函数的执行应该只有一次，即使在升级的背景下，也应遵循这个原则。但是，升级合约的实质是“部署并替换”，这种情况下无法保证这一点。

因此，可以看到，在上面的例子中都没有使用构造函数，转而使用所谓的 initialize() 来完成初始化。同时，为了保证该函数只运行一次，还使用了 OpenZepplin 提供的 initializer modifier。

同理，也不要使用初始化声明，即类似下面的语句：

uint256 public hasInitialValue = 42; // X

但是，constant 例外，即以下语句没有问题：

uint256 public constant hasInitialValue = 42 // √

限制 2：initialize() 只能执行一次

原因：见上。代码实现的注意点：

合约继承 Initializable
使用 initializer modifier
使用依赖注入来获得灵活性，上例就是如此，避免在该函数中使用硬编码。
在合约构造函数中调用 _disableInitializers()，这主要是出于安全考虑。这时构造函数为：

/// @custom:oz-upgrades-unsafe-allow constructor
constructor() {
    _disableInitializers();
}

限制 3：父合约的初始化也遵循 1

原因依旧同 1。

对于父合约，同样不能有构造函数，所有的初始化代码需挪到 initialize() 中，只是此时不能使用 initializer modifier，而需用 onlyInitializing modifier 来代替。原因也很简单：若是前者，一旦被子合约的初始化函数调用，父合约的初始化函数就只能执行一次，显然不合继承的语义。

OpenZepplin 提供了 @openzeppelin/contracts-upgradeable 来帮助已经熟悉了 @openzeppelin/contracts 的开发人员来编写可升级合约。前者提供了后者合约的可升级版，如 ERC721Upgradeable.sol 对应 ERC721.sol

限制 4：可兼容的存储布局

其中原因在于 solidity 的语言技术细节，未来会有专文细说。在此只需记住以下规则：相对于老版本合约，

新版本合约中的变量声明
- 只增不删
- 顺序不变
- 类型不变
当继承多个合约时，新版本的继承顺序不变
父合约中的变量声明同样需要遵循：
- 顺序不变
- 类型不变

注意

规则 3 于 1 的区别：没有“只增不删”！

其原因很容易理解，因为在父合约中新增变量后会破坏子合约的存储布局。但问题是父合约本身也会演化，必然也有新增变量的需求。为了解决这个问题，可以使用 storage gap 的技巧来解决。说白了，就是：预留存储。

// v1
contract Base {
    uint256 base1;
    uint256[49] __gap;
}

// v2
contract Base {
    uint256 base1;
    uint256 base2;
    uint256[48] __gap;
}

上述代码中，v1 和 v2 的 Base 是存储布局兼容的。

注意

变量类型的长度关系重大，若使用 uint128，则可用两个。即：用连续两个 uint128 变量替代一个 uint256 变量。

限制 5：不要在子合约使用危险操作，如 `delegatecall` 和 `selfdestruct`

原因：当 implementation 地址已知后，其他第三方可以不通过 proxy 直接调用它。

虽然你可以在 implementation 里限制调用方的地址，但并不是所有情况下都可以这么做。因此避免危险操作是上策。

限制 6：确保使用可升级库

范围： import 的合约和 lib，确保它们可以正常工作于可升级场景。

除了 OpenZeppelin，还可以看看这个库 solidstate-solidity。正如其 readme 所言：Upgradeable-first Solidity smart contract development library . 未来或许有介绍它的专门文章。

验证升级

为了帮助确定新版本合约中适当的存储间隙大小，您可以简单地尝试使用升级upgradeProxy或运行验证validateUpgrade（参见Hardhat或Truffle的文档）。如果未正确减少存储间隙，您将看到一条错误消息，指示存储间隙的预期大小。

https://learnblockchain.cn/article/5348

https://docs.openzeppelin.com/upgrades-plugins/1.x/writing-upgradeable#modifying-your-contracts

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