Compound v2 学习

Compound v2 学习
Photo by Kenny Eliason / Unsplash

Compound协议是一个开创性的去中心化借贷协议,允许用户以加密资产为抵押进行借贷并赚取利息。本文将基于Compound v2.0的源码,深入分析其架构设计和关键流程实现。

协议架构

Compound v2.0的架构可以分为以下几个层次:

  • 用户接口层:提供了与用户交互的入口,包括Web UI、智能合约接口等。
  • 代币层:包括cToken合约和underlying资产合约,管理用户的资产存取和cToken的铸造/销毁。
  • 核心逻辑层:实现了协议的核心功能,如利率模型、清算逻辑等。
  • 存储层:负责存储协议的各种状态变量,如账户余额、借款信息等。
  • 预言机层:提供价格预言机,用于获取资产的实时价格,为清算提供依据。

关键模块

Compound v2.0的主要模块包括:

  1. CToken:cToken合约,代表存款人在underlying资产上的份额。
  2. Comptroller:协议的控制器合约,管理CToken的注册、利率模型、清算等。
  3. InterestRateModel:利率模型合约,根据资金池的供需关系动态调整借款利率。
  4. PriceOracle:价格预言机合约,提供underlying资产的实时价格。

下面我们将详细分析这些模块的关键流程。

CToken

CToken合约继承自ERC20标准,同时扩展了与Compound协议相关的功能。其关键函数包括:

  1. mint:当用户存入underlying资产时,触发mint函数,铸造等量的cToken给用户。
  2. redeem:当用户赎回cToken时,触发redeem函数,销毁cToken并将underlying资产返还给用户。
  3. borrow:当用户借出资产时,触发borrow函数,增加用户的借款余额。
  4. repayBorrow:当用户偿还借款时,触发repayBorrow函数,减少用户的借款余额。

CToken合约的铸造和赎回流程如下:

Comptroller

Comptroller合约是Compound协议的控制中心,负责协调各个模块的交互。其关键函数包括:

  1. enterMarkets:当用户首次使用某个CToken时,需要调用enterMarkets将其加入到用户的市场列表中。
  2. exitMarket:当用户不再使用某个CToken时,可以调用exitMarket将其从用户的市场列表中移除。
  3. mintAllowed:在用户铸造cToken之前,检查用户是否有足够的抵押品和未超过最大借款额度。
  4. borrowAllowed:在用户借出资产之前,检查用户是否有足够的抵押品和未超过最大借款额度。
  5. liquidateBorrowAllowed:在清算发生之前,检查清算是否合法(如借款人抵押不足,清算人有足够的资金等)。

Comptroller合约的关键流程如下:

InterestRateModel

InterestRateModel合约负责计算借款利率。Compound v2.0使用了一个双曲线模型,根据资金池的利用率动态调整利率。其关键函数包括:

  1. getBorrowRate:根据资金池的利用率计算当前的借款利率。
  2. getSupplyRate:根据资金池的利用率和储备金因子计算当前的存款利率。

利率模型的计算公式如下:

borrowRate = baseRate + multiplier * utilization / (1 - utilization)
supplyRate = borrowRate * (1 - reserveFactor)

其中,baseRatemultiplier是预设的参数,utilization是资金池的利用率,reserveFactor是储备金因子。

PriceOracle

PriceOracle合约负责提供underlying资产的实时价格,为清算提供依据。Compound v2.0支持多种价格预言机,如UniswapAnchoredView、ChainlinkPriceOracle等。其关键函数包括:

  1. getUnderlyingPrice:获取指定CToken对应的underlying资产价格。
  2. setUnderlyingPrice:设置underlying资产的价格(仅治理员可调用)。

Gas优化

  1. 状态变量的存储位置

在Solidity中,状态变量按照声明的顺序依次存储在合约的存储空间中。为了节省gas,我们应该尽量将frequently accessed的变量放在一起,这样可以减少存储槽的读写次数。

例如,在CToken合约中,accrualBlockNumberborrowIndex这两个变量经常在一起读写,所以它们被放在了相邻的位置:

struct AccrualBlockNumber {
    uint blockNumber;
}

struct BorrowIndex {
    uint224 mantissa;
}

AccrualBlockNumber public accrualBlockNumber;
BorrowIndex public borrowIndex;
  1. 使用内存变量

对于中间计算结果,我们应该尽量使用内存变量而不是存储变量,因为内存的读写成本远低于存储。

例如,在Comptroller合约的distributeSupplierComp函数中,supplierDeltasupplierAccrued都是内存变量:

function distributeSupplierComp(address cToken, address supplier) internal {
    // ...
    uint supplierDelta = sub_(compSupplyState[cToken].index, supplierIndex);
    uint supplierAccrued = mul_(supplierTokens, supplierDelta);
    // ...
}
  1. 避免不必要的计算

在合约中,我们应该尽量避免不必要的计算,特别是那些在循环中执行的计算。

例如,在Comptroller合约的getAccountLiquidity函数中,sumCollateralsumBorrowPlusEffects这两个变量只需要计算一次,所以它们被放在了循环之外:

function getAccountLiquidity(address account) public view returns (uint, uint, uint) {
    // ...
    uint sumCollateral = 0;
    uint sumBorrowPlusEffects = 0;
    
    for (uint i = 0; i < assets.length; i++) {
        // ...
        sumCollateral = add_(sumCollateral, mul_ScalarTruncate(collateralFactor, tokensToDenom(cTokenBalance, underlying)));
        sumBorrowPlusEffects = add_(sumBorrowPlusEffects, opaqueTokensToDenom(borrowBalance, underlying));
    }
    // ...
}

合约安全

  1. 检查外部合约调用的返回值

在调用外部合约的函数时,我们必须检查返回值,以确保调用成功。

例如,在CToken合约的mintFresh函数中,在调用doTransferIn函数后,会检查返回值是否为0:

function mintFresh(address minter, uint mintAmount) internal {
    // ...
    uint err = doTransferIn(minter, mintAmount);
    require(err == 0, "transfer failed");
    // ...
}
  1. 使用SafeMath库

为了防止整数溢出和下溢,我们应该使用SafeMath库来进行算术运算。

  1. 使用require和assert

我们应该使用require来检查函数的输入参数和执行条件,使用assert来检查内部状态的一致性。

例如,在Comptroller合约的_supportMarket函数中,使用require检查cToken合约是否已经被添加过:

function _supportMarket(CToken cToken) external returns (uint) {
    // ...
    require(!markets[address(cToken)].isListed, "market already added");
    // ...
}

而在CToken合约的exchangeRateStored函数中,使用assert检查计算得到的exchangeRate是否大于0:

function exchangeRateStored() public view returns (uint) {
    // ...
    uint exchangeRate = mul_(totalSupply, 1e18) / totalReserves;
    assert(exchangeRate > 0);
    // ...
}

Read more

Vue.js异步更新与nextTick机制深度解析(上篇)

Vue.js异步更新与nextTick机制深度解析(上篇)

本文目标 学完本文,你将能够: * 理解Vue.js为什么采用异步更新策略 * 掌握更新队列的设计思想和实现机制 * 深入理解Event Loop在Vue中的应用 * 了解nextTick的多种实现方式 系列导航 上一篇: Diff算法深度剖析 | 下一篇: Vue.js异步更新与nextTick机制(下篇) | 组件系统架构 引言:为什么DOM更新是异步的? 在Vue.js开发中,你可能遇到过这样的场景: // 场景1:连续修改数据 export default { data() { return { count: 0 } }, methods: { increment() { // 如果每次修改都立即更新DOM,会触发3次DOM更新 this.count++ // 触发一次? this.count++ // 触发一次? this.count++ // 触发一次? // 实际上:Vue只会触发一次DOM更新!

Vue.js组件系统架构深度解析

本文目标 学完本文,你将能够: * 理解Vue.js组件从创建到销毁的完整生命周期 * 掌握组件实例化和初始化的内部流程 * 深入理解父子组件通信的底层机制 * 学会实现完整的插槽系统(包括作用域插槽) * 掌握动态组件和异步组件的实现原理 * 应用组件级别的性能优化技巧 系列导航 上一篇: 异步更新与nextTick(下篇) | 下一篇: 状态管理模式 引言:组件是如何工作的? 在Vue.js开发中,我们每天都在使用组件。但你是否想过: // 当我们这样定义一个组件 const MyComponent = { data() { return { count: 0 } }, template: '<button @click="count++">{{ count }}</button>' } // 并使用它时 new Vue({ components: { MyComponent }, template:

Vue.js状态管理模式:构建可扩展的应用架构

本文目标 学完本文,你将能够: * 理解为什么大型应用需要状态管理 * 掌握Vuex的核心设计模式和实现原理 * 实现一个简化版的状态管理库 * 理解模块化和命名空间的设计思想 * 掌握大型应用的状态管理最佳实践 * 了解现代状态管理方案的演进 系列导航 上一篇: 组件系统架构 | 下一篇: 性能优化实践 1. 为什么需要状态管理? 1.1 组件通信的困境 在大型Vue.js应用中,组件间的通信会变得异常复杂: // 问题场景:多层级组件的状态共享 // GrandParent.vue <template> <Parent :user="user" @update-user="updateUser" /> </template> // Parent.vue <template> <Child

Vue.js依赖收集与追踪机制深度剖析

本文目标 学完本文,你将能够: * 理解Vue.js如何精确知道哪些组件需要更新 * 掌握Dep、Watcher、Observer三大核心类的协作机制 * 深入理解依赖收集的时机和完整过程 * 能够手写一个完整的依赖收集系统 * 解决实际开发中的依赖追踪问题 系列导航 上一篇: 响应式系统核心原理 | 下一篇: Virtual DOM实现详解 引言:为什么Vue知道哪些组件需要更新? 在使用Vue.js时,你是否想过这样一个问题:当我们修改一个数据时,Vue是如何精确地知道哪些组件用到了这个数据,并只更新这些组件的? // 假设有这样的场景 const app = new Vue({ data: { user: { name: 'John', age: 25 } } }); // 组件A只用到了user.name // 组件B只用到了user.age // 组件C同时用到了name和age // 当我们修改user.name时 app.user.name = 'Jane&