Gas 是以太坊网络中执行智能合约和进行交易所必需的计算资源计量单位。它既用于衡量网络操作所需的计算工作量，也作为一种经济机制防止网络滥用，同时确保交易和智能合约的执行效率。每笔操作和交易都会消耗一定数量的 Gas，用户通过设定 Gas 价格来支付相应费用。这一机制通过对资源消耗进行计费，有效调节网络负载，维护以太坊网络的健康运行。
Gas 的核心概念与作用
如果把以太坊网络比作一位工人，那么 Gas 就是工人付出的劳动量。工作完成后，工人需要获得报酬，而报酬等于单位劳动价格乘以总劳动量。在以太坊中，单位劳动价格被称为 GasPrice，其数值由网络动态决定。因此，总费用计算公式为：总费用 = Gas 用量 × GasPrice。
什么是 GasLimit？
GasLimit 可以理解为用户愿意为某笔交易支付的最大劳动量。举个例子，如果一项工作需要 100 单位劳动，但你只愿意支付 80 单位，那么工作无法完成；但如果你愿意支付 120 单位，工作完成后，多余的 20 单位将会被退还。在以太坊网络中，GasLimit 表示你愿意为这笔交易支付的最大 Gas 用量。
EIP-1559 协议下的交易结构
在 EIP-1559 协议中，每笔交易包含以下几个关键部分：
- Gas Limit & Usage by Txn：包括用户设置的 GasLimit 和交易实际消耗的 Gas 量及其占比。
Gas Fees：
Base：基础 Gas 价格（BaseFee）Max：用户愿意支付的最高 Gas 价格（MaxFee）Max Priority：支付给矿工的优先费用（MaxPriorityFeePerGas）
Burnt & Txn Savings Fees：
Burnt：被销毁的交易费用Txn Savings：用户实际节省的费用
根据 EIP-2718 的规定，交易类型被明确定义为 2，这表示该交易遵循 EIP-1559 协议。
BaseFee：动态调整的基础费用
BaseFee 是 EIP-1559 提案中引入的核心机制，旨在改善以太坊的费用市场并提升用户体验。BaseFee 是每个区块的基础费用，其数值会根据网络拥堵程度自适应调整，从而更合理地反映网络资源的使用成本。
BaseFee 的计算原理
BaseFee 的计算遵循以下规则：
- 如果当前区块是第一个 EIP-1559 区块，则返回初始值
InitialBaseFee（1 Gwei）。 - 计算父区块的 Gas 目标值（一般为 GasLimit 的一半）。
比较父区块实际使用的 Gas 量（GasUsed）与目标值：
- 如果两者相等，BaseFee 保持不变；
- 如果 GasUsed 超过目标值，BaseFee 按比例上调；
- 如果 GasUsed 低于目标值，BaseFee 按比例下降。
具体计算公式如下：
上调时：BaseFee = 父区块BaseFee + max(1, 父区块BaseFee × 超出比例 / 8)
下调时：BaseFee = max(0, 父区块BaseFee - 父区块BaseFee × 不足比例 / 8)其中，分母 8 是一个固定参数（BaseFeeChangeDenominator），用于控制费用调整的幅度。
通过这一机制，BaseFee 能够灵活响应网络需求的变化，既避免了费用剧烈波动，又保持了网络的效率。
MaxPriorityFee：优先费用
MaxPriorityFee（优先费用）是用户为每单位 Gas 额外支付的费用，这部分费用将直接奖励给矿工。优先费用越高，交易被打包进区块的速度通常越快。用户可以通过以太坊区块链浏览器中的 GasTracker 工具查询当前网络推荐的优先费用范围。
最终用户实际支付的 GasPrice 由以下公式决定：
GasPrice = BaseFee + MaxPriorityFee
MaxFee：最高费用保护
MaxFee 是用户愿意为每单位 Gas 支付的最高价格。由于交易可能不会立即被打包，而 BaseFee 又在不断变化，设置适当的 MaxFee 可以避免交易因后续区块 BaseFee 上升而被丢弃。
举个例子：假设当前 BaseFee 为 10 Gwei，你设置的 MaxPriorityFee 为 2 Gwei，但后续区块的 BaseFee 上涨到 15 Gwei。此时，实际所需 GasPrice 为 17 Gwei。如果你设置的 MaxFee 仅为 15 Gwei，那么交易将无法被处理；但如果你设置了更高的 MaxFee（如 20 Gwei），则交易仍可正常进行。
通常，建议按以下公式设置 MaxFee：
MaxFee = 2 × BaseFee + MaxPriorityFee
这可以确保即使在连续多个区块满载的情况下，交易仍能保留在内存池中等待打包。
交易费用的销毁与节省
Burnt Fee：销毁费用
在 EIP-1559 协议下，每笔交易的一部分费用（即 BaseFee 部分）会被永久销毁（打入黑洞地址）。这一机制旨在减少以太坊的通胀压力，并赋予 ETH 更强的价值捕获能力。
销毁金额的计算公式为：
销毁费用 = BaseFee × 实际消耗的 Gas 量
Txn Savings：实际节省费用
节省费用是指用户设置的最高可选费用与实际支付费用之间的差额。计算公式为：
节省费用 = (MaxFee - BaseFee - MaxPriorityFee) × GasUsed
这部分费用不会被消耗，而是保留在用户账户中。
通过 JSON-RPC 获取 Gas 参数
发起 EIP-1559 交易时，通常需要通过 JSON-RPC 接口查询当前的 Gas 参数。主要涉及以下三个方法：
eth_estimateGas
用于估算交易所需的 Gas 量，常用来设置交易的 GasLimit。
请求示例：
{
"jsonrpc": "2.0",
"method": "eth_estimateGas",
"params": [{ ...交易参数... }],
"id": 1
}响应示例：
{
"id": 1,
"jsonrpc": "2.0",
"result": "0x5208" // 21000
}eth_maxPriorityFeePerGas
用于获取当前网络推荐的优先费用（MaxPriorityFee）。
请求示例：
{
"jsonrpc": "2.0",
"method": "eth_maxPriorityFeePerGas",
"params": [],
"id": 1
}响应示例：
{
"jsonrpc": "2.0",
"result": "0x9b8495", // 十六进制表示的优先费用
"id": 1
}eth_getBlockByNumber
用于获取最新区块的信息，其中包括当前区块的 BaseFee。
请求示例：
{
"jsonrpc": "2.0",
"method": "eth_getBlockByNumber",
"params": ["latest", false],
"id": 1
}响应示例：
{
"jsonrpc": "2.0",
"result": {
"baseFeePerGas": "0x1bc47470a", // 当前 BaseFee
"gasLimit": "0x1c9c380",
"gasUsed": "0xced6fd",
...
},
"id": 1
}获取 BaseFee 和 MaxPriorityFee 后，即可按前述公式计算并设置交易的 MaxFee。
常见问题
什么是 EIP-1559？
EIP-1559 是以太坊改进提案之一，旨在改革 Gas 费用市场。它引入了基础费用（BaseFee）和优先费用（MaxPriorityFee）机制，并使部分交易费用被销毁，从而提升费用预测性和网络经济模型。
如何设置合理的 Gas 费用？
建议通过节点接口（如 eth_maxPriorityFeePerGas）查询网络实时推荐的优先费用，并结合最新区块的 BaseFee 计算 MaxFee。一般可设定 MaxFee 为 BaseFee 的两倍加上优先费用。
EIP-1559 如何影响以太坊经济？
通过销毁基础费用部分，EIP-1559 为 ETH 带来了通缩压力，增强了其价值储存属性。同时，费用机制更加可预测，改善了用户体验。
为什么交易费用有时会被销毁？
销毁基础费用是为了抵消矿工奖励带来的通胀效应，并使 ETH 持有者从网络使用中获益，从而提升以太坊的经济安全性。
如何避免交易长时间未被确认？
适当提高优先费用（MaxPriorityFee）可以激励矿工优先打包你的交易。同时，设置足够的 MaxFee 可防止因 BaseFee 上升而导致交易失败。
通过本文的解析，相信你已经对以太坊的 Gas 机制和 EIP-1559 协议有了更深入的理解。合理设置 Gas 参数不仅能提升交易体验，还能有效降低成本，助你在以太坊生态中更加自如地操作。