Solidity 中 revert(), assert() 和 require() 的使用方法

solidity 0.4.10 版本发布了新的 assert() , require() 和 revert() 函数，解决了以前代码中有困惑的地方。特别地，新 assert() 和 require() 代码会“确保”提高合约代码逻辑条理清晰，但是也需要知道如何区别使用它们。

本文中，将会解释新函数解决的问题，讨论 Solidity 编译器如何处理新 assert() 、 require() 和 revert() 调用，并给出使用新代码的最佳实践。

为了更好理解，使用新功能的简单合约，用户可以在 remix 上进行测试。

Solidity 的错误处理模式
传统方法：采用 throw 和 if ... throw 模式
例如合约中有一些功能，只能被授权为 拥有者 的地址才能调用。

Solidity 0.4.10之前（以及其后一段时间），这种强制授权处理方式很普遍：

contract HasAnOwner {
    address owner;

    function useSuperPowers(){ 
        if (msg.sender != owner) { throw; }
        // do something only the owner should be allowed to do
    }
}

如果 useSuperPowers() 函数被其它非拥有者调用，此函数将抛出“返回无效操作代码错误”，回滚所有状态改变，而且消耗掉剩下的gas。

现在，“throw（抛出）”关键字已经过时了，最终将会被弃用。幸运的是，新函数 assert() 、 require() 和 revert() 提供了同样功能，而且上下文更加干净。

我们会用新代码函数如何处理传统 if ... throw 模式，

这行代码：

if(msg.sender != owner) { throw; }

完全等价于如下三种形式：

if(msg.sender != owner) { revert(); }
assert(msg.sender == owner);
require(msg.sender == owner);

注意在 assert() 和 require() 例子中的条件声明，是 if 例子中条件块取反，也就是用 == 代替了 != 。

assert()和require()之间的区别
首先，可以将 assert() 想象为一个过于自信的实现方式，即使有错误，也会执行并扣除gas。然而 require() 可以被想象为一个更有礼貌些的实现方式，会发现错误，并且原谅所犯错误（译注：不扣除 gas）。

基于以上理解，以上两个函数真正区别在哪里呢？在拜占庭网络更新前， require() 和 assert() 表现完全一样，但是他们的二进制代码却有略微区别。

assert() 使用 0xfe 操作码引起错误条件
require() 使用 0xfd 操作码引起错误条件

如果在黄皮书中查找这些操作码，会发现找不到。也就是为什么会看到 无效操作码 错误，因为并没有客户端如何处理这些错误的明确定义。

拜占庭网络升级并实现 EIP-140：以太坊虚机回滚指南之后，会解决这个问题。0xfd 操作码的改变将在 REVERT 指南中反映出来。

以下是这一功能的描述：

在0.4.10版本之后部署了许多合约，其中包括一个暂时不用的新操作代码。现在，它被激活了，就是 REVERT 。

注： throw 和 revert() 都是用 0xfd 操作码。而 0.4.10 之前，throw 就是使用的 0xfe。

REVERT 操作码实现功能
REVERT 碰到无效代码后，仍将回滚所有状态，但是会用两种不同于“无效代码”方式处理：

允许返回一个数值，将剩余gas返还调用者

1. 允许返回一个数值
许多智能合约开发者对以前那种无用的无效代码错误很熟悉。幸运的是，很快新代码可以返回一个错误信息，或者代表某种错误类型的数值。

看起来像这样：

revert(‘Something bad happened’);

或者

require(condition, ‘Something bad happened’);

注：Solidity 暂时还不支持返回变量，但是可以参见这个问题更新。

2. 将剩余 gas 返还调用者
目前的合约处理 throws 后会消耗剩余的 gas。尽管可以视为对矿工的慷慨捐助，但是往往会消耗用户大量金钱。

一旦 REVERT 在 EVM 中实现，将会抛弃旧方式转而将剩余 gas 返还用户。

在revert(), assert()和require()中作出选择
那么，如果 revert() 和 require() 都会返还剩余 gas，而且允许返回一个数值，那么为什么还使用 assert() 这种会消耗 gas 的调用呢？

不同点在于输出的二进制代码，引用如下文档以便更清楚解释（我做的着重强调）

require函数用于：

• 确认有效条件，例如输入，
• 确认合约声明变量是一致的
• 从调用到外部合约返回有效值

如果正确使用，分析工具会评估合约并分辨出引起 assert 调用错误的条件和函数。正确函数代码将会避免引起调用错误的 assert 声明；如果发生就意味着合约中存在需要修复的bug。
为了更清楚地解释：require() 声明失败应该被认为是正常和健壮的情况（跟 revert() 一样）；而当 assert() 声明失败时，则意味着有些东西失控了，需要修复代码中的问题。

如果遵循以上实践指南，静态分析和正式验证工具可以用于检查合约，发现并证实合约中的隐患，或者确保合约安全无漏洞地运行。

特别地，我会使用如下准则来帮助判断正确使用场景。

以下场景使用 require() ：

验证用户输入，即： require(input<20);
验证外部合约响应，即： require(external.send(amount));
执行合约前，验证状态条件，即： require(block.number > SOME_BLOCK_NUMBER) 或者 require(balance[msg.sender]>=amount)
一般地，尽量使用 require 函数
一般地，require 应该在函数最开始的地方使用
在我们的智能合约最佳实践中有很多使用 require() 的例子供参考。

以下场景使用 revert() :

处理与 require() 同样的类型，但是需要更复杂处理逻辑的场景
如果有复杂的 if/else 逻辑流，那么应该考虑使用 revert() 函数而不是require()。记住，复杂逻辑意味着更多的代码。

以下场景使用 assert()：

检查 overflow/underflow，即：c = a+b; assert(c > b)
检查非变量（invariants），即：assert(this.balance >= totalSupply);
验证改变后的状态，不应该发生的条件
一般地，尽量少使用 assert 调用，如果要使用assert 应该在函数结尾处使用
基本上，require() 应该被用于函数中检查条件，assert() 用于预防不应该发生的情况，但不应该使条件错误。

另外，“除非认为之前的检查（用 if 或 require ）会导致无法验证 overflow，否则不应该盲目使用 assert 来检查 overflow”

结论

这些函数是安全性检查工具库中很强大的工具。知道如何以及何时使用这些函数不仅能帮助你的代码免受攻击，而且会使代码更加对用户友好，更加面向未来变化。