剖析DeFi交易产品之UniswapV4：Swap

文章首发于公众号：Keegan小钢

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Swap 可分为两种场景：单池交易和跨池交易。在 PoolManager 合约里，要完成交易流程，会涉及到 lock()、swap()、settle()、take() 四个函数。单池交易时只需要调一次 swap() 函数，而跨池交易时则需要多次调用 swap() 函数来完成。

我们先来聊聊单池交易如何实现，以下是流程图：

第一步，和其他操作一样，先执行 lock()，锁定住接下来的系列操作。

第二步，就是在 lockAcquired() 回调函数里执行 swap() 函数。这一步执行完之后，记账系统中会记录用户欠池子的资产数量，即用户需要支付的代币；以及池子欠用户的资产数量，即用户此次交易可得的代币。

第三步，执行 settle() 函数，完成代币的支付。

第四步，执行 take() 函数，取回所得的代币。

最后，lock() 函数完成，返回结果。

而如果是跨池交易的话，则需要在 Router 层面确定好交易路径，然后根据路径执行多次 swap。举个例子，现在要用 A 兑换成 C，但是 A 和 C 之间没有直接配对的池子，但是有中间代币 B，存在 A 和 B 配对的池子，也存在 B 和 C 配对的池子。那交易路径就可以先用 A 换成 B，再将 B 换成 C，最终实现了 A 换成 C。而不管中间经过了多少次 swap，最后，只需要完成一次 settle 操作，即支付 A，也只需要执行一次 take 操作，即取回最后所得的 C。整个流程大致如下图所示：

下面，我们主要剖析讲解 swap() 函数的内部实现。

首先，看看其函数声明，如下：

function swap(PoolKey memory key, IPoolManager.SwapParams memory params, bytes calldata hookData)
  external
  override
  noDelegateCall
  onlyByLocker
  returns (BalanceDelta delta)

key 指定了要进行交易的池子，params 是具体的交易参数，hookData 即需要回传给 hooks 合约的数据。

来看看 params 具体有哪些参数：

struct SwapParams {
    bool zeroForOne;
    int256 amountSpecified;
    uint160 sqrtPriceLimitX96;
}

zeroForOne 指名了要用 currency0 兑换 currency1，为 false 的话则反过来用 currency1 兑换 currency0。amountSpecified 是指定的确定数额，正数表示输入，负数表示输出。sqrtPriceLimitX96 是滑点保护的限定价格。如果之前已经了解过 UniswapV3，那对这几个字段应该不陌生。

两个函数修饰器 noDelegateCall 和 onlyByLocker，和之前文章介绍的一样，就不赘述了。

返回值 delta，其组成里的两个数，正常情况下就是一个正数，一个负数。

接下来，看看函数体了。先看前面一段代码：

PoolId id = key.toId();
_checkPoolInitialized(id);

if (key.hooks.shouldCallBeforeSwap()) {
    bytes4 selector = key.hooks.beforeSwap(msg.sender, key, params, hookData);
    // Sentinel return value used to signify that a NoOp occurred.
    if (key.hooks.isValidNoOpCall(selector)) retur