Uniswap V2源码解读

Uniswap是一个开源的去中心化的交易所，在github上面有以下重要仓库：

• uniswap-v2-core： 币对池pair的核心智能合约。这个repository包含了Uniswap的币对池pair的所有核心逻辑，增加流动性、减少流动性等。
• uniswap-v2-periphery：这个repository包含了Uniswap V3的所有周边智能合约。这些合约提供了与核心合约交互的附加功能，例如多次跨路径交易和非fungible流动性。
• uniswap-interface：这是Uniswap的主要前端接口。它是一个开源的Web应用程序，允许用户直接与Uniswap协议进行交互，可以直接用于做客户端
• uniswap-v3-sdk：这些开发工具包用于帮助开发者构建自己的客户端应用程序，从而与 Uniswap 智能合约进行交互。
• uniswap-v3-subgraph：这是Uniswap V3的子图项目，用于从以太坊区块链上获取和索引 Uniswap V3 的数据。开发者可以通过 GraphQL API 从子图中查询 Uniswap 的数据，以便在自己的应用程序中使用。

一、AMM交易机制

不同于传统订单薄的交易模式， uniswap交易使用的是恒定乘积公式的自动做市商模式。即交易前后，池子内一对代币的乘积保持不变。

 在uniswap v2中，每次会收取0.3%的手续费，即p = 0.003,这笔手续费从交易者的x'中扣除分发给流动性提供者。因此，只有x' *（1-p）的A数量来兑换y'数量的B。剩下p * x'会作为手续费被添加到池子中，此时，上面的等式会变为：

二、 合约设计

• RouterContract：路由合约，对外提供api的合约。主要包括注入流动性、移除流动性、兑换等
  • addLiqudity(token0, token1, amount0, amount1)：币对(token0和token1)的金额，进过计算后，会转入到pair的地址里； pair合约同时会计算出持有代币，转入到msg.sender地址里。
  • removeLiqudity(token0, token1, liqudity)：先把msg.sender地址里的pair持有代币，转回给pair地址； 调用pair地址的burn方法，按token0、token1总量比例，得到各自的amount；把token0和token1的转amount0和amount1到msg.sender地址
  • swapToken：　　 
• UniswapV2Library：工具库合约，主要提供根据factory地址计算池地址、币对token总量等
• UniswapV2Factory：币对工厂合约，主要在合约内运行时，部署若干新的UniswapPair合约实例，并得到地址
• UniswapPair：币对的ERC20代币合约。每个部署实例，都对应1个币对；币对供应量增加，它会mint增加总量；反之，会burn减少总量

三、SDK设计

Uniswap SDK 是一个同构 (Isomorphic) 的库，既可以在客户端使用也可以在服务端使用。SDK不能代表用户执行或发送交易，它提供了实用的类和函数，帮助计算出安全地与 Uniswap 交互所需要的数据。

• Token：用于构建token实例
• Pair：获取Pair相关信息
• Route：创建交易路径。 前端计算得出，比如[token0, token1]，是可以直接作为交易路径；还是要因为没有这个币对池，要用[token0, token2], [token2, token0]作交易路径
• Trade：构建交易，且用于计算出交易的数据，比如期望交易输出
• Percent/Fraction： 百分比、有理数等， 都是数字类抽象，帮助计算的

// swapExactETHForTokens
import { ChainId, Token, Fetcher, Pair, TokenAmount, Route, Trade, TradeType, Percent } from '@uniswap/sdk'
import { ethers } from 'ethers'
import 'dotenv/config'

// 构建client，包括provider、account
const rpcurl = `https://rinkeby.infura.io/v3/${process.env.INFURA_PROJECT_ID}`;
const provider = new ethers.providers.JsonRpcProvider(rpcurl);
const signer = new ethers.Wallet(process.env.PRIVATE_KEY);
const account = signer.connect(provider);

// 构建token0、token1
const WETH = new Token(ChainId.RINKEBY, '0xc778417E063141139Fce010982780140Aa0cD5Ab', 18);
const LINK = new Token(ChainId.RINKEBY, '0x01BE23585060835E02B77ef475b0Cc51aA1e0709', 18);

const uniV2ABI = ['function swapExactETHForTokens(uint amountOutMin, address[] calldata path, \
                                    address to, uint deadline) external payable returns (uint[] memory amounts)'];
const uniswapContract = new ethers.Contract('0x7a250d5630B4cF539739dF2C5dAcb4c659F2488D', uniV2ABI, account);
const run = async () => {
  // 获取币对池信息
  const pair = await Fetcher.fetchPairData(LINK, WETH, provider);

  // 构建交易路径
  const route = new Route([pair], WETH);
  
  console.log(route.midPrice.numerator.toString());
  console.log(route.midPrice.denominator.toString());
  console.log('WETH-LINK', route.midPrice.toSignificant(6));
  // 1 LINK = ??? WETH
  console.log(route.midPrice.invert().numerator.toString());
  console.log(route.midPrice.invert().denominator.toString());
  console.log('LINK-WETH', route.midPrice.invert().toSignificant(6));

  // 构建交易
  const trade = new Trade(route, new TokenAmount(WETH, ethers.utils.parseEther('0.003')), TradeType.EXACT_INPUT);
  console.log(trade.executionPrice.toSignificant(6));

  const slippageTolerance = new Percent('50', '10000');
  const amountOutMin = trade.minimumAmountOut(slippageTolerance).raw;
  
  const path = [WETH.address, LINK.address];
  const to = '0x...' // PRIVATE_KEY's Address, 或者随便一个地址用来接收
  const deadline = Math.floor(Date.now() / 1000) + 60 * 20 // 20 minutes from the current Unix time
  const value = trade.inputAmount.raw;
  console.log(value.toString())

  // 调用合约方法，进行兑换交易
  const tx = await uniswapContract.swapExactETHForTokens(amountOutMin.toString(), path, to, deadline, {
    value: value.toString(),
    // maxFeePerGas: ethers.utils.parseUnits('2','gwei'),
    // maxPriorityFeePerGas: ethers.utils.parseUnits('2','gwei'),
  });

  console.log(`Transaction hash: ${tx.hash}`);
  const receipt = await tx.wait();
  console.log(receipt);
 
}

简介引用： https://www.coindesk.com/business/2021/02/04/what-is-uniswap-a-complete-beginners-guide/

uniswap业务概念参考： https://juejin.cn/post/7178857641421045820

如何使用uniswap SDK： https://kaai.dev/learn-uniswap-v2-sdk

如何实现去中心化交易所： https://pixelplex.io/blog/how-to-build-decentralized-crypto-exchange/