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Uniswap V2 第1章 总览：恒定乘积与合约架构

介绍 Uniswap V2 的恒定乘积做市原理、核心与外围合约的分工，以及 Pair/Factory/Router 的整体架构。

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Uniswap V2 第1章 总览：恒定乘积与合约架构

Uniswap V2 第 1 章：总览（Overview）

这一章带你建立对 Uniswap V2 的整体认识：它用什么数学做市（恒定乘积 x·y=k），由哪些合约组成（Core 与 Periphery），以及 Pair / Factory / Router 三者怎么分工。后面每一章都是在这个骨架上展开。

目录

1. Uniswap V2 是什么

Uniswap V2 是以太坊上最经典的去中心化交易所（DEX）和自动做市商（AMM）。它没有订单簿，价格完全由池子里两种代币的数量比例决定。任何人都可以：

  • 交易（swap）：用一种代币换另一种。
  • 提供流动性（add liquidity）：存入两种代币，赚取交易手续费。
  • 创建交易对（create pool）：为任意两种 ERC20 代币开一个新池子。

它的全部定价逻辑建立在一条极简的方程上——恒定乘积。

2. 恒定乘积做市：x · y = k

设池子里有 x 个代币 A 和 y 个代币 B，Uniswap V2 维持：

x · y = k （常数）
  • 交易时，乘积 k 保持不变（不考虑手续费的话）。
  • 你往池子里加入 A（x 增大），就必须取走一些 B（y 减小），才能让乘积不变。
  • 取走的 B 的数量，就是你”换到的量”。

这条曲线是一条双曲线，关键性质：

  • x、y 永远 > 0（双曲线不碰坐标轴）→ 池子永远不会被完全掏空。
  • 交易越大，价格移动越多 → 滑点随交易规模增大。

3. 案例：直观感受 x·y=k 的报价

设池子 x = 100 WETH，y = 300,000 DAI，则 k = 100 × 300,000 = 30,000,000。

当前价格（现货价）= y/x = 300,000/100 = 3,000 DAI/WETH。

你想卖 1 个 WETH 换 DAI（先忽略手续费）：

新 x = 100 + 1 = 101
新 y = k / 新x = 30,000,000 / 101 = 297,029.70 DAI
你换到的 DAI = 300,000 - 297,029.70 = 2,970.30 DAI

注意：现货价是 3,000，但你实际只换到 2,970.3 DAI，差的 29.7 就是滑点（因为这不是无穷小交易）。卖得越多，平均成交价越差。这就是恒定乘积的核心特征。

4. Core 与 Periphery：两层合约架构

Uniswap V2 的代码分两个仓库、两层职责：

层仓库职责特点
Core（核心）v2-core存资产、维护 x·y=k、铸销 LP极简、最小化、永不升级（安全第一）
Periphery（外围）v2-periphery帮用户算路由、加滑点保护、处理 ETH/WETH方便、可替换、面向用户

设计哲学：Core 尽量简单、把钱锁死的逻辑做到最小（减少出 bug 的可能）；所有”方便但复杂”的逻辑放到 Periphery，即使 Periphery 有问题也不会动到 Core 里的资产安全。

你日常用钱包/前端交易时，调用的是 Periphery 的 Router，由它再去调 Core 的 Pair。直接调 Core 是高级用法（需要自己处理安全检查）。

5. 三个核心合约：Factory / Pair / Router

合约所在层作用
UniswapV2FactoryCore工厂：为任意两种代币创建并登记 Pair（每对代币唯一一个池子）
UniswapV2PairCore池子本体：存两种代币、维护 x·y=k、swap/mint/burn、是一个 ERC20（LP token）
UniswapV2Router02Periphery路由：多跳交易、滑点保护、deadline、ETH↔WETH 转换，是用户主要入口

关键点：

  • 每个 Pair 同时也是一个 ERC20——它发行的代币就是 LP token（流动性凭证）。
  • Factory 保证 每对代币只有一个 Pair（避免流动性分散）。
  • Router 自己不存钱，只是帮你把调用编排好、转发给 Pair。

6. 一次 swap 的合约调用链

以”用 WETH 换 MKR，路径 WETH → DAI → MKR”为例：

用户
 │ 调用 router.swapExactTokensForTokens(amountIn, ..., path=[WETH,DAI,MKR])
 ▼
Router02
 │ ① 用 Library.getAmountsOut 算出每一跳能换多少
 │ ② 把 WETH 转入第一个 Pair(WETH/DAI)
 │ ③ 依次调用各 Pair.swap(...)
 ▼
Pair(WETH/DAI) → Pair(DAI/MKR)
 │ 每个 Pair 校验 x·y=k 仍成立（含手续费），把输出币转给下一跳/用户
 ▼
用户收到 MKR

记住这个分层：Router 负责”编排和计算”，Pair 负责”守住 k 和转账”。 后面各章会逐个拆开这些函数。

7. 本章小结

  1. Uniswap V2 是基于恒定乘积 x·y=k 的 AMM：池子永不被掏空，但滑点随交易规模上升。
  2. 现货价 = y/x；实际成交含滑点，交易越大成交价越差。
  3. 代码分 Core（v2-core，极简安全） 和 Periphery（v2-periphery，方便面向用户） 两层。
  4. 三大合约：Factory（建池）、Pair（池子本体，也是 LP token 的 ERC20）、Router（用户入口，多跳/滑点/ETH 处理）。
  5. swap 调用链：用户 → Router（算路由、转发）→ 一个或多个 Pair（守 k、转账）。

8. 动手练习

目标：先在主网分叉上读取一个真实 Pair 的储备量，亲手算一次现货价和一笔 swap 的滑点。

练习：读取 Pair 储备并手算报价

主网分叉，针对 DAI/WETH 的 Pair（可用 Factory 的 getPair(DAI, WETH) 查到，或用常量 UNISWAP_V2_PAIR_DAI_WETH）：

interface IUniswapV2Pair {
    function getReserves() external view returns (uint112 reserve0, uint112 reserve1, uint32);
    function token0() external view returns (address);
    function token1() external view returns (address);
}

思路：

  1. 调 getReserves() 拿到 reserve0、reserve1，用 token0() 确认哪个是 DAI、哪个是 WETH。
  2. 计算现货价 reserve_DAI / reserve_WETH，打印（应接近当前 ETH 市价）。
  3. 手算”卖 1 WETH 能换多少 DAI”（用第 3 节的 新y = k/新x 方法，先不含费）。
  4. （进阶）再算上 0.3% 手续费：输入按 amountIn × 997/1000 计入（见第 2 章公式），对比含费和不含费的差别。

运行

forge test --evm-version cancun --fork-url $FORK_URL \
  --match-path test/UniswapV2Overview.t.sol -vvv

下一章（第 2 章 Swap）深入兑换：getAmountsOut/getAmountsIn 的精确公式（含 0.3% 手续费）、pair.swap 怎么守住 k，以及滑点的数学。

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