Solidity 合约工厂模式：一次部署，无限制造「子合约」

为什么要用合约工厂？

合约工厂（Contract Factory）是一段 Solidity 智能合约，它利用 new 关键字在链上 动态创建其他合约实例。
这种模式可以：

降低用户 Gas：先部署工厂，再按需生成子合约，省下重复部署脚本的成本。
统一版本控制：所有子合约代码保持一致，升级只需更新工厂逻辑。
生成可溯源 ID：每产生一个新合约，链上都会留下唯一地址，方便审计。

核心关键词

在接下来的示例与讲解中，我们将反复提到以下关键词：
Solidity、合约工厂、动态部署、new关键字、构造函数、地址追踪、Hardhat测试、Gas优化、状态变量初始化、智能合约设计模式。

模板合约 Bank：被生产的「产品」

为了不影响阅读，示例尽可能精简，只保留关键字段。

// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity ^0.8.20;

contract Bank {
    uint256 public bank_funds; // 银行存款
    address public owner;      // 资产控制权
    address public deployer;   // 实际部署者（即工厂地址）

    constructor(address _owner, uint256 _funds) {
        bank_funds = _funds;
        owner = _owner;
        deployer = msg.sender; // 注意：在「工厂」内部执行时，msg.sender 变成了工厂
    }
}

要点：构造函数只负责把 外部传入的参数 写入状态变量。
注意：deployer 记的是 工厂地址，而非最终用户的 EOA。

工厂合约 BankFactory：流水线的「引擎」

contract BankFactory {
    Bank[] public list_of_banks; // 储存所有已创建的 Bank 地址

    function createBank(address _owner, uint256 _funds) external {
        Bank bank = new Bank(_owner, _funds); // 动态部署
        list_of_banks.push(bank);             // 记录地址
    }

    // 如果想知道已经造了多少家“银行”
    function banksCount() external view returns (uint) {
        return list_of_banks.length;
    }
}

一句话总结：一行 new Bank(...)，就能在链上「印钞」一样产生新的合约地址。

深入拆解工作原理

1. new 关键字到底做了什么？

在 EVM 层面 创建一个新账户（合约地址）。
复制模板合约的 运行时码 到新地址。
调用目标构造函数 并传入给定参数。
返回 新地址 给上层合约，存入 list_of_banks。

2. 地址是如何生成的？

只要模板字节码和构造函数参数 一直相同，地址也会 确定性 改变吗？
答：不固定。
因为 EVM 采用了 CREATE 算法：address = keccak256(rlp([deployer, nonce]))，nonce 随交易递增。
如果想获得 已知地址（例如提前算好），可以使用 CREATE2，不过这超出了本文范围。

3. Gas 成本预估

在以太坊主网（2025 年 1 月数据），createBank 大约消耗 65 k–75 k gas。
把模板合约单独部署一次需要 180 k gas。因此，当需求超过 3 次调用后，工厂模式的 总成本更低。

Hardhat 全流程实战

第1步：初始化项目

mkdir bank-factory-demo && cd bank-factory-demo
npm init -y
npm install --save-dev hardhat @nomicfoundation/hardhat-toolbox
npx hardhat init

第2步：写入合约

把「模板合约 Bank + 工厂合约 BankFactory」贴进 contracts/FactoryDemo.sol。

第3步：编写测试脚本 `test/factory.test.js`

const { expect } = require("chai");
const { ethers } = require("hardhat");

describe("BankFactory 测试", () => {
  it("应成功创建三家 Bank 并验证参数", async () => {
    const [deployer, alice] = await ethers.getSigners();
    const Factory = await ethers.getContractFactory("BankFactory");
    const factory = await Factory.deploy();
    await factory.deployed();

    // 创建3个 Bank
    await factory.createBank(alice.address, 1000);
    await factory.createBank(alice.address, 2000);
    await factory.createBank(alice.address, 3000);

    // 验证地址与数据
    const addr0 = await factory.list_of_banks(0);
    const bank0 = await ethers.getContractAt("Bank", addr0);

    expect(await bank0.owner()).to.eq(alice.address);
    expect(await bank0.bank_funds()).to.eq(1000);
    expect(await bank0.deployer()).to.eq(factory.address);
  });
});

运行

npx hardhat test

若看到三行绿色 ✓，说明工厂运转正常。

场景化用例 3 连发

无代码代币生成器
开发者写好 ERC20 Template，再写个 TokenFactory。用户只需在前端输入名称、符号、供应量，即可 一键生成专属 Token。
链上任务悬赏系统
每条任务 => 一个新合约实例存储赏金。任务完成即执行自毁，退回剩余资金。
NFT 限量发行
艺术团队提前发布 NFTCollectionFactory，粉丝每次铸币即创建一份 独立收藏合约，互不影响。

👉 查看更多真实项目的合约工厂源码与案例分析

FAQ：你真正想问的 5 个问题

Q1：new 失败会怎样？
A：合约回滚，已消耗的 Gas 不可退。若担心构造函数 reverting，可在工厂内部用 try-catch。

Q2：批量创建 100个 Bank 会不会炸 Gas？
A：会。在单 tx 内向 EVM 连续 create，会触发 区块 gas 上限。搭配 openzeppelin/Clones 的 最小代理 模式，可把单实例开销从 65 k 降到 3 k。

Q3：如何升级 Bank 模板？
A：工厂无法直接升级已部署的 Bank，但可以通过 代理工厂 + Beacon 策略实现整体升级逻辑，后续文章详聊。

Q4：生成的 Bank 如何被销毁？
A：在 Bank 模板里加入 selfdestruct(payable(owner))，由拥有者或工厂发起即可清理状态并回收 约 24 k gas。

Q5：能否提前知道新地址？
A：使用 CREATE2 工厂可实现 可预测地址，这对 State-channel 或 Layer2 批量部署非常关键。

小结与下一步

你已学会 三步搭好流水线：写模板 → 写工厂 → 调 create。
对比单次部署，这种模式 至少节省 50% 以上链上支出。
下一步可阅读 EIP-1167 最小代理 与 EIP-1967 Beacon，升级工厂艺术。

愿你每一次 new，都能造出更酷更安全的 Solidity 合约！