时隔三年，Uniswap 终于发展到 v4 版本。Uniswap 是一个非常有上进心的项目，每次升级都会带来很大的变化，比如从 V2 升级到 V3 实现了集中流动性，从而提高了资金的利用率，这使得 Uniswap 在 AMM 赛道中再次领先。

在 V4 中，这种野心也表现得淋漓尽致。V4 提供了很多新的功能，如 Hook 机制，单例合约，闪电记账等。其中最重要的是 Hook 机制。它允许项目方在创建交易池时，声明一个 Hook 合约，用户在这个池进行流动性操作和 swap 操作时，会触发对应的逻辑。这个改变并不大，从程序开发的角度来说，不过是回调的应用罢了。但从业务的角度来说，带来的变化是翻天覆地的。我们可以用 BTC 和 ETH 的关系作为类比，Bitcoin 实现了代币的持有和交换，而 Ethereum 在这个基础上附加了智能合约，最终衍生出 DeFi 这个庞大市场。在 Ethereum 之前，很难想象这些语法简单的 solidity 代码能够衍生出近千亿美元的产业。而 Uniswap V4 也是类似，在 V3 完善的交易机制上，允许项目方实现自己的逻辑，从而衍生出各具想象力的项目。

要认识 Hook，首先要看看 V4 中的流动性池是什么样子。Uniswap V4 中，每个流动性池不再对应一个合约，而是所有池统一在一个合约下。因此创建池的过程，也从部署合约，变成调用合约。这是官方创建池的例子。

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

import {IPoolManager} from "v4-core/src/interfaces/IPoolManager.sol";
import {IHooks} from "v4-core/src/interfaces/IHooks.sol";
import {PoolKey} from "v4-core/src/types/PoolKey.sol";
import {CurrencyLibrary, Currency} from "v4-core/src/types/Currency.sol";

contract PoolInitialize {
    using CurrencyLibrary for Currency;

    // set the initialize router
    IPoolManager manager = IPoolManager(address(0x01));

    function init(
        address token0,
        address token1,
        uint24 swapFee,
        int24 tickSpacing,
        address hook,
        uint160 sqrtPriceX96,
        bytes calldata hookData
    ) external {
        // sort your tokens! v4 requires token0 < token1
        if (token0 > token1) {
            (token0, token1) = (token1, token0);
        }

        PoolKey memory pool = PoolKey({
            currency0: Currency.wrap(token0),
            currency1: Currency.wrap(token1),
            fee: swapFee,
            tickSpacing: tickSpacing,
            hooks: IHooks(hook)
        });
        manager.initialize(pool, sqrtPriceX96, hookData);
    }
}

在创建流动性池的过程中，先声明了一个 PoolKey，在 V4 中，PoolKey 是 Pool 的唯一 ID，也就是流动性池的身份证，在这个 ID 中，除了传入 Token 和手续费外，还传入了 Hook 合约地址。可见，对于同样的币对和手续费，如果 Hook 不同，会被看作不同的流动性池。这是和 V3 一个很大的区别。

而在真正创建池的时候 (manager.initialize(pool, sqrtPriceX96, hookData);)，又传入了初始价格，以及 hookData。hookData 可以将一些初始化的参数传递给 Hook。

一个简单的 Hook 合约的例子如下:

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

import {BaseHook} from "v4-periphery/src/base/hooks/BaseHook.sol";
import {PoolKey} from "v4-core/types/PoolKey.sol";
import {IPoolManager} from "v4-core/interfaces/IPoolManager.sol";
import {Hooks} from "v4-core/libraries/Hooks.sol";

contract SampleHook is BaseHook  {
    constructor(IPoolManager _manager, string memory _name, string memory _symbol) BaseHook(_manager){
		// do something
    }

    function getHookPermissions() public pure override returns (Hooks.Permissions memory) {
        return Hooks.Permissions({
            beforeInitialize: false,
            afterInitialize: false,
            beforeAddLiquidity: true,
            beforeRemoveLiquidity: false,
            afterAddLiquidity: true,
            afterRemoveLiquidity: false,
            beforeSwap: false,
            afterSwap: false,
            beforeDonate: false,
            afterDonate: false,
            beforeSwapReturnDelta: false,
            afterSwapReturnDelta: false,
            afterAddLiquidityReturnDelta: false,
            afterRemoveLiquidityReturnDelta: false
        });
    }
    function beforeAddLiquidity(
        address sender,
        PoolKey calldata key,
        IPoolManager.ModifyLiquidityParams calldata params,
        bytes override calldata hookData
    ) external returns (bytes4){
    	// do something
    }
    function afterAddLiquidity(
        address sender,
        PoolKey calldata key,
        IPoolManager.ModifyLiquidityParams calldata params,
        BalanceDelta delta,
        bytes calldata hookData
    ) external override returns (bytes4, BalanceDelta); {
		// do something
    }
}

从例子中我们可以看到，Hook 是一个合约，而且继承于 BaseHook。其中，BaseHook 的 getHookPermissions 函数是必须重载的。通过这个函数，可以设置在哪些流程中添加逻辑:

• 初始化前后
• 添加流动性前后
• 移除流动性前后
• Swap 前后
• 捐赠 ( 一个 V4 的新概念 ) 前后
• 在 Swap 返回金额变动之前
• 在 Swap, 添加流动性, 移除流动性的金额改变之后

比如我们想添加流动性之前和之后进行一些操作，因此将 beforeAddLiquidity，afterAddLiquidity 设置为 True。

最后，重载 beforeAddLiquidity 和 afterAddLiquidity 函数，每次这个池发生添加流动性交易之后，就会执行这个函数中的逻辑。

整体流程如下图，其中橙色代表 PoolManager 合约，绿色代表 Hook 合约。

作为对比，V3 中，添加流动性的过程是这样的，其中蓝色代表 proxy 合约，橙色代表 pool 合约。

Hook 极大的扩展了流动性池的业务范围，可以实现很多具备想象力的业务。比如：

• 基于波动率或者时间的动态手续费

• 将借贷平台整合进来，把限制的流动性放入借贷平台做抵押，防止资金空置

• 添加流动性的手续费享受复利

• 收取一部分手续费用于社区治理

• Swap 交易使用限价单机制

• 多签

• KYC

因此，只要想象力足够，完全可以依托 V4 平台，打造出自己的交易所，甚至发明新的衍生品类型。而 V4 可以提供流动性管理和交易的支持，减少构建新项目的成本。现在已经有很多团队开发了自己的 Hook。

但由于 V4 还没有发布，线上的资源还很少，连 API 文档都没发布。如果想要进一步了解，可以关注一下官方的介绍^[1]，以及官方的例子^[2]。另外，我们也翻译了正式版白皮书。

在后面的文章中，我会介绍如何编写 Hook。以及背后的机理。

笔者：Steven Sun，Zelos
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