UniswapV3Pool 合约，其引用的库合约就达到了 13 个，通过 using 方式使用的也达到了 9 个，如下所示：
using LowGasSafeMath for uint256;
using LowGasSafeMath for int256;
using SafeCast for uint256;
using SafeCast for int256;
using Tick for mapping(int24 => Tick.Info);
using TickBitmap for mapping(int16 => uint256);
using Position for mapping(bytes32 => Position.Info);
using Position for Position.Info;
using Oracle for Oracle.Observation[65535];
LowGasSafeMath 是用于加减乘除算法计算的，SafeCast 用于类型转换，Tick 和 TickBitmap 用于管理 tick 处理相关的操作和计算，Position 则主要用于更新流动性的头寸，Oracle 则是用于预言机计算的。
然后分析状态变量
address public immutable override factory;
address public immutable override token0;
address public immutable override token1;
uint24 public immutable override fee;
int24 public immutable override tickSpacing;
uint128 public immutable override maxLiquidityPerTick;
struct Slot0 {
// the current price
uint160 sqrtPriceX96;
// the current tick
int24 tick;
// the most-recently updated index of the observations array
uint16 observationIndex;
// the current maximum number of observations that are being stored
uint16 observationCardinality;
// the next maximum number of observations to store, triggered in observations.write
uint16 observationCardinalityNext;
// the current protocol fee as a percentage of the swap fee taken on withdrawal
// represented as an integer denominator (1/x)%
uint8 feeProtocol;
// whether the pool is locked
bool unlocked;
}
Slot0 public override slot0;
uint256 public override feeGrowthGlobal0X128;
uint256 public override feeGrowthGlobal1X128;
// accumulated protocol fees in token0/token1 units
struct ProtocolFees {
uint128 token0;
uint128 token1;
}
ProtocolFees public override protocolFees;
uint128 public override liquidity;
mapping(int24 => Tick.Info) public override ticks;
mapping(int16 => uint256) public override tickBitmap;
mapping(bytes32 => Position.Info) public override positions;
Oracle.Observation[65535] public override observations;
3、slot0 记录了当前的一些状态值，都封装在了结构体 Slot0 中，其共有 7 个字段。
4、sqrtPriceX96 是当前价格，记录的是根号价格，且做了扩展，准确来说：sqrtPriceX96 = (token1数量 / token0数量) ^ 0.5 * 2^96。换句话说，这个值代表的是 token0 和 token1 数量比例的平方根，经过放大以获得更高的精度。这样设计的目的是为了方便和优化合约中的一些计算。如果想从 sqrtPriceX96 得出具体的价格，还需要做一些额外的计算。tick 记录了当前价格对应的价格点。observationIndex、observationCardinality 和 observationCardinalityNext 是跟 observations 数组有关的，也是计算预言机价格时需要的，
5、feeProtocol 则用来存储协议费率，初始化时为 0，可通过 setFeeProtocol 函数来重置该值。
6、unlocked 记录池子的锁定状态，初始化时为 true，主要作为一个防止重入锁来使用。
7、feeGrowthGlobal0X128 和 feeGrowthGlobal1X128 记录两个 token 的每单位流动性所获取的手续费。
8、protocolFees 则记录了两个 token 的累计未被领取的协议手续费。
9、liquidity 记录了池子当前可用的流动性。注意，这里不是指注入池子里的所有流动性总量，而是包含了当前价格的那些有效头寸的流动性总量。
10、ticks 记录池子里每个 tick 的详细信息，key 为 tick 的序号，value 就是详细信息。
11、tickBitmap 记录已初始化的 tick 的位图。如果一个 tick 没有被用作流动性区间的边界点，即该 tick 没有被初始化，那在交易过程中可以跳过这个 tick。而为了更高效地寻找下一个已初始化的 tick，就使用了 tickBitmap 来记录已初始化的 tick。如果 tick 已被初始化，位图中对应于该 tick 序号的位置设置为 1，否则为 0。
positions 记录每个流动性头寸的详细信息，具体信息如下：library Position {
// 用于存储每个用户的头寸信息
struct Info {
// 当前头寸的总流动性
uint128 liquidity;
// 截止最后一次更新流动性或所欠费用时，每单位流动性的费用增长
uint256 feeGrowthInside0LastX128;
uint256 feeGrowthInside1LastX128;
// 欠头寸所有者的费用
uint128 tokensOwed0;
uint128 tokensOwed1;
}
...
}
swap 函数是实现交易的底层函数，其代码逻辑复杂很多，我们对其进行逐步拆解来看。
首先，其入参有 5 个：
function swap(
// 收款地址
address recipient,
// 交易方向，true表示用token0交换token1，false则相反
bool zeroForOne,
// 指定的交易数额，如果是正数则为指定的输入，负数则为指定的输出
int256 amountSpecified,
// 限定的价格
uint160 sqrtPriceLimitX96,
// 传给回调函数的参数
bytes calldata data
) external override noDelegateCall returns (int256 amount0, int256 amount1)
其中，如果 zeroForOne 为 true 的话，那交易后的价格不能小于 sqrtPriceLimitX96；如果 zeroForOne 为 false，则交易后的价格不能大于 sqrtPriceLimitX96。返回值 amount0 和 amount1 是交易后两个 token 的实际成交数额。
下面我们只摘取一些重要代码添加注解进行说明，以下是执行实际交易前的一些准备工作：
// 将状态变量保存在内存中，后续访问通过 MLOAD 完成，可以节省 gas
Slot0 memory slot0Start = slot0;
// 防止重入
slot0.unlocked = false;
// 缓存交易前的数据，以节省 gas
SwapCache memory cache =
SwapCache({
liquidityStart: liquidity,
blockTimestamp: _blockTimestamp(),
feeProtocol: zeroForOne ? (slot0Start.feeProtocol % 16) : (slot0Start.feeProtocol >> 4),
secondsPerLiquidityCumulativeX128: 0,
tickCumulative: 0,
computedLatestObservation: false
});
// 如果 amountSpecified 为正数，则指定的是确定的输入数额
bool exactInput = amountSpecified > 0;
// 缓存交易过程中需要用到的临时变量
SwapState memory state =
SwapState({
// 剩余可交易金额
amountSpecifiedRemaining: amountSpecified,
// 已交易互换的金额，指与 amountSpecifiedRemaining 互换的 token
amountCalculated: 0,
sqrtPriceX96: slot0Start.sqrtPriceX96,
tick: slot0Start.tick,
feeGrowthGlobalX128: zeroForOne ? feeGrowthGlobal0X128 : feeGrowthGlobal1X128,
protocolFee: 0,
liquidity: cache.liquidityStart
});
while 循环中处理实际的交易逻辑：
// 当剩余可交易金额为零，或交易后价格达到了限定的价格之后才退出循环
while (state.amountSpecifiedRemaining != 0 && state.sqrtPriceX96 != sqrtPriceLimitX96) {
// 缓存每一次循环的状态变量
StepComputations memory step;
// 交易的起始价格
step.sqrtPriceStartX96 = state.sqrtPriceX96;
// 通过 tick 位图找到下一个已初始化的 tick，即下一个流动性边界点
(step.tickNext, step.initialized) = tickBitmap.nextInitializedTickWithinOneWord(
state.tick,
tickSpacing,
zeroForOne
);
...
// 将上一步找到的下一个 tick 转为根号价格
step.sqrtPriceNextX96 = TickMath.getSqrtRatioAtTick(step.tickNext);
// 在当前价格和下一口价格之间计算交易结果，返回最新价格、消耗的 amountIn、输出的 amountOut 和手续费 feeAmount
(state.sqrtPriceX96, step.amountIn, step.amountOut, step.feeAmount) = SwapMath.computeSwapStep(
state.sqrtPriceX96,
(zeroForOne ? step.sqrtPriceNextX96 < sqrtPriceLimitX96 : step.sqrtPriceNextX96 > sqrtPriceLimitX96)
? sqrtPriceLimitX96
: step.sqrtPriceNextX96,
state.liquidity,
state.amountSpecifiedRemaining,
fee
);
if (exactInput) {
// 此时的剩余可交易金额为正数，需减去消耗的输入 amountIn 和手续费 feeAmount
state.amountSpecifiedRemaining -= (step.amountIn + step.feeAmount).toInt256();
// 此时该值表示 tokenOut 的累加值，结果为负数
state.amountCalculated = state.amountCalculated.sub(step.amountOut.toInt256());
} else {
// 此时的剩余可交易金额为负数，需加上输出的 amountOut
state.amountSpecifiedRemaining += step.amountOut.toInt256();
// 此时该值表示 tokenIn 的累加值，结果为正数
state.amountCalculated = state.amountCalculated.add((step.amountIn + step.feeAmount).toInt256());
}
...
// 如果达到了下一个价格，则需要移动 tick
if (state.sqrtPriceX96 == step.sqrtPriceNextX96) {
// 如果 tick 已经初始化，则需要执行 tick 的转换
if (step.initialized) {
...
// 转换到下一个 tick
int128 liquidityNet =
ticks.cross(
step.tickNext,
(zeroForOne ? state.feeGrowthGlobalX128 : feeGrowthGlobal0X128),
(zeroForOne ? feeGrowthGlobal1X128 : state.feeGrowthGlobalX128),
cache.secondsPerLiquidityCumulativeX128,
cache.tickCumulative,
cache.blockTimestamp
);
// 根据交易方向增加/减少相应的流动性
if (zeroForOne) liquidityNet = -liquidityNet;
// 更新流动性
state.liquidity = LiquidityMath.addDelta(state.liquidity, liquidityNet);
}
// 更新 tick
state.tick = zeroForOne ? step.tickNext - 1 : step.tickNext;
} else if (state.sqrtPriceX96 != step.sqrtPriceStartX96) {
// 如果不需要移动 tick，则根据最新价格换算成最新的 tick
state.tick = TickMath.getTickAtSqrtRatio(state.sqrtPriceX96);
}
}
一笔交易有时候会跨越多个流动性区间，所以需要使用循环处理在每一个区间内的交易。当剩余可交易金额已经消耗完，或价格已经达到了指定的限定价格后，循环也就结束了，即交易主流程结束了。
之后就是一些交易收尾的工作了，包括更新 tick、价格、流动性、手续费增长系数等。最后很关键的一步就是做转账和支付，以下是最后的代码：
// do the transfers and collect payment
if (zeroForOne) {
if (amount1 < 0) TransferHelper.safeTransfer(token1, recipient, uint256(-amount1));
uint256 balance0Before = balance0();
IUniswapV3SwapCallback(msg.sender).uniswapV3SwapCallback(amount0, amount1, data);
require(balance0Before.add(uint256(amount0)) <= balance0(), 'IIA');
} else {
if (amount0 < 0) TransferHelper.safeTransfer(token0, recipient, uint256(-amount0));
uint256 balance1Before = balance1();
IUniswapV3SwapCallback(msg.sender).uniswapV3SwapCallback(amount0, amount1, data);
require(balance1Before.add(uint256(amount1)) <= balance1(), 'IIA');
}
// 发送 Swap 事件
emit Swap(msg.sender, recipient, amount0, amount1, state.sqrtPriceX96, state.tick);
// 解除防止重入的锁
slot0.unlocked = true;
在我们的现有实现中，管理合约中的 swap 函数仅支持单池交易，并且会需要池子地址作为参数：
function swap(
address poolAddress_,
bool zeroForOne,
uint256 amountSpecified,
uint160 sqrtPriceLimitX96,
bytes calldata data
) public returns (int256, int256) { ... }