CN112465514A - 一种基于区块链的分层式交易并行执行方法及*** - Google Patents

一种基于区块链的分层式交易并行执行方法及*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于区块链的分层式交易并行执行方法及***，包括：建立参数集合及交易执行列表；挑选块中的第一交易加入所述交易执行列表，并将所述第一交易的预设参数存入所述参数集合中；遍历所述块中的交易，挑选出与所述参数集合中已存的预设参数不重复的第二交易加入所述交易执行列表，并将所述第二交易的预设参数存入所述参数集合中；重复所述步骤三，直至在所述块中无法挑选出与所述参数集合中已存的预设参数不重复的交易；批量执行所述交易执行列表中的交易；清空所述参数集合及所述交易执行列表。采用本发明的基于区块链的分层式交易并行执行方法及***，能够在区块链上进行并行化交易的方法，有效地提高单节点执行效率。

Description

一种基于区块链的分层式交易并行执行方法及***
技术领域
本发明涉及区块链领域，尤其涉及一种基于区块链的分层式交易并行执行方法及***。
背景技术
目前，现有技术中的区块链节点在进行交易执行时都是按顺序逐个执行的，无法利用先进服务器的多任务特性，执行效率较低。
针对现有技术中所存在的问题，提供一种基于区块链的分层式交易并行执行方法及***具有重要意义。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种基于区块链的分层式交易并行执行方法及***。
为实现上述目的，本发明的一种基于区块链的分层式交易并行执行方法，所述方法包括以下步骤：步骤一，建立参数集合及交易执行列表；步骤二，挑选块中的第一交易加入所述交易执行列表，并将所述第一交易的预设参数存入所述参数集合中；步骤三，遍历所述块中的交易，挑选出与所述参数集合中已存的预设参数不重复的第二交易加入所述交易执行列表，并将所述第二交易的预设参数存入所述参数集合中；步骤四，重复所述步骤三，直至在所述块中无法挑选出与所述参数集合中已存的预设参数不重复的交易；步骤五，批量执行所述交易执行列表中的交易；步骤六，清空所述参数集合及所述交易执行列表；步骤七，重复所述步骤一至步骤六，直至所述块中的所有交易执行完毕；
进一步地，所述预设参数具体为经过语义分析所解析得到的参数；
进一步地，所述预设参数具体为所述交易的发送地址和接收地址；
进一步地，所述交易的发送地址和接收地址具体为智能合约中的发送地址和接收地址；
进一步地，在所述步骤七之后，还包括步骤八，将所述块打包并存入区块链；
进一步地，所述步骤二及所述步骤三还可以为：步骤二，将所述块中的交易分成若干组，挑选任一组中的第一交易加入所述交易执行列表，并将所述第一交易的预设参数存入所述参数集合中；步骤三，遍历所述组中的交易，挑选出与所述参数集合中已存的预设参数不重复的第二交易加入所述交易执行列表，并将所述第二交易的预设参数存入集合中；
本发明还提供了一种基于区块链的分层式交易并行执行***，包括参数集合存储模块、交易存储模块、检索模块及执行模块；所述集合存储模块用于建立参数集合并存储交易的预设参数；所述交易存储模块用于建立交易执行列表并存储待执行交易；所述检索模块用于遍历所述块中的交易，挑选出与所述参数集合中已存的预设参数不重复的交易加入所述交易执行列表，并将所述交易的预设参数存入所述参数集合中；所述执行模块用于批量执行所述交易执行列表中的交易；
进一步地，还包括封装模块，所述封装模块用于将所述块打包并存入区块链；
进一步地，所述集合存储模块具体用于建立参数集合并存储交易的发送地址和接收地址；所述检索模块具体用于遍历所述块中的交易，挑选出与所述参数集合中已存的发送地址和接收地址不重复的交易加入所述交易执行列表，并将所述交易的发送地址和接收地址存入所述参数集合中。
本发明的一种基于区块链的分层式交易并行执行方法及***，能够通过分层式交易并行化执行，提升单个节点的执行性能，在区块链上进行并行化交易的方法，有效地提高单节点执行效率。
附图说明
图1为本发明所述一种基于区块链的分层式交易并行执行方法的第一流程示意图；
图2为本发明所述一种基于区块链的分层式交易并行执行方法的第二流程示意图；
图3为本发明所述一种基于区块链的分层式交易并行执行***的结构示意图。
具体实施方式
下面，结合附图，对本发明的结构以及工作原理等作进一步的说明。
如图1所示，图1为本发明所述基于区块链的分层式交易并行执行方法的第一流程示意图；所述方法包括以下步骤：
S1步骤一，建立参数集合及交易执行列表；
S2步骤二，挑选块中的第一交易加入所述交易执行列表，并将所述第一交易的预设参数存入所述参数集合中；在本发明优选的实施例中，所述预设参数具体为所述交易的发送地址和接收地址。所述块具体存储区块链中15分钟的交易；所述预设参数具体为经过语义分析所解析得到的参数，所述交易的发送地址和接收地址具体为智能合约中的发送地址和接收地址。
S3步骤三，遍历所述块中的交易，挑选出与所述参数集合中已存的预设参数不重复的第二交易加入所述交易执行列表，并将所述第二交易的预设参数存入所述参数集合中；在本发明优选的实施例中，具体为遍历所述块中的交易，挑选出与所述参数集合中已存的所述交易的发送地址和接收地址不重复的第二交易加入所述交易执行列表，并将所述第二交易的发送地址和接收地址存入所述参数集合中。
S4步骤四，重复所述步骤三，直至在所述块中无法挑选出与所述参数集合中已存的预设参数不重复的交易；在本发明优选的实施例中，具体为直至在所述块中无法挑选出与所述参数集合中已存的发送地址和接收地址不重复的交易。
S5步骤五，批量执行所述交易执行列表中的交易；
S6步骤六，清空所述参数集合及所述交易执行列表；
S7步骤七，重复所述步骤一至步骤六，直至所述块中的所有交易执行完毕；
S8步骤八，将所述块打包并存入区块链。
如图2所示，图2为本发明所述基于区块链的分层式交易并行执行方法的第二流程示意图，所述方法包括以下步骤：
S1步骤一，建立参数集合及交易执行列表；
S2’步骤二，将所述块中的交易分成若干组，挑选任一组中的第一交易加入所述交易执行列表，并将所述第一交易的预设参数存入所述参数集合中；
S3’步骤三，遍历所述组中的交易，挑选出与所述参数集合中已存的预设参数不重复的第二交易加入所述交易执行列表，并将所述第二交易的预设参数存入集合中；
S4步骤四，重复所述步骤三，直至在所述块中无法挑选出与所述参数集合中已存的预设参数不重复的交易；
S5步骤五，批量执行所述交易执行列表中的交易；
S6步骤六，清空所述参数集合及所述交易执行列表；
S7’步骤七，重复所述步骤一至步骤六，直至所述组中的所有交易执行完毕。
S8’步骤八，将所述组分别打包并存入区块链。
如图3所示，图3为本发明所述一种基于区块链的分层式交易并行执行***的结构示意图，包括参数集合存储模块3、交易存储模块4、检索模块2、执行模块5及封装模块6；所述集合存储模块3用于建立参数集合并存储交易的预设参数；在本发明优选的实施例中，所述集合存储模块3具体用于建立参数集合并存储交易的发送地址和接收地址；所述交易存储模块4用于建立交易执行列表并存储待执行交易；所述检索模块2用于遍历所述块1中的交易，挑选出与所述参数集合中已存的预设参数不重复的交易加入所述交易执行列表，并将所述交易的预设参数存入所述参数集合中；在本发明优选的实施例中，所述检索模块2具体用于遍历所述块1中的交易，挑选出与所述参数集合中已存的发送地址和接收地址不重复的交易加入所述交易执行列表，并将所述交易的发送地址和接收地址存入所述参数集合中；所述执行模块5用于批量执行所述交易执行列表中的交易；所述封装模块6用于将所述块1打包并存入区块链。
在本发明的实施例一中，所述基于区块链的分层式交易并行执行***及方法的交易具体为一种转账交易，因此，每一笔交易之间均存在两个交易节点，一个交易发送地址和一个交易接收地址；共有A、B、C、D、E、F六个节点；一个块中存储有区块链中15分钟的转账交易；在15分钟内，所述块中的转账交易共包括：
1，A——B；2，C——D；3，E——F；4，A——B；5，A——C；6，B——C；7，D——E；8，D——F，9，E——F；10，A——F；11，A——E；12，B——F；13，B——E；14，E——A；15，F——C；这15笔交易；
所述基于区块链的分层式交易并行执行***包括参数集合存储模块、交易存储模块、检索模块、执行模块及封装模块；所述集合存储模块具体用于建立参数集合并存储交易的发送地址和接收地址；所述交易存储模块用于建立交易执行列表并存储待执行交易；所述检索模块具体用于遍历所述块中的交易，挑选出与所述参数集合中已存的发送地址和接收地址不重复的交易加入所述交易执行列表，并将所述交易的发送地址和接收地址存入所述参数集合中；所述执行模块用于批量执行所述交易执行列表中的交易；所述封装模块用于将所述块打包并存入区块链。
本发明所述基于区块链的分层式交易并行执行方法具体包括以下步骤：
建立参数集合及交易执行列表；
挑选块中的交易1，A——B加入所述交易执行列表，并将所述地址A及地址B存入所述参数集合中；此时，所述参数集合存储了发送地址A、地址B；
遍历所述块中的交易，挑选出与所述参数集合中已存的预设参数不重复的第二交易加入所述交易执行列表，并将所述第二交易的预设参数存入所述参数集合中；因为此时所述参数集合存储了发送地址A、地址B，所述排除地址A及地址B的交易有2，3，7，8，9，15；这6笔；在这6笔中任选出一笔；即此时选择交易2，C——D为第二交易加入所述交易执行列表；并将所述地址C及地址D存入所述参数集合；
重复遍历所述块中的交易，因为此时所述参数集合存储了地址A、地址B、地址C、地址D；因此，此时排除地址A、地址B、地址C、地址D的交易有3，9；在这2笔中任选出一笔；即此时选择交易3，E——F为第三交易加入所述交易执行列表；并将所述地址E及地址F存入所述参数集合；
重复遍历所述块中的交易，此时所述参数集合存储了地址A、地址B、地址C、地址D、地址E、地址F；此时所述块中已经无法挑选出与所述参数集合中已存的预设参数不重复的交易，则进行下一步；
批量执行所述交易执行列表中的交易，此时所述交易执行列表中的交易共包含：交易1，A——B；交易2，C——D；交易3，E——F。批量并行执行这三笔交易；
当这三笔交易执行完毕后，清空所述参数集合及所述交易执行列表；
此时在块中的交易还剩下12笔，即4，A——B；5，A——C；6，B——C；7，D——E；8，D——F，9，E——F；10，A——F；11，A——E；12，B——F；13，B——E；14，E——A；15，F——C；
重新挑选块中的交易4，A——B加入所述交易执行列表，并将所述地址A及地址B存入所述参数集合中；此时，所述参数集合存储了发送地址A、地址B；
再次遍历所述块中的交易，因为此时所述参数集合存储了发送地址A、地址B，所述排除地址A及地址B的交易有7，8，9，15这4笔，在这4笔中任选出一笔；即此时选择交易7，D——E为第二交易加入所述交易执行列表；并将所述地址D及地址E存入所述参数集合；
重复遍历所述块中的交易，因为此时所述参数集合存储了地址A、地址B、地址D、地址E；因此，此时排除地址A、地址B、地址D、地址E的交易有交易15，则此时选择交易15，F——C加入所述交易执行列表；并将所述地址F及地址C存入所述参数集合；
重复遍历所述块中的交易，此时所述参数集合存储了地址A、地址B、地址C、地址D、地址E、地址F；此时所述块中已经无法挑选出与所述参数集合中已存的预设参数不重复的交易，则进行下一步；
批量执行所述交易执行列表中的交易，此时所述交易执行列表中的交易共包含：交易4，A——B；交易7，D——E；交易15，F——C。批量并行执行这三笔交易；
当这三笔交易执行完毕后，清空所述参数集合及所述交易执行列表；
此时在块中的交易还剩下9笔，即5，A——C；6，B——C；8，D——F；9，E——F；10，A——F；11，A——E；12，B——F；13，B——E；14，E——A；
重新挑选块中的交易5，A——C加入所述交易执行列表，并将所述地址A及地址C存入所述参数集合中；此时，所述参数集合存储了发送地址A、地址C；
再次遍历所述块中的交易，将交易8，D——F加入所述交易执行列表；并将所述地址D及地址F存入所述参数集合；
再次遍历所述块中的交易，将交易13，B——E，加入所述交易执行列表；并将所述地址B及地址E存入所述参数集合；
批量执行所述交易执行列表中的交易，此时所述交易执行列表中的交易共包含：交易5，A——C；交易8，D——F；交易13，B——E；批量并行执行这三笔交易；当这三笔交易执行完毕后，清空所述参数集合及所述交易执行列表；
此时在块中的交易还剩下6笔，6，B——C；9，E——F；10，A——F；11，A——E；12，B——F；14，E——A；
重新挑选块中的交易6，B——C加入所述交易执行列表，并将所述地址B及地址C存入所述参数集合中；
再次遍历所述块中的交易，将交易9，E——F加入所述交易执行列表；并将所述地址E及地址F存入所述参数集合；
批量执行所述交易执行列表中的交易，此时所述交易执行列表中的交易共包含：交易6，B——C；交易9，E——F；批量并行执行这两笔交易；当这两笔交易执行完毕后，清空所述参数集合及所述交易执行列表；
此时在块中的交易还剩下4笔，10，A——F；11，A——E；12，B——F；14，E——A；
重新挑选块中的交易10，A——F加入所述交易执行列表，并将所述地址A及地址F存入所述参数集合中；
执行所述交易执行列表中的交易，此时所述交易执行列表中的交易共包含：交易10，A——F；当这笔交易执行完毕后，清空所述参数集合及所述交易执行列表；
此时在块中的交易还剩下3笔，11，A——E；12，B——F；14，E——A；
重新挑选块中的交易11，A——E加入所述交易执行列表，并将所述地址A及地址E存入所述参数集合中；
再次遍历所述块中的交易，将交易12，B——F加入所述交易执行列表；并将所述地址B及地址F存入所述参数集合；
执行所述交易执行列表中的交易，此时所述交易执行列表中的交易共包含：交易11，A——E；交易12，B——F；批量并行执行这两笔交易；当这两笔交易执行完毕后，清空所述参数集合及所述交易执行列表；
此时在块中的交易还剩下1笔，14，E——A；直接执行该笔交易；
当最后一笔交易执行完毕后，此时所述块中的所有交易执行完毕。
则执行最后的步骤，即将全部交易执行完毕后的所述块打包并存入区块链中。
在本发明的实施例二中，所述基于区块链的分层式交易并行执行***及方法的交易具体为一种转账交易，因此，每一笔交易之间均存在两个交易节点，一个交易发送地址和一个交易接收地址；共有A、B、C、D四个节点；一个块中存储有区块链中15分钟的转账交易；在15分钟内，所述块中的转账交易共包括：
1，A——B；2，C——D；3，A——C；4，B——D；5，C——A；6，D——B这6笔交易；
所述基于区块链的分层式交易并行执行***包括参数集合存储模块、交易存储模块、检索模块、执行模块及封装模块；所述集合存储模块具体用于建立参数集合并存储交易的发送地址和接收地址；所述交易存储模块用于建立交易执行列表并存储待执行交易；所述检索模块具体用于遍历所述块中的交易，挑选出与所述参数集合中已存的发送地址和接收地址不重复的交易加入所述交易执行列表，并将所述交易的发送地址和接收地址存入所述参数集合中；所述执行模块用于批量执行所述交易执行列表中的交易；所述封装模块用于将所述块打包并存入区块链；
本发明所述基于区块链的分层式交易并行执行方法具体包括以下步骤：
建立参数集合及交易执行列表；
将所述块中的交易分成第一组和第二组；第一组中包括交易1，A——B；2，C——D；3，A——C；第二组中包括交易4，B——D；5，C——A；6，D——B；
分别同时对这两组中的交易进行轮寻。
对于第一组来说，先将交易1，A——B；加入所述交易执行列表，并将所述地址A和地址B存入所述参数集合中；
遍历所述第一组中的交易，将交易2，C——D加入所述交易执行列表；并将所述地址C及地址D存入所述参数集合；
执行所述交易执行列表中的交易，此时所述交易执行列表中的交易共包含：交易1，A——B；交易2，C——D，当这两笔交易执行完毕后，清空所述参数集合及所述交易执行列表；
此时，在第一组中还包括交易3，A——C；直接执行该笔交易；当最后一笔交易执行完毕后，此时所述第一组中的所有交易执行完毕。
对于第二组来说，先将交易4，B——D；加入所述交易执行列表，并将所述地址B和地址D存入所述参数集合中；
遍历所述第二组中的交易，将交易5，C——A加入所述交易执行列表；并将所述地址C及地址A存入所述参数集合；
执行所述交易执行列表中的交易，此时所述交易执行列表中的交易共包含：交易4，B——D；交易5，C——A，当这两笔交易执行完毕后，清空所述参数集合及所述交易执行列表；
此时，在所述第二组中还包括交易6，D——B；直接执行该笔交易；当最后一笔交易执行完毕后，此时所述第二组中的所有交易执行完毕。
此时所述第一组和第二组中的所有交易执行完毕。
则执行最后的步骤，即将全部交易执行完毕后的所述第一组和所述第二组打包并存入区块链中，完成分组轮训的全部步骤。
以上，仅为本发明的示意性描述，本领域技术人员应该知道，在不偏离本发明的工作原理的基础上，可以对本发明作出多种改进，这均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于区块链的分层式交易并行执行方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤一，建立参数集合及交易执行列表；
步骤二，挑选块中的第一交易加入所述交易执行列表，并将所述第一交易的预设参数存入所述参数集合中；
步骤三，遍历所述块中的交易，挑选出与所述参数集合中已存的预设参数不重复的第二交易加入所述交易执行列表，并将所述第二交易的预设参数存入所述参数集合中；
步骤四，重复所述步骤三，直至在所述块中无法挑选出与所述参数集合中已存的预设参数不重复的交易；
步骤五，批量执行所述交易执行列表中的交易；
步骤六，清空所述参数集合及所述交易执行列表；
步骤七，重复所述步骤一至步骤六，直至所述块中的所有交易执行完毕。
2.如权利要求1所述的基于区块链的分层式交易并行执行方法，其特征在于，所述预设参数具体为经过语义分析所解析得到的参数。
3.如权利要求1所述的基于区块链的分层式交易并行执行方法，其特征在于，所述预设参数具体为所述交易的发送地址和接收地址。
4.如权利要求3所述的基于区块链的分层式交易并行执行方法，其特征在于，所述交易的发送地址和接收地址具体为智能合约中的发送地址和接收地址。
5.如权利要求1所述的基于区块链的分层式交易并行执行方法，其特征在于，在所述步骤七之后，还包括：
步骤八，将所述块打包并存入区块链。
6.如权利要求1所述的基于区块链的分层式交易并行执行方法，其特征在于，所述步骤二及所述步骤三还可以为：
步骤二，将所述块中的交易分成若干组，挑选任一组中的第一交易加入所述交易执行列表，并将所述第一交易的预设参数存入所述参数集合中；
步骤三，遍历所述组中的交易，挑选出与所述参数集合中已存的预设参数不重复的第二交易加入所述交易执行列表，并将所述第二交易的预设参数存入集合中。
7.一种基于区块链的分层式交易并行执行***，其特征在于，包括参数集合存储模块、交易存储模块、检索模块及执行模块；
所述集合存储模块用于建立参数集合并存储交易的预设参数；
所述交易存储模块用于建立交易执行列表并存储待执行交易；
所述检索模块用于遍历所述块中的交易，挑选出与所述参数集合中已存的预设参数不重复的交易加入所述交易执行列表，并将所述交易的预设参数存入所述参数集合中；
所述执行模块用于批量执行所述交易执行列表中的交易。
8.如权利要求7所述的基于区块链的分层式交易并行执行***，其特征在于，还包括封装模块，所述封装模块用于将所述块打包并存入区块链。
9.如权利要求7所述的基于区块链的分层式交易并行执行***，其特征在于，所述集合存储模块具体用于建立参数集合并存储交易的发送地址和接收地址；
所述检索模块具体用于遍历所述块中的交易，挑选出与所述参数集合中已存的发送地址和接收地址不重复的交易加入所述交易执行列表，并将所述交易的发送地址和接收地址存入所述参数集合中。
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