CN108376106A - 一种区块链消息反馈方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种区块链消息反馈方法及系统，方法包括：接收区块链系统根据的用户的业务请求生成的交易结果，其中，通过前端服务器接收用户的业务请求；通过消息队列将所述交易结果发送到前端服务器。本发明解决了区块链系统只支持异步交易，必须通过反复查询才能获取交易结果的问题。本发明既兼容原有的异步交易模式，又提高区块链系统的灵活性、使用便利性的同时，能够保证区块链系统的性能和可扩展性。

Description

一种区块链消息反馈方法及系统

技术领域

本发明涉及数据处理技术，特别是关于区块链数据处理技术，具体的讲是一种区块链消息反馈方法及系统。

背景技术

区块链系统是将数据和数据的操作记录，通过密码学方法进行加密和散列，形成可验证、不可篡改的数据结构，并在系统内节点间可靠共享的系统。在区块链系统中，对区块链中的数据进行的操作称为交易。目前的区块链系统中，通常采用异步交易模式，即：区块链系统收到交易请求后，不等待交易结果，立刻向请求方返回信息，仅表示交易请求已收到。与此同时，区块链系统进行交易执行处理。执行交易的过程根据区块链系统实现方式的不同，从数十毫秒到数小时不等。这种交易模式较为节省系统资源，然而其对交易结果消息的反馈实时性较低，部分系统中甚至不反馈交易结果信息。因此，现有区块链应用通常采用轮询方式查询以提高消息反馈的实时性。但是轮询方式需要占用调用方和区块链系统双方的内存、CPU资源，并占用两者之间的网络带宽。这些资源消耗会增加系统的运行成本，限制系统并发服务能力的提升。

在商用区块链系统，特别是金融领域的区块链系统中，对交易结果消息反馈的实时性要求较高。以转账交易为例，客户发起转账后，往往期望得到确定。如果不能及时返回结果，则可能让客户产生不安，不信任的情绪，不利于用户体验的提升。同时，金融领域并发交易量大，对系统的性能和可扩展性有较高要求。轮询方法虽能在一定程度上提高消息反馈的实时性，但对系统性能和可扩展性造成了较大负担。

发明内容

为解决现有的区块链系统必须通过反复查询才能获取交易结果的问题，本发明实施例提供了一种区块链消息反馈方法，包括：

接收区块链系统根据的用户的业务请求生成的交易结果，其中，通过前端服务器接收用户的业务请求；

通过消息队列将所述交易结果发送到前端服务器。

本发明实施例中，所述的交易结果包括：指定的消息队列的队列名。

本发明实施例中，所述的通过消息队列将所述交易结果发送到前端服务器包括：

预先存储注册到各消息队列的前端服务器的地址；

根据交易结果中的消息队列的队列名和注册的前端服务器的地址将所述交易结果发送到前端服务器。

本发明实施例中，所述的方法还包括：

存储接收到的区块链系统根据的用户的业务请求生成的交易结果。

同时，本发明还提供一种区块链消息反馈系统，包括：

前端服务器，用于接收用户的业务请求；

区块链服务器，用于根据用户的业务请求生成的交易结果；

消息队列服务器，用于通过消息队列将所述交易结果发送到前端服务器。

本发明实施例中，所述的消息队列服务器包括：

队列管理模块，用于预先存储注册到各消息队列的前端服务器的地址；

收发模块，用于根据交易结果中的消息队列的队列名和注册的前端服务器的地址将所述交易结果发送到前端服务器。

本发明实施例中，所述的消息队列服务器还包括：

存储模块，用于存储接收到的所述区块链服务器生成的交易结果。

本发明解决了区块链系统只支持异步交易，必须通过反复查询才能获取交易结果的问题。本发明既兼容原有的异步交易模式，又提高区块链系统的灵活性、使用便利性的同时，能够保证区块链系统的性能和可扩展性。

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供一种区块链消息反馈方法的流程图；

图2为本发明提供的一种区块链消息反馈系统的框图；

图3为本实施例公开的区块链消息实时反馈系统的示意图；

图4为本发明实施例中前端应用服务器的框图；

图5为本发明实施例中区块链网关服务器的框图；

图6为本发明实施例中区块链节点服务器的框图；

图7为本发明实施例中消息队列的框图；

图8为本发明实施例中区块链消息实时反馈方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种区块链消息反馈方法，如图1所示，该方法包括：

步骤S10，接收区块链系统根据的用户的业务请求生成的交易结果，其中，通过前端服务器接收用户的业务请求；

步骤S20，通过消息队列将所述交易结果发送到前端服务器。

本发明实施例中，交易结果包括：指定的消息队列的队列名。

通过存储预先存储注册到各消息队列的前端服务器的地址；

根据交易结果中的消息队列的队列名和注册的前端服务器的地址将所述交易结果发送到前端服务器。

同时，本发明还提供一种区块链消息反馈系统，如图2所示，该系统包括：

前端服务器201，用于接收用户的业务请求；

区块链服务器202，用于根据用户的业务请求生成的交易结果；

消息队列服务器203，用于通过消息队列将交易结果发送到前端服务器。

本发明提供一种基于事件触发的区块链消息实时反馈系统和方法，解决区块链系统只支持异步交易，必须通过反复查询才能获取交易结果的问题。本发明既兼容原有的异步交易模式，又提高区块链系统的灵活性、使用便利性的同时，能够保证区块链系统的性能和可扩展性。下面结合具体实施例对本发明技术方案做进一步详细说明。

本实施例提供了一种区块链消息实时反馈系统，该系统包括区块链节点，区块链网关服务器、消息队列、前端应用服务器。如图3所示，本实施例公开的区块链消息实时反馈系统，包括前端应用服务器1、区块链网关服务器2、区块链节点服务器3、消息队列4。其中前端应用服务器1与区块链网关服务器2连接，与区块链网关服务器2进行双向数据交互。区块链网关服务器2与区块链节点服务器3连接，进行双向数据交互。同时，区块链服务器2与消息队列4连接，从区块链服务器2到消息队列4进行单向数据传输。消息队列4与前端应用服务器1连接，从消息队列4到前端应用服务器1进行单向数据传输。

本发明实施例中，区块链完成交易后，通过消息队列4实时推送交易结果消息。消息队列对区块链网关服务器2和前端应用服务器1之间的通信进行了汇总、暂存和转发。本实施例中区块链网关服务器2和前端服务器1分别只需要与消息队列4保持单一网络连接，节省双方系统资源。消息队列4收到区块链网关服务器2发来的消息后，对消息进行持久化缓存，在转发失败时自动重试，直至前端服务器1正常接收消息。引入消息队列后，区块链网关服务器2只需将消息发到消息队列4，无需追踪消息是否成功送达，无需在失败时重发。消息队列自身可以集群形式横向扩展。当系统交易量提升时，可通过扩展消息队列提升系统吞吐量。消息队列4分担了系统负载，使系统拥有更优的性能和可扩展性。

下面对本发明技术方案进行详细说明。

本发明实施例中，前端应用服务器1可以是一台服务器或多台服务器组成的集群服务器，负责处理业务中区块链以外的逻辑。该服务器负责根据业务逻辑向区块链系统发起交易请求，并根据业务逻辑处理区块链交易的结果。典型地，前端应用服务器接收终端用户通过Web页面或移动终端应用发送的业务请求，校验用户身份和权限，对用户操作进行日志记录，构造区块链交易请求报文，向区块链发送交易请求。待区块链系统返回交易结果后，在非区块链数据库中记录交易结果，执行其他非区块链交易逻辑，最后向终端用户展现交易结果。图4所示为本发明实施例中前端应用服务器的框图。前端应用服务器1包括：交易请求模块11、交易管理模块12、消息队列接收模块13。

区块链网关服务器2在区块链节点服务器3和前端应用服务器1之间起中转作用。区块链网关服务器2接收前端应用服务器1发送的交易请求，校验请求报文的格式和内容是否正确，报文中所指定用户是否正确登录。如校验正确，则加载报文中指定用户名的数字证书，对请求报文进行签名，再发送给对应的区块链节点服务器。同时，区块链网关服务器2还可以监听区块链节点服务器3的交易情况。监听到同步交易完成时，区块链网关服务器2会通过消息队列4向前端应用服务器1发送交易完成消息，图5所示为本发明实施例中区块链网关服务器的框图，本实施例中，区块链网关服务器2包括：前端通信模块21、交易封装模块22、区块链通信模块23、消息队列发送模块24。

本发明实施例中，区块链节点服务器3可以是一台服务器或多台服务器组成的集群服务器，负责根据区块链共识算法的规则对交易进行共识，生成区块并进行持久化保存。共识算法采用拜占庭容错(PBFT)算法。每笔交易在网络中进行三个阶段的广播，在拥有3f+1个区块链节点服务器3的系统中，每阶段每个节点收到至少2f+1个来自其他节点的一致的确认消息后，进入下一个阶段。任一阶段中如无法收到2f+1个来自其他阶段的一致的确认消息，则不继续发送确认消息。完成三阶段后，该笔交易视作达成共识，交易逻辑被执行，交易请求被记入区块缓存。达成条件后(如经过一定时间，缓存中交易请求达到一定数量)，缓存中的所有交易整合成为一个区块，写入链上前一个区块的哈希值，序列化为数据流，进行持久化存储。图6所示为本发明实施例中区块链节点服务器的框图，区块链节点服务器3包括：通信模块31、交易执行模块32、交易状态监听模块33、持久化存储模块34。

同样，本发明实施例中的消息队列4可以是一个硬件装置，或一个软件模块。消息队列4内部管理着一系列具有名称的逻辑队列。消息队列4接收区块链网关服务器2发送的交易结果消息，并对消息进行持久化保存，同时将消息转发至对应的前端应用服务器1，图7所示为本发明实施例中消息队列的框图，消息队列4包括：消息收发模块41、队列管理模块42、消息持久化存储模块43。

在具体实施上，消息队列4可以硬件形式单独部署，也可以软件形式与区块链网关服务器2整合在一起。当以硬件形式单独部署时，消息队列4与前端应用服务器1和区块链网关服务器2各保持一条网络连接；当以软件形式与区块链网关服务器2整合部署时，消息队列4与前端应用服务器1保持一条网络连接进行通信，与区块链网关服务器2使用进程间通信或进程内通信。

本发明实施例中，前端应用服务器的交易请求模块11向区块链网关服务器2发送交易请求，其中，交易请求中包含有标识交易同步/异步模式的字段。交易管理模块12保存该服务器上进入等待状态的交易的记录，在内存中创建关联交易ID、交易状态和线程的数据对象，然后令处理该交易的线程进入等待状态。交易完成时，根据交易ID查找对应的数据对象，写入交易结果数据，并唤醒处理该交易的线程。

消息队列接收模块13从消息队列4接收交易结果消息，对消息报文进行解析，并调用交易管理模块12唤醒交易线程。

区块链网关服务器2的前端通信模块21接收前端应用服务器1以通用通讯协议发送的交易请求，生成交易序列号并向前端应用服务器1回复包含交易序列号的交易回执。

交易封装模块22将前端通信模块21收到的交易请求，组装成区块链专用通讯协议的报文，并使用数字证书对报文进行加密、数字签名。区块链通信模块23将封装好的交易报文发送至一个区块链节点服务器3,，同时区块链通信模块23监听该区块链节点服务器3的交易完成状态。监听到交易完成时，区块链通信模块23调用消息队列发送模块24发送消息。消息队列发送模块24负责使用包括但不限于Stomp、Openwire等消息队列通信协议，向消息队列4发送交易结果消息。

本发明实施例中，在一个系统中存在多个区块链节点服务器3，节点数量通常为3f+1个服务器(f为整数)。其中，通信模块31负责接收并解析区块链网关服务器2发送的交易请求报文。

交易执行模块32根据区块链系统的共识算法，在区块链网络中对交易进行共识处理。共识处理分为三个阶段：预准备、准备、确认。假设系统中存在3f+1个区块链节点服务器3。在预准备阶段，一个区块链节点服务器3接收区块链网关服务器2发来的交易请求，向其他区块链节点服务器3发送预准备消息。预准备消息包括由无碰撞哈希算法生成的交易请求摘要、交易的序号及预准备标志。其他区块链节点服务器3收到预准备消息后，进入准备状态。进入准备状态后，每个区块链节点服务器3向其他区块链节点服务器3发送准备消息。准备消息包括由无碰撞哈希算法生成的交易请求摘要、交易的序号及准备标志。每个区块链节点服务器3接收其他节点发来的准备消息，校验交易请求摘要和交易序号是否一致。当收到2f个从其他节点发来的一致的准备消息后，该节点进入确认阶段。进入确认阶段后，每个区块链节点服务器3向其他区块链节点服务器3发送确认消息。由无碰撞哈希算法生成的交易请求摘要、交易的序号及准备标志。每个区块链节点服务器3接收其他节点发来的确认消息，校验交易请求摘要和交易序号是否一致。当收到2f个从其他节点发来的一致的确认消息后，该节点确认交易已经完成共识。在共识过程中的任一步骤，如果一个节点无法收到2f个从其他节点发来的一致的确认消息，则该节点认为共识失败，不发送确认信息，不执行该交易。该共识算法保证了，在拥有3f+1个区块链节点服务器3的系统中，出现不大于f个异常节点(包括宕机、程序出错或程序被恶意篡改)时，系统中的逻辑能正常执行，数据能保持一致。暂时出现异常的节点在恢复正常，可向其他节点请求数据同步。收到同步请求的节点会返回当前的最新区块序号和哈希值。如果收到至少2f+1个一致的回复，则向其中一个节点请求获取缺少的区块，进行持久化保存。每个区块链节点服务器3确认交易完成共识后，交易执行模块32执行交易请求中指定的逻辑。

交易状态监听模块33监听交易结果事件，当系统发出交易完成事件时触发监听，调用通信模块31向区块链网关2发送交易结果。交易状态监听模块33可选两种具体实施方式：1.交易状态监听模块33可以通过修改代码嵌入至交易执行模块32，在持久化存储模块34返回交易完成时主动触发监听；2.也可以通过独立进程的方式监听持久化存储模块34与数据库的通信，确认数据持久化存储完成后触发监听。

持久化存储模块34在交易执行模块32正常完成共识处理后，将生成的区块持久化存储至数据库中。

消息队列4的消息收发模块41与前端应用服务器1和区块链网关服务器2建立并维护通信连接，接收区块链网关服务器2发送的同步交易结果消息，及将消息发送至前端应用服务器1。

队列管理模块42管理一系列具有名称的逻辑队列，并且管理注册到每个逻辑队列的接收端服务器地址。根据消息中的队列名信息，将消息分配至各逻辑队列中，根据各队列的配置选择一个或多个接收端服务器，向选择的服务器转发消息。

消息持久化存储模块43在队列收到消息后，将消息进行持久化存储，以避免服务器故障导致消息丢失。

本发明实施例中，消息队列4的使用，主要目的是转移区块链网关服务器2的负载压力，提高系统整体的可扩展性。如不使用消息队列4，则区块链网关服务器2必须消耗资源维护与前端应用服务器1的多个通信长链接。并发交易量增加时，通信长链接的数量随交易量增加，最终区块链网关服务器2会需要进行扩展。区块链网关服务器2属于区块链网络内部，而区块链内部通信往往采用广播方式，通信开销的复杂度为O(n²)。因此，扩展区块链网关服务器2会为系统带来额外开销，因此其不能随意扩展。使用消息队列4的情况下，区块链网关服务器2只须与消息队列4维持链接，对消息队列4造成的开销较小。消息队列4自身的扩展性更好。并发交易量增加时，可以通过扩展消息队列4提升系统性能，扩展性更优。

同时，本发明实施例中提供了一种区块链消息实时反馈方法，如图8所示。

步骤S101：前端应用服务器1执行业务逻辑，交易请求模块11向区块链网关服务器2发送交易请求，在交易请求的交易模式字段中，标识该交易为同步交易。

步骤S102：前端通信模块21接收交易请求，并验证交易请求内容和发送方身份。通过验证后，交易封装模块22为交易请求生成唯一序列号，并将交易请求转换为区块链网络的专有数据格式，然后使用数字证书对转换后的交易请求进行加密、数字签名。

步骤S103：前端通信模块21将交易唯一序列号返回至前端应用服务器1。区块链通信模块23将经转换、加密、签名后的交易请求发送至区块链节点服务器3。

步骤S104：交易请求模块11接收区块链网关服务器2返回的交易唯一序列号。交易管理模块12根据序列号为交易创建锁对象，并对锁对象加锁，暂停前端应用服务器1中交易的执行。

步骤S105：通信模块31接收区块链网关服务器2发送的交易请求，进行解密，验证签名。验证通过后，交易执行模块32将交易信息发送至区块链网络中其他节点，根据区块链共识算法执行共识过程，执行交易逻辑并将交易信息生成区块。

步骤S106：共识完成后，持久化存储模块34将区块写入磁盘或数据库，进行持久化存储。交易状态监听模块33监听到每一笔交易完成后，向区块链网关服务器2发送交易结果报文，包含交易唯一序列号和交易逻辑返回信息。

步骤S107：区块链通信模块23接收区块链节点服务器3发来的带有唯一序列号的交易返回信息。确认收到3f+1个区块链节点服务器3中2f个发来的一致的交易返回消息后，消息队列发送模块24将消息转换为消息队列的数据格式，根据配置向消息队列中的一个队列发送消息。

步骤S108：消息收发模块41接收区块链网关服务器2发送来的交易结果消息。队列管理模块42根据消息中指定的队列名，将消息分配至一个逻辑队列。消息持久化存储模块43将消息写入磁盘或数据库，进行持久化存储。最后，消息收发模块41将交易结果消息发送至所前端应用服务器1。

步骤S109：消息队列接收模块13接收消息收发模块41发送的交易结果消息，从消息中提取出交易唯一序列号和交易返回信息。

步骤S110：交易管理模块12根据序列号查找交易锁对象，如当前服务器上存在该注册为该序列号的锁对象，则将交易返回信息写入锁对象，并对锁对象解锁，恢复执行之前被暂停的交易。交易从锁对象中读取交易返回信息，进行后续的业务逻辑处理。如不存在锁对象，则不做处理。

同时，本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时前述的方法。

同时，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有执行前述方法的计算机程序。

本发明提供一种区块链消息实时反馈系统和方法，克服了目前区块链系统只支持异步交易，必须通过反复查询获取交易结果的问题，同时兼容原有的异步交易，提高了区块链系统的灵活性，保证了区块链系统的性能和可靠性。

本发明提供的系统支持实时消息反馈，能够让用户在需要时，及时获得交易结果的反馈。解决了区块链系统异步交易带来的无法及时获得交易结果的问题。消息反馈通过消息队列实现，减少了交易发起方和区块链系统间维持的网络连接数量，降低两者的资源消耗。

本发明提供的系统同时兼容原有的异步交易模式。交易发起方可根据业务的具体需要选择使用同步或异步交易模式，系统的灵活性更高。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种区块链消息反馈方法，其特征在于，所述的方法包括：

接收区块链系统根据的用户的业务请求生成的交易结果，其中，通过前端服务器接收用户的业务请求；

通过消息队列将所述交易结果发送到前端服务器。

2.如权利要求1所述的区块链消息反馈方法，其特征在于，所述的交易结果包括：指定的消息队列的队列名。

3.如权利要求2所述的区块链消息反馈方法，其特征在于，所述的通过消息队列将所述交易结果发送到前端服务器包括：

预先存储注册到各消息队列的前端服务器的地址；

根据交易结果中的消息队列的队列名和注册的前端服务器的地址将所述交易结果发送到前端服务器。

4.如权利要求1所述的区块链消息反馈方法，其特征在于，所述的方法还包括：

存储接收到的区块链系统根据的用户的业务请求生成的交易结果。

5.一种区块链消息反馈系统，其特征在于，所述的系统包括：

前端服务器，用于接收用户的业务请求；

区块链服务器，用于根据用户的业务请求生成的交易结果；

消息队列服务器，用于通过消息队列将所述交易结果发送到前端服务器。

6.如权利要求5所述的区块链消息反馈系统，其特征在于，所述的交易结果包括：指定的消息队列的队列名。

7.如权利要求6所述的区块链消息反馈系统，其特征在于，所述的消息队列服务器包括：

队列管理模块，用于预先存储注册到各消息队列的前端服务器的地址；

收发模块，用于根据交易结果中的消息队列的队列名和注册的前端服务器的地址将所述交易结果发送到前端服务器。

8.如权利要求6所述的区块链消息反馈系统，其特征在于，所述的消息队列服务器还包括：

存储模块，用于存储接收到的所述区块链服务器生成的交易结果。

9.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至4任一所述方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有执行权利要求1至4任一所述方法的计算机程序。