CN109710387A - 一种用于区块链事务优先级排序的策略引擎及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于区块链事务优先级排序的策略引擎及其使用方法，在事务执行之前对列表中的事务进行甄别，按照预置策略的规则、优先级的高低顺序进行重排序，针对不同的策略等级为事务分配不同的硬件和计算资源，其使用方法包括如下步骤：S1：区块链根据预置策略选择事务进行打包，在区块链准备打包时调用策略引擎，判断优先级账户或地址是否存在并负责对优先级进行排序；S2：区块链将事务池推送至池队列，采用高速缓存队列以先进先出的顺序接受事务池；S3：多个策略引擎对事务进行排序，将事务池从池队列中取出并对事务池中的事务进行排序，策略引擎包括多种外部规则引擎；S4：推送执行，按照策略引擎最终输出结果为每个事务分配资源。

Description

一种用于区块链事务优先级排序的策略引擎及其使用方法

技术领域

本发明涉及区块链事务优先级排序领域，具体而言，涉及一种用于区块链事务优先级排序的策略引擎及其使用方法。

背景技术

在目前的大部分区块链平台中，事务/交易都是按照一定的优先级顺序来执行的。例如著名的区块链平台以太坊，它的事务执行策略默认是以GasPrice由高到低执行，并只内置了包含这种策略在内的共3种不同策略选择，其他的区块链技术或平台也都与此类似。但他们的策略都是不可更改配置的。

对于不可更改的执行策略，当有特别重要的事务，例如加急的转账交易或优先的客户业务，需要立即或提前执行时，这些策略就无法满足要求。对于服务型企业来说，必定有其自身的客户和业务质量评价体系，需要控制优先级的业务场景在其日常业务中会经常遇到，而传统的区块链平台无法满足。另外，在联盟链和私有链场景中，根据成员的自身需要完成的业务或分工不同，同样需要一套可控的优先级策略来满足他们不断变化的业务需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于区块链事务优先级排序的策略引擎及其使用方法，其能够在事务执行之前在列表中对事务进行甄别，按照策略定义的规则，根据优先级从高到低对事务列表进行重排序。同时针对不同的策略等级，为事务分配不同的硬件和计算资源来保证高优先级事务的正确运行。

本发明的实施例是这样实现的：

一种用于区块链事务优先级排序的策略引擎及其使用方法，该策略引擎在事务执行之前对列表中的事务进行甄别，然后按照预置策略的规则按照优先级的高低顺序进行重排序，策略引擎针对不同的策略等级，为事务分配不同的硬件和计算资源，策略引擎的使用方法包括如下步骤：

S1：区块链根据预置策略选择事务进行打包，在区块链准备打包时调用策略引擎，判断优先级(或地址)是否存在并负责对优先级进行排序；

S2：区块链将事务池推送至池队列，采用高速缓存队列以先进先出的顺序接受事务池；

S3：多个策略引擎对事务进行排序，将事务池从池队列中取出并对事务池中的事务进行排序，策略引擎包括多种外部规则引擎；

S4：推送执行，按照策略引擎最终输出结果为每个事务分配对应的硬件和计算资源。

在本发明的较佳实施例中，上述策略引擎以插件形式进行预排序工作时，策略引擎根据事务列表生成一个顺序索引，在区块链事务执行阶段从顺序索引中提取需要被执行的索引。

在本发明的较佳实施例中，上述策略引擎包括多种外部规则引擎，策略引擎和区块链完全解耦合。

在本发明的较佳实施例中，上述S1的具体操作如下：当区块链将事务打包成新区块时，首先调用策略引擎识别新区块的优先级账户(或地址)是否存在；若存在，策略引擎将具有优先级账户或优先级地址中的事务提取出来优先执行；若事务优先级相同，引擎策略安装策略的规模和交易大小按照高低进行排序；优先级账户或优先级地址本身具有优先级顺序，优先级顺序有策略引擎排序，当新区块的事务数量达到阈值时，新区块的事务不再增加。

在本发明的较佳实施例中，上述S2的具体操作如下：建立池队列机制，池队列机制基于高速缓存队列，安装先进先出的顺序接受事务池，然后依次对每个事务池中的事务进行策略排序。

在本发明的较佳实施例中，上述事务池采用异步排序，将新事物加入到事务池中，区块链系统内置有超时时间，一旦超过超时时间，事务池中的排序暂停，直至事务被取出；当外部策略失败或者超时是，丢弃异步排序，启动正式排序重新执行。

在本发明的较佳实施例中，上述S3包括如下步骤：

S31：根据先进先出原则，依次从池队列中获取事务池，然后将事务池推送给策略引擎；

S32:策略引擎在接收事务池后，根据系统策略决定使用简单策略引擎或者外部规则引擎；

S33:策略引擎接收系统策略的反馈后，根据反馈中包含的排序索引对事务池中的事务排序。

在本发明的较佳实施例中，上述S32中的简单策略包括编程语言编写的简单排序规则；若事务较为复杂，则使用外部规则引擎，外部规则引擎通过调用外部规则引擎接口将事务传送给策略引擎，外部规则引擎等待反馈。

在本发明的较佳实施例中，上述S4包括如下步骤：

S41：将排序后的事务池推送执行；

S42：在执行的过程中，按照策略引擎的最终输出结果，给每个事务分配相应的硬件和计算资源。

本发明实施例的有益效果是：用户可以根据自身的业务需要对规则引擎的规则进行自由定制，并可以升级和维护，解决了因业务变更而不能改变优先级的问题；策略引擎在队列排队和事务池排序时可能会导致阻塞，这是由于有些规则可能非常复杂，排序完成所经历的时间相对较长。因此，策略引擎还支持多线程执行，即同时执行多个策略引擎来加速事务池的排序工作；策略引擎兼容多种业务场景，以适配器的方式支持多种外部规则引擎，通过第三方的规则引擎，可以定制出更加复杂的业务规则来；而通过策略引擎提供的外部接口，可以将规则扩展至许多维度；将策略引擎与区块链完全解耦，外部规则过程也都以适配器的方式加入到策略引擎中来，这极大的降低了对整个区块链的维护成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明实施例的整体结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

第一实施例

本发明旨在实现一套可定制的策略引擎(Policy Engine，以下简称PE)，该策略引擎可以在事务执行之前在列表中对事务进行甄别，按照策略定义的规则，根据优先级从高到低对事务列表进行重排序。同时针对不同的策略等级，为事务分配不同的硬件和计算资源，以此来保证高优先级事务的正确运行。对于某些先执行再排序的区块链平台来说，PE会以插件的形式在执行之前进行预排序工作，这个过程是非常快速的，它会根据事务列表生成一个顺序索引，目的是为了在执行阶段从索引中快速的提取需要执行的事务的索引。

对于相对较复杂的策略来说，本发明同时支持多种外部规则引擎，将复杂策略规则与区块链解耦合，达到分而治之的目的，减少管理和维护成本。制定的策略支持修改、升级与维护，提升整体的可用性。本专利主要分为3个阶段来实现，整体结构示意图如图1所示：

S1：根据策略选择事务进行打包，其具体操作如下：

S11：在区块链准备将事务打包成新区块的时候，首先会调用PE来识别是否有配置的优先级账户或地址存在。如果存在，则将这些具有优先执行权力的账户中所涉及的交易提取出来准备优先执行。所有特权账户，即具有优先执行权利的账户本身也具有优先级顺序，由PE负责排序，且新区块在事务数达到一定阈值时，不再进行新增事务，该阈值由PE配置。当遇到事务的权限等级一样的情况时，PE则按照策略的规模和交易的大小由高到低排序，在本实施例中的交易大小一般指交易的花费。注意，这里只是将优先执行的事务进行筛选，并未进行最终排序，即预排序工作。

S2：将事务池(以下简称TX POOL)或者事务列表推送至池队列(以下简称TPQueue)，包括如下步骤:

S21：对于某些公共链来说，其产生区块的速度可能比较快，例如以太坊，大约15秒产生一个块。而其策略如果相对较复杂，可能会产生排序拥堵现象，某些区块链为了加快挖矿速度，在拥堵现象发生时可能会终止上一区块的挖矿工作，这对高优先级执行策略来说是不可行的。所以本发明实现了一套池队列机制，该机制基于高速缓存队列，以先进先出(First Input First Output，以下简称FIFO)的顺序接受事务池，然后依次对每一个事务池中的事务进行策略排序，即避免了因拥堵被区块链终止又不会影响策略排序。

作为优化，本发明还提供了一套全新的事务池，这种事务池采用一种异步的提前顺序确认：即在新事务加入事务池中即异步确认顺序，这样做的好处是降低后期进行排序时的时延。注意，由于外部规则的存在，异步过程可能会持续相当一段时间，所以系统会设置一个Timeout时间，一旦超过该时间，则事务池中的排序确认会被暂停，直到后续操作正式的从事务池中取出事务。此时的外部事务可继续执行，待结果返回后会被系统缓存起来，在正式排序时直接使用，若外部策略失败或超时，则丢弃这次异步排序，启用正式排序重新执行。由于外部策略存在不确定性的延迟或其他不可控原因，这种事务池更加适合简单内部策略场景。

S3：将事务池从池队列中取出，进行排序，其具体步骤如下：

S31:根据FIFO原则，依次从池队列中获取事务池，同时启动策略引擎，将事务池推送给策略引擎。

S32：PE在接收到事务池后，根据系统策略决定使用简单策略还是外部规则引擎，简单策略是指使用本发明支持的编程语言(JAVA、GO、Nodejs等)编写的简单排序规则。如果业务较为复杂，则需要使用外部规则引擎，则将调用支持的外部规则引擎接口，将需要事务信息传递过去，并等待回馈。

S33：PE接收到规则回馈后，会根据回馈中包含的排序索引，对事务池中的事务进行排序。

S4：推送执行，其具体操作如下：

S41：将排序后的事务池推送执行、挖矿。

S42：执行过程中按照PE最终输出结果，为每个事务分配或者调配相应的硬件和计算资源。

综上所述，本发明与现有技术和模式相比，最主要有如下优点：

1.完全自由的策略引擎：用户可以根据自身的业务需要对规则引擎的规则进行自由定制，并可以升级和维护，解决了因业务变更而不能改变优先级的问题。策略引擎在队列排队和事务池排序时可能会导致阻塞，这是由于有些规则可能非常复杂，排序完成所经历的时间相对较长。因此，策略引擎还支持多线程执行，即同时执行多个策略引擎来加速事务池的排序工作，但最终的顺序必须与原始队列中的一致。虽然这还是会在一定程度上导致区块链的TPS降低，但与可控优先级带来的收益来说，该性能损耗是值得的。

2.可扩展性：PE的设计初衷就是为了尽量的兼容多种业务场景。PE以适配器的方式支持多种外部规则引擎，通过第三方的规则引擎，可以定制出更加复杂的业务规则来。而通过PE提供的外部接口，可以将规则扩展至许多维度，例如对接用户的中央授权系统，直接根据授权系统中规定的权限来安排事务排序。之所以能够做到这一切是因为PE本身是一个高度封装的、与外部过程无关的引擎。所有外部过程只需要通过PE提供的适配器返回相应的排序结果共识即可。

3.模块隔离：将策略引擎与区块链完全解耦，外部规则过程也都以适配器的方式加入到策略引擎中来，这极大的降低了对整个区块链的维护成本。

本说明书描述了本发明的实施例的示例，并不意味着这些实施例说明并描述了本发明的所有可能形式。应理解，说明书中的实施例可以多种替代形式实施。附图无需按比例绘制；可放大或缩小一些特征以显示特定部件的细节。公开的具体结构和功能细节不应当作限定解释，仅仅是教导本领域技术人员以多种形式实施本发明的代表性基础。本领域内的技术人员应理解，参考任一附图说明和描述的多个特征可以与一个或多个其它附图中说明的特征组合以形成未明确说明或描述的实施例。说明的组合特征提供用于典型应用的代表实施例。然而，与本发明的教导一致的特征的多种组合和变型可以根据需要用于特定应用或实施。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于区块链事务优先级排序的策略引擎及其使用方法，其特征在于，所述策略引擎在事务执行之前对列表中的事务进行甄别，然后按照预置策略的规则按照优先级的高低顺序进行重排序，所述策略引擎针对不同的策略等级，为事务分配不同的硬件和计算资源，所述策略引擎的使用方法包括如下步骤：

S1：策略引擎预排序，所述区块链根据预置策略选择事务进行打包，在区块链准备打包时调用所述策略引擎，判断优先级账户或优先级地址是否存在并负责对优先级进行排序；

S2：所述区块链将事务池推送至池队列，采用高速缓存队列以先进先出的顺序接受事务池；

S3：多个所述策略引擎对事务进行排序，将事务池从所述池队列中取出并对事务池中的事务进行排序，所述策略引擎包括多种外部规则引擎；

S4：推送执行，按照所述策略引擎最终输出结果为每个所述事务分配对应的硬件和计算资源。

2.根据权利要求1所述的用于区块链事务优先级排序的策略引擎及其使用方法，其特征在于，所述策略引擎以插件形式进行预排序工作时，所述策略引擎根据所述事务列表生成一个顺序索引，在区块链事务执行阶段从所述顺序索引中提取需要被执行的索引。

3.根据权利要求1所述的用于区块链事务优先级排序的策略引擎及其使用方法，其特征在于，所述策略引擎包括多种外部规则引擎，所述策略引擎和所述区块链完全解耦合。

4.根据权利要求1所述的用于区块链事务优先级排序的策略引擎及其使用方法，其特征在于，所述S1的具体操作如下：当区块链将事务打包成新区块时，首先调用所述策略引擎识别所述新区块的优先级账户或优先级地址是否存在；若存在，所述策略引擎将具有优先级账户或优先级地址中的事务提取出来优先执行；若事务优先级相同，所述引擎策略安装策略的规模和交易大小按照高低进行排序；所述优先级账户或优先级地址本身具有优先级顺序，所述优先级顺序有所述策略引擎排序，当所述新区块的事务数量达到阈值时，所述新区块的事务不再增加。

5.根据权利要求1所述的用于区块链事务优先级排序的策略引擎及其使用方法，其特征在于，所述S2的具体操作如下：建立池队列机制，所述池队列机制基于高速缓存队列，安装先进先出的顺序接受事务池，然后依次对每个事务池中的事务进行策略排序。

6.根据权利要求5所述的用于区块链事务优先级排序的策略引擎及其使用方法，其特征在于，所述事务池采用异步排序，将新事物加入到所述事务池中时立即异步确认顺序，所述区块链系统内置有超时时间，一旦超过所述超时时间，事务池中的排序暂停，直至事务被取出；当外部策略失败或者超时是，丢弃所述异步排序，启动正式排序重新执行。

7.根据权利要求1所述的用于区块链事务优先级排序的策略引擎及其使用方法，其特征在于，所述S3包括如下步骤：

S31：根据先进先出原则，依次从所述池队列中获取事务池，然后将所述事务池推送给所述策略引擎；

S32:策略引擎在接收所述事务池后，根据系统策略决定使用简单策略引擎或者外部规则引擎；

S33:所述策略引擎接收所述系统策略的反馈后，根据反馈中包含的排序索引对所述事务池中的事务排序。

8.根据权利要求7所述的用于区块链事务优先级排序的策略引擎及其使用方法，其特征在于，所述S32中的简单策略包括编程语言编写的简单排序规则；若事务较为复杂，则使用所述外部规则引擎，所述外部规则引擎通过调用外部规则引擎接口将事务传送给所述策略引擎，所述外部规则引擎等待反馈。

9.根据权利要求1所述的用于区块链事务优先级排序的策略引擎及其使用方法，其特征在于，所述S4包括如下步骤：

S41：将排序后的事务池推送执行；

S42：在所述执行的过程中，按照所述策略引擎的最终输出结果，给每个事务分配相应的硬件和计算资源。