CN110543446A - 一种基于快照的区块链直接归档方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于快照的区块链直接归档方法，该方法为：用户指定区块高度小于或等于当前区块高度，则生成用户指定区块高度的状态数据库快照，该快照即为归档完成后的创世区块状态。在结束计算区块链快照后，需要对链上的区块数据，交易回执数据，非法交易数据以及相关索引数据进行归档，由线上的数据库迁移至归档数据库中。该过程涉及了多个底层数据库数据迁移，因而在过程中需要保证跨数据的原子性以及异常恢复。本发明借助数据库快照的概念，提供了区块链系统的账本数据和区块数据的归档解决方案，支持在任意的时刻对先前的区块链数据进行归档，降低区块链存储的压力。

Description

一种基于快照的区块链直接归档方法

技术领域

本发明涉及区块链存储归档技术，尤其涉及一种基于快照的区块链预约归档方法。

背景技术

随着区块链业务的不断扩展，业务逻辑日益复杂，业务数据日益庞大，因此对于区块链存储的压力越来越大，与此同时，对于区块链而言，更老的区块被读到的可能性更小。因此，需要进行数据归档，降低区块链数据存储压力。

因而，本方法提供了一种方法，允许外部用户对小于当前链上区块高度的区块号进行直接归档的请求，收到正确请求后，则对改指定区块高度进行快照请求，随后进行相应的数据迁移归档，对当前区块高度之前的链上数据包括：区块数据、交易数据、回执数据、非法交易以及相关的索引数据等做数据归档，该过程提供了原子性保证。

发明内容

本发明针对区块链链上数据量庞大的场景，提出了一种基于快照的区块链直接归档方法。本发明是通过以下技术方案实现的：一种基于快照的区块链直接归档方法，具体包括如下步骤：

S1:接收到用户对指定区块高度的归档请求，与当前区块高度进行比较。

S2:若用户指定区块高度小于或等于当前区块高度，则执行用户指定区块高度快照，生成用户指定区块高度的状态数据库快照，并将账本数据绑定到全局唯一的ID。

S3：获取当前区块链网络的创世区块的区块号，创世区块号到所述用户指定区块号则为此次归档的区块链范围。

S4：遍历此次归档的区块链范围，以及一个区块内的所有交易，以每个区块作为一个原子单位，存储迁移数据，所述迁移数据包括迁移交易回执、交易索引、区块索引、交易操作日志信息，所述迁移数据在线下归档数据库后，删除线上数据内相同的数据。然后向线上数据库写入一个由“ArchiveNumber”字符串与当前区块号构成的键值对数据，记录归档的区块号，同时在遍历区块时，统计交易数目以及回执数目。

S5：重复执行S4直到迁移区块号超出所述归档的区块链范围，迁移Gennsis区块号到用户指定区块号中存在的非法交易，迁移至线下归档数据库中去。

S6：将存储区块的Filelog数据库以及存储交易日志Journal的Filelog数据库中范围为Gennsis区块号到用户指定区块号减一的区块进行交易执行日志，迁移至线下数据库。

S7：更新区块链的记录元数据，包括Gensis信息、线上和线下的交易统计数以及回执统计数信息。

S8：更新归档记录元数据文件，所述文件中的数据表示当前线下的相关数据量：分别将本次归档过程中涉及的区块数目、交易数目、回执数目以及非法交易数目增加到文件中的相应字段下，即完成区块链直接归档。

进一步地，步骤S1中，当用户指定的区块号大于当前区块链的区块号时，则拒绝该次直接归档请求，视为非法请求。

进一步地，区块链平台第一次归档，生成两次快照，即0号区块状态数据库快照以及用户指定区块高度的状态数据库快照。

进一步地，若归档过程中异常退出，再次启动时，则进入异常恢复流程，具体为：

在执行模块启动时，根据filelog数据库中的Genesis区块号和当前链上的Genesis区块号做对比，分析本次启动前的归档流程是否处于异常状态。

针对所述filelog数据库中的Genesis区块号和当前链上的Genesis区块号相等的情况，则比较“ArchiveNumber”对应的区块号与本次归档的区块号范围的边界值：如果“ArchiveNumber”不存在，则不需要进入恢复流程；如果“ArchiveNumber”对应的区块号等于所述归档的区块链范围的起始区块号，则认为上次归档未发生，不需要下述恢复流程；如果“ArchiveNumber”对应的区块号等于所述归档的区块链范围的末尾区块号，则认为上次归档成功，不需要进入下述恢复流程；如果“ArchiveNumber”对应的区块号不等于任一边界值且在所述归档的区块链范围内，则进入异常恢复流程。即对Gensis区块号到“ArchiveNumber”对应的区块号范围内的区块中所有的交易对应的回执信息写入线上数据库。最后，直接从线上数据库中删除“ArchiveNumber”键值对。

针对所述filelog数据库中的Genesis区块号大于当前链上的Genesis区块号，则将filelog数据库中的存储的区块数据和Journal数据分别与区块链上Genesis区块号进行比较，如果出现不等情况，将filelog数据库中的数据按照归档记录中的范围，将之前迁移到线下路径的数据重新恢复到线上。如果所述数据重新恢复到线上执行成功，则读取“ArchiveNumber”对应的区块号，对起始区块号到“ArchiveNumber”对应的区块号范围内的每一个区块创建线上、线下数据库批处理缓冲，将区块中所有的交易对应的回执信息写入线上数据库批处理缓冲。然后依次将相应的批处理缓冲提交至线上、线下数据库。最后，直接从线上数据库中删除“ArchiveNumber”键值对。

进一步地，所述异常恢复流程执行完后，重复步骤S1～S8，完成区块链直接归档。

本发明具有的有益效果是：本发明提出的一种基于快照的区块链直接归档方法，通过迁移历史数据实现了区块链线上数据实时归档，降低了区块链数据的存储压力，同时通过快照实现了归档后的世界状态的快速恢复，在保证区块链正常交易不受影响的情况下，实现了区块链历史数据的迁移归档。本发明应用于现有的区块链网络中，在保证了线上数据不受影响的情况下，实现了区块链历史数据的直接归档，降低了区块链数据存储的压力，保证了线上数据的存储效率。

附图说明

图1基于快照的的直接归档的详细流程图；

图2基于快照的的直接归档的异常恢复流程图。

具体实施方式

下面根据附图详细描述本发明，使本发明的目的和效果变得更加明白。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一种基于快照的区块链直接归档方法，所述直接归档方法包含如下步骤(如图1所示)：

S1:接收到用户对指定区块高度的归档请求，与当前区块高度进行比较。若用户指定区块高度小于等于当前区块高度，则正常执行后续步骤，若大于当前区块高度，则返回异常，则拒绝该次直接归档请求，视为非法请求。

S2：执行用户指定区块高度快照，生成用户指定区块高度的状态数据库快照，并将账本数据绑定到全局唯一的ID，通过快照使区块链能够快速恢复出所需的Gensis状态数据。

S3：获取当前区块链网络的创世区块的区块号，创世区块号到所述用户指定区块号则为此次归档的区块链范围。

S4：遍历此次归档的区块链范围，以及一个区块内的所有交易，以每个区块作为一个原子单位，存储迁移数据，所述迁移数据包括迁移交易回执、交易索引、区块索引，所述迁移数据在线下归档数据库后，删除线上数据内相同的数据。然后向线上数据库写入一个由“ArchiveNumber”字符串与当前区块号构成的键值对数据，记录归档的区块号，同时在遍历此次归档的区块链范围时，统计交易数目以及回执数目，通过此步骤实现了交易回执、交易索引、区块索引的原子性迁移，保证了数据的一致性。

S5：重复执行S4直到迁移区块号超出所述归档的区块链范围，迁移Gennsis区块号到用户指定区块号中存在的非法交易，迁移至线下归档数据库中去。

S6：将存储区块的Filelog数据库以及存储交易日志Journal的Filelog数据库中范围为Gennsis区块号到用户指定区块号减一的区块和交易执行日志，迁移至线下数据库。

S7：更新区块链的记录元数据，包括Gensis信息、线上和线下的交易统计数以及回执统计数信息。

S8：更新归档记录元数据文件的archive meta文件，所述文件中的数据表示当前线下的相关数据量：分别将本次归档过程中涉及的区块数目、交易数目、回执数目以及非法交易数目增加到文件中的相应字段下，即完成区块链直接归档。

区块链平台第一次归档时，生成两次快照，即0号区块状态数据库快照以及用户指定区块高度的状态数据库快照。

若归档过程中异常退出，再次启动时，则进入异常恢复流程，如图2所示，具体为：

在执行模块启动时，根据filelog数据库中的Genesis区块号和当前链上的Genesis区块号做对比，分析本次启动前的归档流程是否处于异常状态。

针对所述filelog数据库中的Genesis区块号和当前链上的Genesis区块号相等的情况，则比较“ArchiveNumber”对应的区块号与本次归档的区块号范围的边界值：如果“ArchiveNumber”不存在，则不需要进入恢复流程；如果“ArchiveNumber”对应的区块号等于所述归档的区块链范围的起始区块号，则认为上次归档未发生，不需要下述恢复流程；如果“ArchiveNumber”对应的区块号等于所述归档的区块链范围的末尾区块号，则认为上次归档成功，不需要进入下述恢复流程；如果“ArchiveNumber”对应的区块号不等于任一边界值且在所述归档的区块链范围内，则进入异常恢复流程。即对Gensis区块号到“ArchiveNumber”对应的区块号范围内的区块中所有的交易对应的回执信息写入线上数据库。最后，直接从线上数据库中删除“ArchiveNumber”键值对。

针对所述filelog数据库中的Genesis区块号大于当前链上的Genesis区块号，则将filelog数据库中的存储的区块数据和Journal数据分别与区块链上Genesis区块号进行比较，如果出现不等情况，将filelog数据库中的数据按照归档记录中的范围，将之前迁移到线下路径的数据重新恢复到线上。如果所述数据重新恢复到线上执行成功，则读取“ArchiveNumber”对应的区块号，对起始区块号到“ArchiveNumber”对应的区块号范围内的每一个区块创建线上、线下数据库批处理缓冲，将区块中所有的交易对应的回执信息写入线上数据库批处理缓冲。然后依次将相应的批处理缓冲提交至线上、线下数据库。最后，直接从线上数据库中删除“ArchiveNumber”键值对，通过此异常回复流程能够保证区块链线上数据的完整性，避免了因为系统宕机带来的归档数据与线上数据不吻合的情况，保证了线上数据的正确性。

所述异常恢复流程执行完后，重复步骤S1～S8，完成区块链直接归档。

本领域普通技术人员可以理解，以上所述仅为发明的优选实例而已，并不用于限制发明，尽管参照前述实例对发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在发明的精神和原则之内，所做的修改、等同替换等均应包含在发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于快照的区块链直接归档方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

S1:接收到用户对指定区块高度的归档请求，与当前区块高度进行比较。

S2:若用户指定区块高度小于或等于当前区块高度，则执行用户指定区块高度快照，生成用户指定区块高度的状态数据库快照，并将账本数据绑定到全局唯一的ID。

S3：获取当前区块链网络的创世区块的区块号，创世区块号到所述用户指定区块号则为此次归档的区块链范围。

S4：遍历此次归档的区块链范围，以及一个区块内的所有交易，以每个区块作为一个原子单位，存储迁移数据，所述迁移数据包括迁移交易回执、交易索引、区块索引、交易操作日志信息，所述迁移数据在线下归档数据库后，删除线上数据内相同的数据。然后向线上数据库写入一个由“ArchiveNumber”字符串与当前区块号构成的键值对数据，记录归档的区块号，同时在遍历区块时，统计交易数目以及回执数目。

S5：重复执行S4直到迁移区块号超出所述归档的区块链范围，迁移Gennsis区块号到用户指定区块号中存在的非法交易，迁移至线下归档数据库中去。

S6：将存储区块的Filelog数据库以及存储交易日志Journal的Filelog数据库中范围为Gennsis区块号到用户指定区块号减一的区块进行交易执行日志，迁移至线下数据库。

S7：更新区块链的记录元数据，包括Gensis信息、线上和线下的交易统计数以及回执统计数信息。

S8：更新归档记录元数据文件，所述文件中的数据表示当前线下的相关数据量：分别将本次归档过程中涉及的区块数目、交易数目、回执数目以及非法交易数目增加到文件中的相应字段下，即完成区块链直接归档。

2.根据权利要求1所述区块链直接归档方法，其特征在于，步骤S1中，当用户指定的区块号大于当前区块链的区块号时，则拒绝该次直接归档请求，视为非法请求。

3.根据权利要求1所述区块链直接归档方法，其特征在于，区块链平台第一次归档，生成两次快照，即0号区块状态数据库快照以及用户指定区块高度的状态数据库快照。

4.根据权利要求1所述区块链直接归档方法，其特征在于，若归档过程中异常退出，再次启动时，则进入异常恢复流程，具体为：

在执行模块启动时，根据filelog数据库中的Genesis区块号和当前链上的Genesis区块号做对比，分析本次启动前的归档流程是否处于异常状态。

针对所述filelog数据库中的Genesis区块号和当前链上的Genesis区块号相等的情况，则比较“ArchiveNumber”对应的区块号与本次归档的区块号范围的边界值：如果“ArchiveNumber”不存在，则不需要进入恢复流程；如果“ArchiveNumber”对应的区块号等于所述归档的区块链范围的起始区块号，则认为上次归档未发生，不需要下述恢复流程；如果“ArchiveNumber”对应的区块号等于所述归档的区块链范围的末尾区块号，则认为上次归档成功，不需要进入下述恢复流程；如果“ArchiveNumber”对应的区块号不等于任一边界值且在所述归档的区块链范围内，则进入异常恢复流程。即对Gensis区块号到“ArchiveNumber”对应的区块号范围内的区块中所有的交易对应的回执信息写入线上数据库。最后，直接从线上数据库中删除“ArchiveNumber”键值对。

针对所述filelog数据库中的Genesis区块号大于当前链上的Genesis区块号，则将filelog数据库中的存储的区块数据和Journal数据分别与区块链上Genesis区块号进行比较，如果出现不等情况，将filelog数据库中的数据按照归档记录中的范围，将之前迁移到线下路径的数据重新恢复到线上。如果所述数据重新恢复到线上执行成功，则读取“ArchiveNumber”对应的区块号，对起始区块号到“ArchiveNumber”对应的区块号范围内的每一个区块创建线上、线下数据库批处理缓冲，将区块中所有的交易对应的回执信息写入线上数据库批处理缓冲。然后依次将相应的批处理缓冲提交至线上、线下数据库。最后，直接从线上数据库中删除“ArchiveNumber”键值对。

5.根据权利要求4所述区块链直接归档方法，其特征在于，所述异常恢复流程执行完后，重复步骤S1～S8，完成区块链直接归档。