CN111274576B

CN111274576B - 智能合约运行环境的控制方法及系统、设备、介质

Info

Publication number: CN111274576B
Application number: CN202010053923.9A
Authority: CN
Inventors: 谭强; 孙善宝; 金长新; 徐驰
Original assignee: Shandong Inspur Scientific Research Institute Co Ltd
Current assignee: Shandong Inspur Scientific Research Institute Co Ltd
Priority date: 2020-01-17
Filing date: 2020-01-17
Publication date: 2022-08-02
Anticipated expiration: 2040-01-17
Also published as: CN111274576A

Abstract

本申请公开了一种智能合约运行环境的控制方法及系统、设备、介质，能够通过获取与各区块链节点连接的容器的上一周期的状态信息；基于预设的状态预测算法，以及所述容器的上一周期的状态信息，确定所述容器的下一周期的容器暂停时间；根据所述下一周期的容器暂停时间，将所述容器设置为暂停状态。

Description

智能合约运行环境的控制方法及系统、设备、介质

技术领域

本申请涉及计算机技术领域，尤其涉及一种智能合约运行环境的控制方法及系统、设备、介质。

背景技术

目前智能合约的执行环境主要分为两种：虚拟机和容器(docker)。容器通常是指借助容器搜索引擎，让开发者可以打包其应用以及依赖包到一个可移植的容器中，也可以实现虚拟化。

智能合约本质上是区块链上可执行的代码，那么在智能合约在执行过程中，需要至少关注两个问题：智能合约运行环境的启动速度和指令的执行速度。

由于对于容器而言，智能合约中的代码中很少涉及到与IO相关的指令，因此智能合约执行过程中的指令的执行速度易于优化。但是，由于智能合约的每次调用，都需要在一个新的容器中进行，因此智能合运行环境的启动时间对整个智能合约系统有着较大的影响。

基于此，如何减少智能合约运行环境的启动时间成为亟需解决的技术问题。

发明内容

本说明书实施例提供一种智能合约运行环境的控制方法及系统、设备、介质，用于解决现有技术中的如下技术问题：智能合约运行环境的启动时间较长。

本说明书实施例采用下述技术方案：

一种智能合约运行环境的控制方法，包括：

获取与各区块链节点连接的容器的上一周期的状态信息；

基于预设的状态预测算法，以及所述容器的上一周期的状态信息，确定所述容器的下一周期的容器暂停时间；

根据所述下一周期的容器暂停时间，将所述容器设置为暂停状态；

其中，从容器取消暂停状态到容器开始暂停状态作为一个所述周期。

可选地，所述状态信息包括：负载数据、资源利用率、容器暂停时间。

可选地，所述状态信息还包括：智能合约的平均执行时间、冷启动时间、所述区块链节点连接的容器的数量。

可选地，所述预设的状态预测算法为：卡尔曼滤波器。

可选地，所述下一周期的容器暂停时间至少包括：下一周期的容器开始暂停状态的时间、下一周期的容器取消暂停状态的时间。

可选地，根据所述容器的下一周期的容器暂停时间，将所述容器设置为暂停状态，具体包括：

计算容器的当前时间，与所述下一周期的容器开始暂停的时间的差值；

在所述差值小于预设阈值的情况下，确定所述容器中是否存在正在执行的智能合约；

在所述容器中未存在正在执行的智能合约的情况下，根据所述容器的下一周期的容器暂停时间，将所述容器设置为暂停状态。

可选地，所述方法还包括：接收来自区块链节点的智能合约执行请求，所述智能合约执行请求包括智能合约；

确定与所述区块链节点连接的各容器的工作状态；

将工作状态为暂停状态的一个容器作为执行容器，并在所述执行容器中执行所述智能合约。

一种智能合约运行环境的控制系统，所述系统包括：

数据采集器，用于获取与各区块链节点连接的容器的上一周期的状态信息；

状态预测器，用于基于预设的状态预测算法，以及所述容器的上一周期的状态信息，确定所述容器的下一周期的容器暂停时间；

控制器，用于将根据所述容器的下一周期的容器暂停时间生成相应的控制指令；

容器调度器，用于根据来自所述控制器的控制指令，将所述容器设置为暂停状态；

一种智能合约运行环境的控制设备，包括：

至少一个处理器；以及，

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够：

获取与各区块链节点连接的容器的上一周期的状态信息；

一种智能合约运行环境的控制的非易失性计算机存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令设置为：

获取与各区块链节点连接的容器的上一周期的状态信息；

本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：能够通过上一周期的容器状态信息确定容器下一周期的容器暂停时间，从而将容器在相应的时间段设置为暂停状态，实现合理的减少智能合约运行环境的启动时间，提高工作效率，提高系统的资源利用率，以及提高用户体验。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本说明书实施例提供的一种智能合约运行环境的控制方法的流程图；

图2为本申请实施例提供的一种智能合约运行环境的控制系统的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种智能合约运行环境的控制设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本说明书的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本说明书具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于说明书中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

现有技术中，部署在区块链网络上的智能合约的运行环境主要分为两种：虚拟机和容器。在采用容器作为智能合约的运行环境时，如何合理的减少容器的启动时间，提高容器的启动速度成为主要的技术问题。为了解决上述技术问题，本说明书实施例提供了解决上述技术问题的技术方案。

图1为本说明书实施例提供的一种智能合约运行环境的控制方法的流程图。如图1所示，该控制方法包括以下步骤：

S101，获取与各区块链节点连接的容器的上一周期的状态信息。

智能合约部署在区块链网络上，区块链网络包括多个区块链节点，一个区块链节点可以连接多个容器，作为其智能合约的运行环境。

在本说明书实施例中，可以将容器取消暂停状态到下次容器开始暂停状态的作为一个周期。

本领域技术人员可知，容器的工作状态包括：暂停状态、停止状态、运行状态、创建状态等。因此，可以将容器从取消暂停状态到开始暂停状态的时间段作为一个周期。这里所说的取消暂停状态是指容器的工作状态由暂停状态切换为其他工作状态，开始停止状态是指容器的工作状态由其他工作状态切换为暂停状态。

在本申请的一些实施例中，状态信息可以包括：负载数据、资源利用率、容器暂停时间，还可以包括：智能合约的平均执行时间、冷启动时间、区块链节点连接的容器的数量。

负载数据可以是指在一个周期内请求容器作为智能合约的运行环境的次数；

资源利用率可以是指硬件设备的利用率，例如CPU的利用率；

容器暂停时间可以包括容器开始暂停状态的时间、容器取消暂停状态的时间，也可以是一个时间范围；

智能合约的平均执行时间可以是区块链节点上部署的智能合约的平均执行；

冷启动时间可以是指建立一个新的容器所需的时间。

S102，基于预设的状态预测算法，以及容器的上一周期的状态信息，确定容器的下一周期的容器暂停时间。

在本申请的一个实施例中，预设的状态预测算法可以为：卡尔曼滤波器。该卡尔曼滤波器是提前调整好的卡尔曼滤波器。

卡曼尔滤波器可以通过以下方式获得：首先可以先设定卡曼尔滤波器的初始参数，进行滤波增益计算，然后将样本数据第K周期的状态信息输入上述卡曼尔滤波器中，输出第K+1周期的容器暂停时间。将输出的第K+1周期的容器暂停时间与样本数据第K+1周期的容器暂停时间进行比较，根据比较结果对卡曼尔滤波器的参数进行相应的调整。通过不同的样本数据，对卡曼尔滤波器的参数进行调整，以得到调整后的卡曼尔滤波器。

在本申请说明书中，上一周期的状态信息输入调整好的卡尔曼滤波器中，所得到的输出即为该容器的下一周期的容器暂停时间。

在本申请的一些实施例中，下一周期的容器暂停时间至少包括：下一周期的容器开始暂停状态的时间、下一周期的容器取消暂停状态的时间。

S103，根据下一周期的容器暂停时间，将容器设置为暂停状态。

在本说明书的一些实施例中，根据下一周期的容器暂停时间，将容器设置为暂停状态，可以包括以下步骤：

计算容器的当前时间，与下一周期的容器开始暂停的时间的差值；

在差值小于预设阈值的情况下，确定容器中是否存在正在执行的智能合约；

在容器中未存在正在执行的智能合约的情况下，根据容器的下一周期的容器暂停时间，将容器设置为暂停状态。

也就是说，也就是说在将要到达容器开始暂停的时间之间，需要确定当前容器中是否存在正在执行的智能合约，若不存在的情况下，到容器开始暂停的时间就将容器的工作状态设置为暂停状态；在存在的情况下，可以将容器开始暂停的时间往后延迟一定的时间，以保证智能合约正常的工作。

此外，本说明书实施例还可以根据下一周期的容器暂停时间，取消容器的暂停状态。

在本申请说明书中，为何选择将容器设置为暂停状态以减少容器的启动时间。表1为容器工作状态转换操作时的耗时，如表1所示，暂停的操作比容器的其他工作状态的操作快几十倍，这是因为停止容器时需要将容器在内存中的内容写回磁盘，同时在启动停止的容器时需要将磁盘上保存的内容重新写回内存。而暂停状态的容器不会占用CPU资源。

表1

操作

创建

运行

停止

重新开始

暂停

取消暂停

时间(ms)

>50

>20

>50

<1

那么，为什么不让容器一致处于运行状态呢，这样无需启动容器更加节省启动时间了。这是因为容器长时间处于运行状态会一致占用系统资源，容器大多时候处于空闲(也就是说不作为智能合约的运行环境)，从而造成系统资源的浪费。在系统资源占用过高的情况下，还可能导致其他容器排队等待，降低平均的调用时间，影响系统处理任务的速度。

再者，容器暂停时间过长，则会导致容器大多时候都处于空闲状态，占据内存资源，降低系统内存资源利用率。同时，在别的请求调用发生时，如果系统内存占用过高，会发生内存切换的现象，降低系统性能。如果容器暂停时间设置得过短，则会导致冷启动的频率增大，从而增加调用时间。因此，设置一个合理的容器暂停时间至关重要。本说明书实施例提供的的一种智能合约运行环境的控制方法，能够根据上一周期的状态信息，调整下一周期的容器暂停时间，对容器暂停时间进行实时的调整，从而设置一个合理的、符合实际需求的容器暂停时间。

基于以上所述，选择将容器设置为暂停状态以减少容器的启动时间。

为了更好地合理利用容器，在本申请的一些实施例中，控制方法还包括：

接收来自区块链节点的智能合约执行请求，智能合约执行请求包括智能合约；

确定与区块链节点连接的各容器的工作状态；

将工作状态为暂停状态的一个容器作为执行容器，并在执行容器中执行智能合约。

通过上述方案，无需重新建立新的容器，也就是说不需要冷启动时间，直接启动暂停的容器执行智能合约即可，以实现更合理的利用与区块链节点连接的容器，提高智能合约的执行效率不需要进行排队。

本申请实施例提供的一种智能合约运行环境的控制方法，通过上一周期的容器状态信息确定容器下一周期的容器暂停时间，从而将容器在相应的时间段设置为暂停状态，实现合理的减少智能合约运行环境的启动时间，提高工作效率，提高系统的资源利用率，以及提高用户体验。

基于同样的思路，本申请的一些实施例还提供了上述方法对应的系统、设备和非易失性计算机存储介质。

图2为本申请实施例提供的一种智能合约运行环境的控制系统的结构示意图，如图2所示，该控制系统包括：

图3为本申请实施例提供的一种智能合约运行环境的控制设备的结构示意图。如图3所示，该控制设备包括：

至少一个处理器；以及，

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

获取与各区块链节点连接的容器的上一周期的状态信息；

本申请的一些实施例提供的对应于图1的一种智能合约运行环境的控制的非易失性计算机存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令设置为：

获取与各区块链节点连接的容器的上一周期的状态信息；

其中，从上次容器取消暂停状态到容器开始暂停状态作为一个所述周期。

本申请中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统、设备和介质实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本申请实施例提供的系统、设备和介质与方法是一一对应的，因此，系统、设备和介质也具有与其对应的方法类似的有益技术效果，由于上面已经对方法的有益技术效果进行了详细说明，因此，这里不再赘述系统、设备和介质的有益技术效果。

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。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims

1.一种智能合约运行环境的控制方法，其特征在于，所述方法包括：

获取与各区块链节点连接的容器的上一周期的状态信息；

其中，从容器取消暂停状态到容器开始暂停状态作为一个所述周期；

所述预设的状态预测算法为：卡尔曼滤波器；

所述下一周期的容器暂停时间至少包括：下一周期的容器开始暂停状态的时间、下一周期的容器取消暂停状态的时间；

根据所述容器的下一周期的容器暂停时间，将所述容器设置为暂停状态，具体包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述状态信息包括：负载数据、资源利用率、容器暂停时间。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述状态信息还包括：智能合约的平均执行时间、冷启动时间、所述区块链节点连接的容器的数量。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

接收来自区块链节点的智能合约执行请求，所述智能合约执行请求包括智能合约；

确定与所述区块链节点连接的各容器的工作状态；

5.一种智能合约运行环境的控制系统，其特征在于，所述系统包括：

状态预测器，用于基于预设的状态预测算法，以及所述容器的上一周期的状态信息，确定所述容器的下一周期的容器暂停时间；所述预设的状态预测算法为：卡尔曼滤波器；所述下一周期的容器暂停时间至少包括：下一周期的容器开始暂停状态的时间、下一周期的容器取消暂停状态的时间；

控制器，用于将根据所述容器的下一周期的容器暂停时间生成相应的控制指令；根据所述容器的下一周期的容器暂停时间，将所述容器设置为暂停状态，具体包括：计算容器的当前时间，与所述下一周期的容器开始暂停的时间的差值；在所述差值小于预设阈值的情况下，确定所述容器中是否存在正在执行的智能合约；在所述容器中未存在正在执行的智能合约的情况下，根据所述容器的下一周期的容器暂停时间，将所述容器设置为暂停状态；

6.一种智能合约运行环境的控制设备，其特征在于，所述设备包括：至少一个处理器；以及，

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

获取与各区块链节点连接的容器的上一周期的状态信息；

所述预设的状态预测算法为：卡尔曼滤波器；

7.一种智能合约运行环境的控制的非易失性计算机存储介质，存储有计算机可执行指令，其特征在于，所述计算机可执行指令设置为：

获取与各区块链节点连接的容器的上一周期的状态信息；

所述预设的状态预测算法为：卡尔曼滤波器；