CN116302714A - 一种进行区块链节点主备切换的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种进行区块链节点主备切换的方法和装置，所述区块链节点包括若干计算设备和控制设备，所述若干计算设备分别注册至所述控制设备，所述控制设备用于向已注册至所述控制设备的多个计算设备中的一个计算设备提供分布式锁，其中，第一计算设备初始拥有所述分布式锁，该方法的一具体实施方式包括：所述控制设备在所述第一计算设备发生故障之后，删除所述第一计算设备的注册,并向其他计算设备发送与所述第一计算设备对应的删除事件；第二计算设备响应于所述删除事件，根据所述控制设备中记录的各个计算设备的信息，获取到所述分布式锁，成为所述区块链节点的主计算设备。

Description

一种进行区块链节点主备切换的方法和装置

技术领域

本说明书实施例属于区块链技术领域，尤其涉及一种进行区块链节点主备切换的方法和装置。

背景技术

区块链(Blockchain)是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。区块链系统中按照时间顺序将数据区块以顺序相连的方式组合成链式数据结构，并以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造的分布式账本。由于区块链具有去中心化、信息不可篡改、自治性等特性，区块链也受到人们越来越多的重视和应用。

对于业务直连区块链的某个联盟参与方节点的数据访问场景，当节点出现故障后，业务客户端无法继续从可信且具备权限的节点上继续获取数据，数据的持续导出出现中断。对于业务而言，希望能始终保持与链节点持续访问连接。在数据存储这一层，用户可通过接入一个高可用的数据库进程以达到数据层面的高可用保障，然而在链节点层面，当进程或节点服务器出现故障时，链不再往数据库写入新的数据，直接影响到用户对最新数据的获取。因此，为了保证存入数据库的区块的实时性和不间断性，需要让链节点具有热备切换的能力。

发明内容

本说明书的一个或多个实施例描述了一种进行区块链节点主备切换的方法和装置。

根据第一方面，提供一种进行区块链节点主备切换的方法，上述区块链节点包括若干计算设备和控制设备，上述若干计算设备分别注册至上述控制设备，上述控制设备用于向已注册至上述控制设备的多个计算设备中的一个计算设备提供分布式锁，其中，第一计算设备初始拥有上述分布式锁，上述方法包括：上述控制设备在上述第一计算设备发生故障之后，删除上述第一计算设备的注册,并向其他计算设备发送与上述第一计算设备对应的删除事件；第二计算设备响应于上述删除事件，根据上述控制设备中记录的各个计算设备的信息，获取到上述分布式锁，成为上述区块链节点的主计算设备。

根据第二方面，提供了一种进行区块链节点主备切换的方法，上述区块链节点包括若干计算设备和控制设备，上述若干计算设备分别注册至上述控制设备，上述控制设备用于向已注册至上述控制设备的多个计算设备中的一个计算设备提供分布式锁，其中，第一计算设备初始拥有上述分布式锁，上述方法应用于第二计算设备，上述方法包括：响应于上述控制设备发送的删除事件，向上述控制设备发送请求，以获取上述控制设备中记录的各个计算设备的信息；根据上述控制设备中记录的各个计算设备的信息，确定获取到上述分布式锁，成为上述区块链节点的主计算设备。

根据第三方面，提供了一种进行区块链节点主备切换的方法，上述区块链节点包括若干计算设备和控制设备，上述方法应用于控制设备，上述方法包括：基于上述若干计算设备的注册，记录各个注册的计算设备的信息；基于各个计算设备的信息，从上述若干计算设备确定一个计算设备拥有分布式锁；响应于确定已注册的计算设备发生故障，删除发生故障的计算设备的注册，并向注册的计算设备发送删除事件；响应于注册的计算设备发送的请求，发送记录的各个注册的计算设备的信息，以供注册的计算设备根据接收的信息，确定是否获得分布式锁，其中，获取到分布式锁的计算设备成为上述区块链节点的主计算设备。

根据第四方面，提供了一种进行区块链节点主备切换的装置，上述区块链节点包括若干计算设备和控制设备，上述若干计算设备分别注册至上述控制设备，上述控制设备用于向已注册至上述控制设备的多个计算设备中的一个计算设备提供分布式锁，其中，第一计算设备初始拥有上述分布式锁，上述装置设置于第二计算设备，上述装置包括：获取单元，配置为响应于上述控制设备发送的删除事件，向上述控制设备发送请求，以获取上述控制设备中记录的各个计算设备的信息；确定单元，配置为根据上述控制设备中记录的各个计算设备的信息，确定获取到上述分布式锁，成为上述区块链节点的主计算设备。

根据第五方面，提供了一种进行区块链节点主备切换的装置，上述区块链节点包括若干计算设备和控制设备，上述装置设置于控制设备，上述装置包括：记录单元，配置为基于上述若干计算设备的注册，记录各个注册的计算设备的信息；锁确定单元，配置为基于各个计算设备的信息，从上述若干计算设备确定一个计算设备拥有分布式锁；删除单元，配置为响应于确定已注册的计算设备发生故障，删除发生故障的计算设备的注册，并向注册的计算设备发送删除事件；信息发送单元，配置为响应于注册的计算设备发送的请求，发送记录的各个注册的计算设备的信息，以供注册的计算设备根据接收的信息，确定是否获得分布式锁，其中，获取到分布式锁的计算设备成为上述区块链节点的主计算设备

根据第六方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序在计算机中执行时，令计算机执行所述第二方面或第三方面所描述的方法。

根据第七方面，提供了一种计算设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有可执行代码，所述处理器执行所述可执行代码时，实现如第二方面或第三方面所述的方法。

根据本说明书实施例提供的进行区块链节点主备切换的方法和装置，该区块链节点包括若干计算设备和控制设备，若干计算设备分别注册至控制设备，该控制设备用于向已注册至控制设备的多个计算设备中的一个计算设备提供分布式锁。第一计算设备初始拥有分布式锁，即，第一计算设备初始为区块链节点的主计算设备。控制设备在第一计算设备发生故障之后，删除第一计算设备的注册，并向其他计算设备发送与第一计算设备对应的删除事件。第二计算设备响应于删除事件，根据控制设备中记录的各计算设备的信息，获取到分布式锁，生成区块链节点的主计算设备。由此，通过控制设备提供的分布式锁，实现了在第一计算设备发生故障之后，将获取到分布式锁的第二计算设备切换为新的主计算设备，保证了区块链节点的主、备计算设备之间的顺利切换，保证了区块链节点的高可用性。

附图说明

为了更清楚地说明本说明书实施例的技术方案，下面将对实施例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说明书中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了一实施例中的区块链架构图；

图2示出了本说明书实施例可以应用于其中的一个应用场景的示意图；

图3示出了以第一计算设备为例注册至控制设备的示意图；

图4示出了根据一个实施例的进行区块链节点主备切换的方法的流程示意图；

图5示出了根据一个实施例的进行区块链节点主备切换的装置的示意性框图；

图6示出了根据又一个实施例的进行区块链节点主备切换的装置的示意性框图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本说明书中的技术方案，下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书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说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例，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，都应当属于本说明书保护的范围。

图1示出了一实施例中的区块链架构图。在图1所示的区块链架构图中，区块链100中包括N个节点，图1中示意示出节点1-节点8。节点之间的连线示意性的表示P2P(Peer toPeer，点对点)连接，所述连接例如可以为TCP连接等，用于在节点之间传输数据。

区块链领域中的交易可以指在区块链中执行并记录在区块链中的任务单元。交易中通常包括发送字段(From)、接收字段(To)和数据字段(Data)。其中，在交易为转账交易的情况中，From字段表示发起该交易(即发起对另一个账户的转账任务)的账户地址，To字段表示接收该交易(即接收转账)的账户地址，Data字段中包括转账金额。

区块链中可提供智能合约的功能。区块链上的智能合约是在区块链系统上可以被交易触发执行的合约。智能合约可以通过代码的形式定义。在区块链中调用智能合约，是发起一笔指向智能合约地址的交易，使得区块链中每个节点分布式地运行智能合约代码。

在部署合约的场景中，例如，Bob将一个包含创建智能合约信息(即部署合约)的交易发送到如图1所示的区块链中，该交易的data字段包括待创建的合约的代码(如字节码或者机器码)，交易的to字段为空，以表示该交易用于部署合约。节点间通过共识机制达成一致后，确定合约的合约地址“0x6f8ae93…”，各个节点在状态数据库中添加与该智能合约的合约地址对应的合约账户，分配与该合约账户对应的状态存储，并存储合约代码，将合约代码的哈希值保存在该合约的状态存储中，从而合约创建成功。

在调用合约的场景中，例如，Bob将一个用于调用智能合约的交易发送到如图1所示的区块链中，该交易的from字段是交易发起方(即Bob)的账户的地址，to字段为上述“0x6f8ae93…”，即被调用的智能合约的地址，交易的data字段包括调用智能合约的方法和参数。在区块链中对该交易进行共识之后，区块链中的各个节点可分别执行该交易，从而分别执行该合约，基于该合约的执行更新状态数据库。

区块链中的共识机制是区块链节点就区块信息(或称区块数据)达成全网一致共识的机制，可以保证最新区块被准确添加至区块链。当前主流的共识机制包括：工作量证明(Proof of Work，POW)、股权证明(Proof of Stake，POS)、委任权益证明(Delegated Proofof Stake，DPOS)、实用拜占庭容错(Practical Byzantine Fault Tolerance，PBFT)算法等。其中，在各种共识算法中，通常在预设数目的共识节点对待共识的数据(即共识提议)达成一致之后，从而确定对该共识提议的共识成功。具体是，在PBFT算法中，对于N≥3f+1个共识节点，可容忍f个恶意节点，也就是说，当N个共识节点中2f+1个节点达成一致时，可确定共识成功。

如前所述，为了保证存入数据库的区块的实时性和不间断性，需要让链节点具有热备切换的能力。为此，本说明书的实施例提供了一种进行区块链节点主备切换的方法，作为示例，图2示出了本说明书实施例可以应用于其中的一个应用场景的示意图。

如图2所示，在本应用场景中，区块链的区块链节点2包括第一计算设备201、第二计算设备202、第三计算设备203和控制设备204。第一计算设备201、第二计算设备202和第三计算设备203已分别注册至控制设备204。控制设备204用于向第一计算设备201、第二计算设备202、第三计算设备203中的一个计算设备提供分布式锁，拥有分布式锁的计算设备为区块链节点的主计算设备。本例中，第一计算设备201初始拥有分布式锁，即，初始时，第一计算设备201为主计算设备，第二计算设备202和第二计算设备203为备计算设备。控制设备204可以实时监控各计算设备是否发生了故障，如果发生了故障，则删除发生故障的计算设备的注册，并向其他计算设备发送删除事件。本例中，第一计算设备201发生了故障，例如，宕机，控制设备204在第一计算设备201发生故障之后，删除第一计算设备201的注册，并向第二计算设备202和第三计算设备203发送与第一计算设备201对应的删除事件。第二计算设备202响应于该删除事件，根据控制设备204中记录的各计算设备的信息，获取到分布式锁，成为区块链节点的新的主计算设备。由此，完成了主、备计算设备之间的切换。

由上述可知，控制设备204可以为区块链节点的若干计算设备提供分布式锁。为此，控制设备204中可以部署有分布式存储系统，例如，Zookeeper(动物园管理者)、Redis(Remote Dictionary Server，即远程字典服务)、ETCD等等，这些分布式存储系统都可以提供分布式锁。

在进行区块链节点的主、备计算设备切换之前，区块链节点包括的若干计算设备需要注册至控制设备204。作为示例，图3示出了以第一计算设备为例注册至控制设备204的示意图。如图3所示，具体的注册过程可以如下所示：

S301，第一计算设备201在启动之后注册至控制设备204。

在本实施例中，第一计算设备201在启动之后，可以连接控制设备204中部署的分布式存储系统，并向控制设备204发送用于注册的请求，该请求可以包括第一计算设备201的标识，例如，IP地址(Internet Protocol Address，互联网协议地址)。根据注册的请求，控制设备204可以在分布式锁路径下创建第一计算设备201的标识对应的key(值)。以分布式存储系统为ETCD为例，第一计算设备201可以通过Put操作将key写入到ETCD。举例来说，ETCD为区块链提供的分布式锁的分布式锁路径的一个示例可以如下所示：

/[etcd_version]/[chain_name]/structured_election/；

以第一计算设备201的标识为IP地址:XXX.0.0.1为例，在上述示例的分布式锁路径下创建第一计算设备201的标识对应的key，可以如下所示：

/[etcd_version]/[chain_name]/structured_election/XXX.0.0.1。

S302，控制设备204响应于第一计算设备201的注册，确定第一计算设备201对应的注册值。

在本实施例中，针对第一计算设备201的注册，控制设备204可以确定第一计算设备201对应的一个注册值。后续，第一计算设备201可以根据该注册值判断自己是否获取到了分布式锁。以分布式存储系统为ETCD为例，注册值可以是指Revision值。实践中，针对第一计算设备201的注册，ETCD可以确定一个Revision值，Revision值的大小来决定获取锁的先后顺序。

S303，控制设备204可以将第一计算设备201对应的注册值反馈给第一计算设备201。

S304，控制设备204在目标列表中存储第一计算设备201对应的注册值和标识。

实践中，当某个计算设备发生故障时，控制设备还可以删除故障节点对应的注册。以分布式存储系统为ETCD为例，各计算设备在注册时，针对自身对应的key可以设置租约。计算设备还可以创建租约维持心跳，心跳间隔小于租约时长，例如，可以设置为租约时长的2/3，每次心跳后更新租约时长。控制设备在接收到计算设备发送的心跳信息之后，如果判断距离上次发送心跳信息的时间间隔大于预设的租约时长，则确定计算设备发生故障，从分布式锁目录下删除发生故障的计算设备对应的key，以及从目标列表中删除发生故障的计算设备对应的注册值和标识。

可以理解，其他计算设备注册至控制设备的过程，与第一计算设备相同，此处不在赘述。

实际使用中，控制设备首先可以基于若干计算设备的注册，记录各个注册的计算设备的信息。而后，基于各个计算设备的信息，从若干计算设备确定一个计算设备拥有分布式锁。响应于确定已注册的计算设备发生故障，删除发生故障的计算设备的注册，并向注册的计算设备发送删除事件。响应于注册的计算设备发送的请求，发送记录的各个注册的计算设备的信息，以供注册的计算设备根据接收的信息，确定是否获得分布式锁，其中，获取到分布式锁的计算设备成为区块链节点的主计算设备。

继续参考图4，图4示出了根据一个实施例的进行区块链节点主备切换的方法的流程示意图。在图4所示的示例中，区块链节点包括两个计算设备，第一计算设备201和第二计算设备202，区块链节点还包括控制设备204。第一计算设备201和第二计算设备202已注册至控制设备204。控制设备204可以向已注册的第一计算设备201和第二计算设备202中的一个计算设备提供分布式锁。本例中，第一计算设备201初始拥有分布式锁。具体的主备切换的方法可以包括以下内容：

S401，控制设备204在第一计算设备201发生故障之后，删除第一计算设备201的注册。

在本实施例中，控制设备204可以实时判断已注册的各个计算设备是否出现了故障，例如，宕机。作为示例，各计算设备可以周期性的向控制设备204发送心跳信息，控制设备204可以根据各计算设备的心跳信息，判断各计算设备是否出现了故障。本例中，控制设备204在超过预设间隔未从第一计算设备201接收到心跳信息的情况下，可以确定第一计算设备发生了故障。

如果出现故障，则删除出现故障的计算设备的注册。以图3所示的注册为例，当计算设备出现故障时，可以删除该计算设备在分布式锁目录下的key，以及删除目标列表中该计算设备对应的注册值和标识。注册被删除后，计算设备将无法参与主备切换。

S402，控制设备204向其他计算设备(本例中，为第二计算设备202)发送与第一计算设备201对应的删除事件。

在本实施例中，控制设备204在删除了第一计算设备201的注册后，可以向注册到控制设备204的各个计算设备发送与第一计算设备对应的删除事件。

在一些实现方式中，注册到控制设备204的各个计算设备，可以监听分布式锁目录下的key的删除事件。

S403，第二计算设备202响应于删除事件，获取控制设备204中记录的各个计算设备的信息。

在本实施例中，第二计算设备202在获取到删除事件后，可以从控制设备204获取控制设备204中记录的各个计算设备的信息，例如，计算设备的名称、标识、注册值等等。具体的，响应于删除事件，第二计算设备202可以向控制设备发送请求，以获取控制设备中记录的各个计算设备的信息。

S404，第二计算设备202根据控制设备204中记录的各个计算设备的信息，获取到分布式锁，成为区块链节点的主计算设备。

在本实施例中，第二计算设备202可以根据控制设备204中记录的各个计算设备的信息，确定自身是否获取到分布式锁，如果获取到分布式锁，则成为区块链节点的主计算设备。主计算设备可以按照区块链节点的常规处理流程，将区块数据写入区块链节点对应的数据库。例如，将每个区块内生成的所有写入操作作为一个完整的事务，在成块事件触发时提交事务。

在一些应用场景中，数据库为关系型数据库。

在一些实现方式中，第二计算设备202可以从控制设备204中获取最新目标列表，并根据最新目标列表中包括的各个计算设备的注册值，确定获取到分布式锁。以分布式存储系统为ETCD为例，第二计算设备202可以判断自身的注册值是否为最新目标列表中的最小值，如果是最小值，则确定获取到分布式锁。

在一些实现方式中，区块链节点还可以包括数据库，该数据库可以用于存储区块链节点的区块数据，例如，区块、状态数据等等。在第二计算设备202成为区块链节点的主计算设备之后，上述进行区块链节点主备切换方法还可以包括以下内容：

1)，第二计算设备202在获取到分布式锁之后，读取第一计算设备201在数据库中成功写入的最后一个区块的第一区块号。

2)，根据第一区块号和区块链最新共识成功的共识提议对应的区块的第二区块号，确定数据库中缺失的区块数据。

举例来说，假设第一计算设备在数据库中成功写入的最后一个区块的第一区块号为101，而区块链最新共识成功的共识提议对应的区块的第二区块号为105，则根据第一区块号101和第二区块号105，可以确定数据库中缺失区块号为102、103、104的区块数据。作为示例，缺失的区块数据可以包括缺失的区块以及与缺失的区块对应的状态数据。

3)，第二计算设备202可以获取数据库中缺失的区块数据，并将缺失的区块数据存储到数据库。

在一些实现方式中，在第一计算设备201发生故障之前，第二计算设备可以同步第一计算设备的区块数据到内存缓存。以及，上述获取数据库中缺失的区块数据，可以具体如下实现：a),响应于确定内存缓存中包括数据库中缺失的第一区块数据，从内存缓存中获取第一区块数据。b),对于内存缓存中未存储的、且数据库中缺失的第二区块数据，从其他区块链节点获取第二区块数据。通过本实现方式，可以优先从内存缓存中获取数据库中缺失的区块数据，对于内存缓存中未存储的区块数据，再去其他区块链节点获取，从而可以加快区块数据的获取，进而加快数据库的补齐。

在一些实现方式中，在对数据库补齐缺失的数据之后，第二计算设备202还可以根据区块链最新共识成功的共识提议执行第二区块号的区块中的多个交易，并根据多个交易的执行结果更新数据库。其中，根据多个交易的执行结果更新数据库包括，根据多个交易的执行结果，在状态数据库中更新状态树，生成区块，将生成的区块存储到区块数据库中。

在一些实现方式中，第一计算设备的故障排除之后，可以重新启动。第一计算设备重新启动之后可以重新在控制设备中注册，在注册成功之后，根据更新的目标列表中包括的各个计算设备的注册值，确定是否获取到分布式锁，在确定未获取到分布式锁的情况中，第一计算设备用作为区块链节点的备用计算设备。

回顾以上过程，在本说明书的上述实施例中，该区块链节点包括若干计算设备和控制设备，若干计算设备分别注册至控制设备，该控制设备用于向已注册至控制设备的多个计算设备中的一个计算设备提供分布式锁。第一计算设备初始拥有分布式锁，即，第一计算设备初始为区块链节点的主计算设备。控制设备在第一计算设备发生故障之后，删除第一计算设备的注册，并向其他计算设备发送与第一计算设备对应的删除事件。第二计算设备响应于删除事件，根据控制设备中记录的各计算设备的信息，获取到分布式锁，生成区块链节点的主计算设备。由此，通过控制设备提供的分布式锁，实现了在第一计算设备发生故障之后，将获取到分布式锁的第二计算设备切换为新的主计算设备，保证了区块链节点的主、备计算设备之间的顺利切换，保证了区块链节点的高可用性。

根据另一方面的实施例，提供了一种进行区块链节点主备切换的装置，设置于第二计算设备。

图5示出了根据一个实施例的进行区块链节点主备切换的装置500的示意性框图。上述区块链节点包括若干计算设备和控制设备，上述若干计算设备分别注册至上述控制设备，上述控制设备用于向已注册至上述控制设备的多个计算设备中的一个计算设备提供分布式锁，其中，第一计算设备初始拥有上述分布式锁，上述装置500包括：获取单元501，配置为响应于上述控制设备发送的删除事件，向上述控制设备发送请求，以获取上述控制设备中记录的各个计算设备的信息；确定单元502，配置为根据上述控制设备中记录的各个计算设备的信息，确定获取到上述分布式锁，成为上述区块链节点的主计算设备。

根据另一方面的实施例，提供了又一种进行区块链节点主备切换的装置，设置于控制设备。

图6示出了根据又一个实施例的进行区块链节点主备切换的装置600的示意性框图。上述区块链节点包括若干计算设备和控制设备，上述装置600包括：记录单元601，配置为基于上述若干计算设备的注册，记录各个注册的计算设备的信息；锁确定单元602，配置为基于各个计算设备的信息，从上述若干计算设备确定一个计算设备拥有分布式锁；删除单元603，配置为响应于确定已注册的计算设备发生故障，删除发生故障的计算设备的注册，并向注册的计算设备发送删除事件；信息发送单元604，配置为响应于注册的计算设备发送的请求，发送记录的各个注册的计算设备的信息，以供注册的计算设备根据接收的信息，确定是否获得分布式锁，其中，获取到分布式锁的计算设备成为上述区块链节点的主计算设备。

在20世纪90年代，对于一个技术的改进可以很明显地区分是硬件上的改进(例如，对二极管、晶体管、开关等电路结构的改进)还是软件上的改进(对于方法流程的改进)。然而，随着技术的发展，当今的很多方法流程的改进已经可以视为硬件电路结构的直接改进。设计人员几乎都通过将改进的方法流程编程到硬件电路中来得到相应的硬件电路结构。因此，不能说一个方法流程的改进就不能用硬件实体模块来实现。例如，可编程逻辑器件(Programmable Logic Device,PLD)(例如现场可编程门阵列(Field Programmable GateArray，FPGA))就是这样一种集成电路，其逻辑功能由用户对器件编程来确定。由设计人员自行编程来把一个数字系统“集成”在一片PLD上，而不需要请芯片制造厂商来设计和制作专用的集成电路芯片。而且，如今，取代手工地制作集成电路芯片，这种编程也多半改用“逻辑编译器(logic compiler)”软件来实现，它与程序开发撰写时所用的软件编译器相类似，而要编译之前的原始代码也得用特定的编程语言来撰写，此称之为硬件描述语言(Hardware Description Language，HDL)，而HDL也并非仅有一种，而是有许多种，如ABEL(Advanced Boolean Expression Language)、AHDL(Altera Hardware DescriptionLanguage)、Confluence、CUPL(Cornell University Programming Language)、HDCal、JHDL(Java Hardware Description Language)、Lava、Lola、MyHDL、PALASM、RHDL(RubyHardware Description Language)等，目前最普遍使用的是VHDL(Very-High-SpeedIntegrated Circuit Hardware Description Language)与Verilog。本领域技术人员也应该清楚，只需要将方法流程用上述几种硬件描述语言稍作逻辑编程并编程到集成电路中，就可以很容易得到实现该逻辑方法流程的硬件电路。

控制器可以按任何适当的方式实现，例如，控制器可以采取例如微处理器或处理器以及存储可由该(微)处理器执行的计算机可读程序代码(例如软件或固件)的计算机可读介质、逻辑门、开关、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器的形式，控制器的例子包括但不限于以下微控制器：ARC 625D、Atmel AT91SAM、Microchip PIC18F26K20以及Silicone Labs C8051F320，存储器控制器还可以被实现为存储器的控制逻辑的一部分。本领域技术人员也知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现控制器以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制器以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等的形式来实现相同功能。因此这种控制器可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至，可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。

上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为服务器系统。当然，本申请不排除随着未来计算机技术的发展，实现上述实施例功能的计算机例如可以为个人计算机、膝上型计算机、车载人机交互设备、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任何设备的组合。

虽然本说明书一个或多个实施例提供了如实施例或流程图所述的方法操作步骤，但基于常规或者无创造性的手段可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序。在实际中的装置或终端产品执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境，甚至为分布式数据处理环境)。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、产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、产品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，并不排除在包括所述要素的过程、方法、产品或者设备中还存在另外的相同或等同要素。例如若使用到第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本说明书一个或多个时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现，也可以将实现同一功能的模块由多个子模块或子单元的组合实现等。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、装置(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，磁带磁盘存储、石墨烯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。

本领域技术人员应明白，本说明书一个或多个实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本说明书一个或多个实施例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，本说明书一个或多个实施例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。

本说明书一个或多个实施例可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本说明书一个或多个实施例，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

本说明书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。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本说明书的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上所述仅为本说明书一个或多个实施例的实施例而已，并不用于限制本说明书一个或多个实施例。对于本领域技术人员来说，本说明书一个或多个实施例可以有各种更改和变化。凡在本说明书的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在权利要求范围之内。

Claims (16)

1.一种进行区块链节点主备切换的方法，所述区块链节点包括若干计算设备和控制设备，所述若干计算设备分别注册至所述控制设备，所述控制设备用于向已注册至所述控制设备的多个计算设备中的一个计算设备提供分布式锁，其中，第一计算设备初始拥有所述分布式锁，所述方法包括：

所述控制设备在所述第一计算设备发生故障之后，删除所述第一计算设备的注册,并向其他计算设备发送与所述第一计算设备对应的删除事件；

第二计算设备响应于所述删除事件，根据所述控制设备中记录的各个计算设备的信息，获取到所述分布式锁，成为所述区块链节点的主计算设备。

2.根据权利要求1所述的方法，所述区块链节点还包括数据库，所述方法还包括：

所述第二计算设备在获取到所述分布式锁之后，读取所述第一计算设备在所述数据库中成功写入的最后一个区块的第一区块号；

根据所述第一区块号和所述区块链最新共识成功的共识提议对应区块的第二区块号，确定所述数据库中缺失的区块数据；

获取所述数据库中缺失的区块数据，将所述缺失的区块数据存储到所述数据库。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述缺失的区块数据包括缺失的区块及与所述缺失的区块对应的状态数据。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述方法还包括，在对所述数据库补齐缺失的数据之后，根据所述共识提议执行所述第二区块号的区块中的多个交易，根据所述多个交易的执行结果更新所述数据库。

5.根据权利要求2所述的方法，其中，所述方法还包括，在所述第一计算设备发生故障之前，所述第二计算设备同步所述第一计算设备的区块数据到内存缓存；以及

所述获取所述数据库中缺失的区块数据，包括：

响应于确定所述内存缓存中包括所述数据库中缺失的第一区块数据，从所述内存缓存中获取所述第一区块数据；

对于所述内存缓存中未存储的、且所述数据库中缺失的第二区块数据，从其他区块链节点获取所述第二区块数据。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述控制设备部署有分布式存储系统ETCD。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述方法还包括：所述第二计算设备在启动之后注册至所述控制设备，所述控制设备响应于所述第二计算设备的注册确定所述第二计算设备对应的注册值，所述控制设备在目标列表中存储所述第二计算设备对应的注册值和标识；以及

第二计算设备响应于所述删除事件，根据所述控制设备中记录的各个计算设备的信息，获取到所述分布式锁，包括：

第二计算设备响应于所述删除事件，从所述控制设备获取最新目标列表，根据所述最新目标列表中包括的各个计算设备的注册值，确定获取到所述分布式锁。

8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述方法还包括：所述控制设备在接收到计算设备发送的心跳信息之后，如果判断距离上次发送心跳信息的时间间隔大于预设的租约时长，确定计算设备发生故障，从所述目标列表中删除发生故障的计算设备对应的注册值和标识。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括：所述控制设备在超过预设间隔未从所述第一计算设备接收到心跳信息的情况下，确定所述第一计算设备发生故障。

10.根据权利要求7所述的方法，其中，所述方法还包括：所述第一计算设备在重新启动之后重新在所述控制设备中注册，在注册成功之后，根据更新的所述目标列表中包括的各个计算设备的注册值，确定是否获取到所述分布式锁，在确定未获取到所述分布式锁的情况中，用作为所述区块链节点的备用计算设备。

11.一种进行区块链节点主备切换的方法，所述区块链节点包括若干计算设备和控制设备，所述若干计算设备分别注册至所述控制设备，所述控制设备用于向已注册至所述控制设备的多个计算设备中的一个计算设备提供分布式锁，其中，第一计算设备初始拥有所述分布式锁，所述方法应用于第二计算设备，所述方法包括：

响应于所述控制设备发送的删除事件，向所述控制设备发送请求，以获取所述控制设备中记录的各个计算设备的信息；

根据所述控制设备中记录的各个计算设备的信息，确定获取到所述分布式锁，成为所述区块链节点的主计算设备。

12.一种进行区块链节点主备切换的方法，所述区块链节点包括若干计算设备和控制设备，所述方法应用于控制设备，所述方法包括：

基于所述若干计算设备的注册，记录各个注册的计算设备的信息；

基于各个计算设备的信息，从所述若干计算设备确定一个计算设备拥有分布式锁；

响应于确定已注册的计算设备发生故障，删除发生故障的计算设备的注册，并向注册的计算设备发送删除事件；

响应于注册的计算设备发送的请求，发送记录的各个注册的计算设备的信息，以供注册的计算设备根据接收的信息，确定是否获得分布式锁，其中，获取到分布式锁的计算设备成为所述区块链节点的主计算设备。

13.一种进行区块链节点主备切换的装置，所述区块链节点包括若干计算设备和控制设备，所述若干计算设备分别注册至所述控制设备，所述控制设备用于向已注册至所述控制设备的多个计算设备中的一个计算设备提供分布式锁，其中，第一计算设备初始拥有所述分布式锁，所述装置设置于第二计算设备，所述装置包括：

获取单元，配置为响应于所述控制设备发送的删除事件，向所述控制设备发送请求，以获取所述控制设备中记录的各个计算设备的信息；

确定单元，配置为根据所述控制设备中记录的各个计算设备的信息，确定获取到所述分布式锁，成为所述区块链节点的主计算设备。

14.一种进行区块链节点主备切换的装置，所述区块链节点包括若干计算设备和控制设备，所述装置设置于控制设备，所述装置包括：

记录单元，配置为基于所述若干计算设备的注册，记录各个注册的计算设备的信息；

锁确定单元，配置为基于各个计算设备的信息，从所述若干计算设备确定一个计算设备拥有分布式锁；

删除单元，配置为响应于确定已注册的计算设备发生故障，删除发生故障的计算设备的注册，并向注册的计算设备发送删除事件；

信息发送单元，配置为响应于注册的计算设备发送的请求，发送记录的各个注册的计算设备的信息，以供注册的计算设备根据接收的信息，确定是否获得分布式锁，其中，获取到分布式锁的计算设备成为所述区块链节点的主计算设备。

15.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序在计算机中执行时，令计算机执行权利要求11-12中任一项的所述的方法。

16.一种计算设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有可执行代码，所述处理器执行所述可执行代码时，实现权利要求11-12中任一项所述的方法。

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