交易执行方法、区块链、主节点和主存储设备与流程

1.本说明书实施例涉及区块链技术领域，更具体地，涉及一种在区块链中执行交易的方法、区块链、主节点和主存储设备。


背景技术：

2.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数据区块不可篡改和不可伪造。区块链节点在执行区块中的多个交易时，可通过并行执行交易加快交易执行速度。然而，由于调用智能合约的交易在执行前不能预知访问的变量，因此通常不能并行执行。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种在区块链中执行交易的方法、区块链、主节点和主存储设备，提高了区块链中的交易执行速度。
4.本说明书第一方面提供一种在区块链中执行交易的方法，所述区块链包括主节点和从节点，所述主节点包括从存储设备、主存储设备和计算设备，所述方法包括：所述计算设备基于所述从存储设备中存储的第一预执行状态集预执行接收的每个交易，得到各个交易的预执行读写集，将各个交易的预执行读写集发送给所述主存储设备；所述主存储设备串行地对每个交易进行如下处理：确定所述交易的预执行读集是否与本地存储的第二预执行状态集存在冲突，其中，在对于第一交易确定不存在冲突的情况中，基于所述第一交易的预执行读写集更新所述第二预执行状态集，将所述第一交易顺序记录到预执行交易集合中；所述主存储设备指示所述从存储设备根据所述第二预执行状态集更新所述第一预执行状态集；所述主存储设备将所述预执行交易集合中的在先记录的顺序排列的多个交易、所述多个交易在所述预执行交易集合中的排列顺序、及所述多个交易的预执行读写集发送给所述从节点；所述从节点根据所述多个交易的排列顺序和各个交易的预执行读写集执行所述多个交易。
5.本说明书第二方面提供一种在区块链中执行交易的方法，所述区块链包括主节点和从节点，所述主节点包括从存储设备、主存储设备和计算设备，所述方法包括：所述计算设备基于所述从存储设备中存储的第一预执行状态集预执行接收的每个交易，得到各个交易的预执行读写集，将各个交易的预执行读写集发送给所述主存储设备；所述主存储设备串行地对每个交易进行如下处理：确定所述交易的预执行读集是
否与本地存储的第二预执行状态集存在冲突，其中，在对于第一交易确定不存在冲突的情况中，基于所述第一交易的预执行读写集更新所述第二预执行状态集，将所述第一交易顺序记录到预执行交易集合中；所述主存储设备指示所述从存储设备根据所述第二预执行状态集更新所述第一预执行状态集。
6.本说明书第三方面提供一种在区块链中执行交易的方法，所述区块链包括主节点和从节点，所述主节点包括从存储设备、主存储设备和计算设备，所述方法由所述主存储设备执行，包括：从所述计算设备接收各个交易的预执行读写集，所述预执行读写集通过基于所述从存储设备中存储的第一预执行状态集预执行交易获得；串行地对每个交易进行如下处理：确定所述交易的预执行读集是否与本地存储的第二预执行状态集存在冲突，其中，在对于第一交易确定不存在冲突的情况中，基于所述第一交易的预执行读写集更新所述第二预执行状态集，将所述第一交易顺序记录到预执行交易集合中；指示所述从存储设备根据所述第二预执行状态集更新所述第一预执行状态集。
7.本说明书第四方面提供一种区块链，包括主节点和从节点，所述主节点包括从存储设备、主存储设备和计算设备，所述计算设备用于基于所述从存储设备中存储的第一预执行状态集预执行接收的每个交易，得到各个交易的预执行读写集，将各个交易的预执行读写集发送给所述主存储设备；所述主存储设备用于串行地对每个交易进行如下处理：确定所述交易的预执行读集是否与本地存储的第二预执行状态集存在冲突，其中，在对于第一交易确定不存在冲突的情况中，基于所述第一交易的预执行读写集更新所述第二预执行状态集，将所述第一交易顺序记录到预执行交易集合中；指示所述从存储设备根据所述第二预执行状态集更新所述第一预执行状态集；所述主存储设备还用于将所述预执行交易集合中的在先记录的顺序排列的多个交易、所述多个交易在所述预执行交易集合中的排列顺序、及所述多个交易的预执行读写集发送给所述从节点；所述从节点用于根据所述多个交易的排列顺序和各个交易的预执行读写集执行所述多个交易。
8.本说明书第五方面提供一种区块链主节点，包括从存储设备、主存储设备和计算设备，所述计算设备用于基于所述从存储设备中存储的第一预执行状态集预执行接收的每个交易，得到各个交易的预执行读写集，将各个交易的预执行读写集发送给所述主存储设备；所述主存储设备用于串行地对每个交易进行如下处理：确定所述交易的预执行读集是否与本地存储的第二预执行状态集存在冲突，其中，在对于第一交易确定不存在冲突的情况中，基于所述第一交易的预执行读写集更新所述第二预执行状态集，将所述第一交易顺序记录到预执行交易集合中；指示所述从存储设备根据所述第二预执行状态集更新所
述第一预执行状态集。
9.本说明书第六方面提供一种用于区块链主节点的主存储设备，所述主节点还包括从存储设备和计算设备，所述主存储设备包括：接收单元，用于从所述计算设备接收各个交易的预执行读写集，所述预执行读写集通过基于所述从存储设备中存储的第一预执行状态集预执行交易获得；冲突检测单元，用于串行地对每个交易进行如下处理：确定所述交易的预执行读集是否与本地存储的第二预执行状态集存在冲突，其中，在对于第一交易确定不存在冲突的情况中，基于所述第一交易的预执行读写集更新所述第二预执行状态集，将所述第一交易顺序记录到预执行交易集合中；指示单元，用于指示所述从存储设备根据所述第二预执行状态集更新所述第一预执行状态集。
10.本说明书第七方面提供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，令计算机执行如第三方面所述的方法。
11.本说明书第八方面提供一种区块链主节点中的主存储设备，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，实现如第三方面所述的方法。
12.通过本说明书实施例提供的方案，区块链中的主节点在预执行交易时，考虑交易之间的冲突，并且根据对各个交易进行预执行冲突检测的先后顺序确定交易提交的顺序，使得在主节点不作恶的情况中从节点在执行交易时的世界状态与主节点预执行该交易时的世界状态一致。主节点中通过在从存储设备中定时更新预执行状态集，并在预执行交易时从从存储设备读取预执行状态，减轻了主存储设备的负担，提高了系统性能。
附图说明
13.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。
14.图1为本说明书一实施例所应用的区块链架构图；图2为本说明书一实施例提供的区块链的主节点和从节点的结构图；图3为本说明书一实施例提供的主节点和从节点执行交易的方法流程图；图4为本说明书一实施例提供的区块链主节点中的主存储设备的结构图。
具体实施方式
15.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。
16.图1示出本说明书实施例所应用的区块链架构图。如图1中，区块链中例如包含主
节点1、从节点2～从节点5共6个节点。节点之间的连线示意性的表示p2p（peer to peer，点对点）连接。这些节点上都存储全量的账本，即存储全部区块和全部账户的状态。其中，区块链中的每个节点通过执行相同的交易而产生区块链中的相同的状态，区块链中的每个节点存储相同的状态数据库。所不同的是，主节点1可负责从客户端接收交易，并向各个从节点发起共识提议，该共识提议中例如包括将要成块的区块（例如区块b1）中的多个交易及各个交易的提交顺序等信息。在区块链中的节点对共识提议共识成功之后，各个节点可根据共识提议中的提交顺序执行该多个交易，从而生成区块b1。
17.可以理解，图1所示的区块链仅仅是示例性的，本说明书实施例不限于应用于图1所示的区块链，例如还可以应用于包括分片的区块链系统中。
18.另外，图1中虽然示出了区块链中包括6个节点，本说明书实施例不限于此，而是可以包括其他数目的节点。具体是，区块链中包含的节点可以满足拜占庭容错（byzantine fault tolerance，bft）要求。所述的拜占庭容错要求可以理解为在区块链内部可以存在拜占庭节点，而区块链对外不体现拜占庭行为。一般的，一些拜占庭容错算法中要求节点个数大于3f 1，f为拜占庭节点个数，例如实用拜占庭容错算法pbft（practical byzantine fault tolerance）。
19.在相关技术中，为了提高区块链中的每秒执行交易（tps）指标，需要加快交易的执行速度。为此，区块链节点中可通过并行执行交易来加快交易的执行速度。在一种实施方式中，区块链节点可通过单机中的多个进程并行执行交易，在另一种实施方式中，区块链节点可部署在服务器集群中，通过多台服务器并行执行交易。通常，对于转账交易，区块链节点首先根据交易访问的账户将多个交易划分为多个交易组，各个交易组之间不访问相同的账户，从而可并行执行各个交易组。然而，当交易中调用智能合约时，在执行该交易之前不能预知该交易中访问的变量，从而无法对多个交易进行有效的分组，也就无法对并行执行交易。
20.本说明书实施例提供了一种在图1所示区块链中并行执行交易的方案，可有效提高所述区块链中的tps。
21.图2示出了本说明书实施例提供的区块链的主节点1和从节点（例如从节点2）的结构图。如图2所示，主节点1中包括至少一个计算设备、主存储设备12和至少一个从存储设备，图2中示出一个计算设备（计算设备11）和一个从存储设备（从存储设备13）作为示例。从节点2中包括共识模块22和计算模块23。主节点1例如可以与客户端连接，从而计算设备11可以从客户端接收到多个交易。计算设备11在接收到每个交易之后，预执行该交易，得到该交易的预执行读写集。计算设备11可通过多个线程并行对接收的交易进行预执行，或者主节点1中的多个计算设备可并行对主节点1从客户端接收的多个交易进行预执行。其中，预执行读写集包括预执行读集和预执行写集，预执行读集具体可以为在预执行交易的过程中生成的读取的变量的键值对，预执行写集具体可以为在预执行交易的过程中生成的写入的变量的键值对。计算设备11在预执行交易时，可从状态数据库和/或者从存储设备13中的预执行状态集中读取变量的状态值。计算设备11在预执行交易之后，将该交易的预执行读写集发送给主存储设备12。主存储设备12中存储有预执行状态集和预执行交易集合，并且主存储设备12中包括冲突检测模块121和共识模块122，其中，主存储设备12例如在内存中存储所述预执行状态集和预执行交易集合。冲突检测模块121串行地对各个交易进行预执行
冲突检测。具体是，主存储设备12检测该交易的预执行读集与已经预执行的交易的写集是否存在冲突，如果该交易的预执行读集中的某个变量的值与与预执行状态集中存储的该变量的值不同，则可确定存在冲突。如果确定不存在冲突，主存储设备12将该交易的预执行写集中的状态更新到预执行状态集中，并将该交易顺序排列到预执行交易集合中。
22.共识模块122从预执行交易集合中获取在先记录的顺序排列的多个交易，向各个从节点的共识模块（例如共识模块22）发起共识提议，该共识提议中包括获取的多个交易和该多个交易在所述预执行交易集合中的排列顺序。另外，该共识提议中还可以包括各个交易的预执行读写集。
23.主存储设备12定时将其预执行状态集中的至少部分状态发送给从存储设备13，从而从存储设备13定时根据从主存储设备12接收的状态更新其预执行状态集。通过如此，当主节点1中多线程或多机进行预执行而需要读取预执行状态集时，从从存储设备13进行对预执行状态集的读取，减轻了主存储设备的负担。在主存储设备12中的最新预执行状态集还未更新到从存储设备13情况下，计算设备11在预执行交易时从从存储设备13中的预执行状态集中读到的状态不是最新状态，会导致计算设备11在对该交易进行预执行冲突检测时判断对该交易进行重新预执行，从而不影响预执行的正确性。
24.在区块链中的多个共识节点共识成功之后，各个从节点中的计算模块可以开始执行所述多个交易。其中，从节点2的计算模块23中包括分组子模块231、多个执行子模块（图中示意示出执行子模块232、执行子模块233和执行子模块234）和重新执行子模块235。
25.具体是，主节点1中由于在预执行各个交易的过程中串行地对各个交易进行冲突检测，并根据预执行交易集合中的交易排列顺序发起共识，因此，主节点1如果执行共识的多个交易，得到的执行结果与各个交易的预执行结果必然是一致的，因此，主节点1可以不用再次执行所述多个交易，而是可以将多个交易各自的预执行结果用作为其执行结果。
26.在从节点2中，分组子模块231首先根据预执行读写集将多个交易划分为多个交易组，各个交易组之间不存在冲突交易。其中，两个交易组之间存在冲突交易的情况通常包括如下种情况：第一交易组中的交易读取第一变量（即第一交易组读取第一变量），第二交易组写入第一变量；第一交易组写入第一变量，第二交易组写入第一变量；第一交易组读取第一变量且写入第一变量，第二交易组写入第一变量；第一交易组读取第一变量且写入第一变量，第二交易组读取第一变量且写入第一变量。其中，如果两个交易组读取相同的变量也可以认为是不存在冲突交易。通常，为了简化方案，分组子模块231可按照各个交易组之间不访问相同的变量的要求来对多个交易进行分组。
27.之后，多个执行子模块可并行执行所述多个交易组中的交易。各个执行子模块在执行交易的过程中，如果确定该交易的执行读写集与预执行读写集不一致，即主节点1向从节点2提供了错误的预执行读写集（即主节点作恶），从节点2可对该交易的执行进行回滚，并由重新执行子模块235在各个执行子模块处理完成全部所述多个交易之后重新执行经回滚的交易，以保证分组的正确性。
28.通过如上所述的过程，区块链中的主节点在预执行交易时，考虑交易之间的冲突，并且根据对各个交易进行预执行冲突检测的先后顺序确定交易提交的顺序，使得在主节点不作恶的情况中从节点在执行交易时的世界状态与主节点预执行该交易时的世界状态一致。主节点中通过在从存储设备13中定时更新预执行状态集，并在预执行交易时从从存储
设备13中的预执行状态集读取预执行状态，减轻了主存储设备12的负担，提高了系统性能。
29.同时，从节点不需要对多个交易进行预执行，就可以基于主节点的预执行读写集对多个交易进行分组，从而并行执行该多个交易。另外，从节点通过比较交易的执行读写集和预执行读写集，确定执行时和主节点预执行时变量状态不一致的交易，回滚该交易的执行，并在处理完全部交易之后再重新执行该交易，保证了排除经主节点作恶的交易。
30.下文将参考图3所示的执行交易的方法流程图详细描述上述过程。在图3中仅示出了主节点1和从节点2执行的流程，可以理解，区块链中的其他从节点与从节点2执行相同的流程。
31.如图3所示，首先，在步骤s301，主节点1中的计算设备11根据从存储设备13中的预执行状态集预执行交易，得到各个交易的预执行读写集。
32.计算设备11可以在每接收到一个交易之后，就立即对该交易进行预执行。计算设备11可以对同时接收的多个交易并行进行预执行。具体是，计算设备11在预执行交易时，当从从存储设备13中的预执行状态集或者状态数据库中读取任意变量的值时，在内存中设置的该交易的读缓存中记录该读取的变量的键值对，在写入任意变量的值时，在该交易的写缓存中记录该写入的变量的键值对，并在预执行结束之后，可基于该交易的读缓存和写缓存获取该交易的预执行读写集。其中，主节点1中可包括用于存储状态数据库的存储设备（图2中未示出），状态数据库中存储了区块链中的账户和合约定义的变量的世界状态，主节点1中在生成区块之后，根据区块中的各个交易的执行结果更新状态数据库。
33.其中，计算设备11在预执行该交易的过程中读取变量（例如变量a）时，计算设备11首先确定该交易的写缓存中是否存储有变量a的值，如果存储了变量a的值，可直接从写缓存中读取变量a的值。在确定所述写缓存中未存储变量a的值情况中，确定该交易的读缓存中是否存储有变量a的值，如果存储了变量a的值，可从读缓存中读取变量a的值。在确定所述读缓存中未存储变量a的值情况中，确定从存储设备13中的预执行状态集中是否包括变量a的值，如果包括变量a的值，可从该预执行状态集中读取变量a的值。在确定该预执行状态集中不包括变量a的值的情况中，可从状态数据库读取变量a的值。也就是说，主节点1在预执行交易的过程中，读取变量的优先度为：交易的写缓存>交易的读缓存>从存储设备中的预执行状态集>状态数据库。
34.计算设备11在如上所述预执行每个交易之后，得到各个交易的预执行读写集，并将各个交易的预执行读写集发送给主存储设备12以进行预执行冲突检测。在一种实施方式中，该预执行读写集中包括读集和写集，其中，读集包括预执行该交易时读取的变量的键值对（key
‑
value），写集包括预执行该交易时写入的变量的键值对。在另一种实施方式中，该预执行读写集的读集中可包括预执行该交易时读取的变量的版本号，写集中可包括写入的变量的版本号，其中，在状态数据库中例如存储了变量的各个写入值及各个写入值对应的版本号，从而通过在读写集中包括变量的版本号即可以确定交易读取和写入的值。
35.在交易中调用合约的情况中，区块链节点在执行该交易调用的合约的过程中，有可能根据读取的变量的值来对不同的变量进行写入。例如，当读取的变量的值为1时，对变量a写入10，当读取的变量的值为2时，对变量b写入20等等。因此，对于调用合约的交易，区块链节点必须通过执行该交易，才能确定该交易读取的变量和写入的变量，从而得到该交易的读写集。为此，计算设备11通过预执行多个交易中的每个交易，得到每个交易的预执行
读写集，该预执行的过程与执行交易的过程基本相同，不同在于，该对交易的预执行是在共识之前进行的执行过程，而对交易的执行是在共识之后进行的执行过程，并且预执行交易的预执行结果仅用于更新预执行状态集，而不用于更新世界状态，而执行交易的执行结果用于更新世界状态。
36.在步骤s303，主存储设备12在接收到各个交易的预执行读写集之后确定交易的预执行读集与预执行状态集是否冲突。
37.主存储设备12中存储的预执行状态集是主节点1在预执行各个交易的过程中缓存的各个变量的最新状态值。计算设备11在预执行各个交易之后将各个交易的预执行读写集发送给主存储设备12，主存储设备12串行地对各个交易进行预执行冲突检测。
38.具体是，主存储设备12在对所述多个交易中的交易tx1预执行冲突检测时，首先确定本地的预执行状态集中是否包括交易tx1的预执行读集中的变量（例如变量a）。如果没有，再类似地确定预执行状态集中是否包括交易tx1的预执行读集中的其他变量。如果预执行状态集中不包括交易tx1的预执行读集中的全部变量，也就是说，之前经过预执行冲突检测的交易还未对该交易访问的变量进行读写，则可确定交易tx1的预执行读集与预执行状态集没有冲突，也即确定该交易tx1的预执行与之前经过预执行冲突检测的交易不存在冲突。
39.如果主存储设备12确定预执行状态集中包括变量a的值，则确定预执行读集中的变量a的值与预执行状态集中的变量a的值是否一致，如果一致，说明该交易读取的变量a的值为预执行过程中变量a的最新状态。当主存储设备12对于交易tx1预执行读集中的每个变量都确定所读取的值为预执行过程中的最新状态之后，可确定该交易tx1的预执行读集与预执行状态集不存在冲突。
40.如果主存储设备12确定交易tx1的预执行读集中的变量a的值与预执行状态集中的变量a的值不一致，说明该交易tx1读取的变量a的值不是预执行过程中的最新状态，因此，可确定交易tx1的预执行读集与预执行状态集存在冲突。在确定存在冲突的情况中，主存储设备12可指示计算设备11重新预执行交易tx1，计算设备11在接收到该指示之后通过执行步骤s301对该交易tx1重新进行预执行。
41.在步骤s305，主存储设备12在确定交易的预执行读集与预执行状态集不存在冲突的情况中，基于该交易的预执行读写集更新预执行状态集和预执行交易集合。
42.具体是，例如，主存储设备12确定所述多个交易中的交易tx2的预执行读集与预执行状态集不存在冲突，主存储设备12将交易tx2的预执行读写集中读取或者写入的变量的值更新到预执行状态集中，从而使得该预执行状态集中记录各个变量在预执行过程中的最新状态。同时，主存储设备12将该交易顺序记录到预执行交易集合中，例如将该交易记录到预执行交易集合的末尾位置（即最后一个位置）。也就是说，预执行交易集合中记录的交易的顺序体现了各个交易的冲突检测的顺序，并且所记录的各个交易与之前记录的交易不存在冲突。其中，所述预执行交易集合例如为顺序表的形式，或者为队列的形式。
43.在步骤s307，主存储设备12指示从存储设备13更新预执行状态集。
44.主存储设备12可每隔预定时段或者在预设时间将最新的预执行状态集发送给从存储设备13，从而从存储设备13可将本地的预执行状态集更新为最新的预执行状态集。
45.在主节点1中包括多个从存储设备（其中包括从存储设备13）的情况中，主节点1中
可根据预设的状态与从存储设备的对应关系，将预执行状态集中与从存储设备13对应的部分状态发送给从存储设备13，从而从存储设备13更新本地的预执行状态集。也就是说，在该情况下，每个从存储设备只存储主存储设备中的全部预执行状态集中的部分状态，计算设备11在读取状态时，也根据状态与从存储设备的对应关系确定将要读取的从存储设备。
46.在步骤s309，主存储设备12将预执行交易集合中在先记录的顺序排列的多个交易、所述多个交易在所述预执行交易集合中的排列顺序、及所述多个交易的预执行读写集发送给从节点2。
47.具体是，主存储设备12可将预执行交易集合中的队首的顺序排列的多个交易、所述多个交易在所述预执行交易集合中的排列顺序、及所述多个交易的预执行读写集作为共识提议发送给各个从节点，从而与各个从节点达成共识，即将该多个交易作为即将生成的区块中的多个交易，并且该多个交易的提交顺序为其在预执行交易集合中的排列顺序。
48.通过如此，主节点1在进行预执行时排除了交易之间的冲突，并且各个节点在执行交易时按照预执行交易集合中的排列顺序执行各个交易，使得在主节点不作恶的情况中执行交易得到的读写集与该交易的预执行读写集是一致的。
49.在步骤s311，主节点1生成区块。
50.主节点1在完成对多个交易的预执行之后，由于如上文所述，上述共识过程使得交易的预执行读写集与执行读写集一致，因此，主节点1可以直接将交易的预执行结果用作为该交易的执行结果，根据该多个交易的预执行读写集更新状态数据库，并生成区块。其中，主节点1中可由计算设备11或者主存储设备12生成区块。该区块包括区块头和区块体。其中，区块体中例如包括所述多个交易各自的交易体、收据等数据。区块头中可以包括状态根、收据根、交易根等数据。
51.在步骤s313，从节点2基于预执行读写集对多个交易进行分组。
52.从节点2可基于各个交易的预执行读写集中包括的读取的变量的键（key）和写入的变量key，对多个交易进行分组。如上文所述，该分组可使得不同交易组中的交易不访问相同的变量，该访问包括读操作和写操作，在达到该分组条件的情况下，各个交易组之间不会存在冲突交易，因此，各个交易组可以并行执行。
53.在步骤s315，从节点2根据多个交易的分组结果和排列顺序并行执行所述多个交易，其中对于执行读写集与预执行读写集不一致的交易进行回滚。
54.参考图2，从节点2可通过多个执行子模块并行地执行多个交易组中的交易。假设分组子模块231将多个交易分为6个组g1～组g6，分组子模块231可将组g1和组g2发送给执行子模块232，将组g3和组g4发送给执行子模块233，将组g5和组g6发送给执行子模块234，从而各个执行子模块可并行执行其分到的组中的交易。
55.以执行子模块232为例，执行子模块232可串行或者并行地处理其分到的组g1和组g2。由于一个组中的交易之间可能存在冲突，执行子模块232根据单个组中的多个交易的排列顺序串行执行单个组中的交易。执行子模块232在执行组g1的某个交易（例如交易tx1）之后，得到该交易tx1的执行读写集。执行子模块232可比较该交易tx1的执行读写集与预执行读写集是否一致。如果交易tx1的执行读写集与预执行读写集一致，执行子模块232可根据交易tx1的执行写集更新缓存中的各个变量的状态（即世界状态）。
56.如果不一致，则说明主节点1向从节点2提供了错误的预执行读写集。也即主节点1
作恶。在该情况下，为了使得执行子模块232、执行子模块233和执行子模块234仍可以根据已有的分组结果继续并行地执行各个交易组，执行子模块232回滚对该交易tx1的执行，具体可以是删除执行该交易tx1得到的读写集，并将该交易tx1从组g1中移出放入组g7中，该组g7用于汇集执行读集与预执行读集不同的交易。也就是说，通过回滚对交易tx1的执行，使得交易tx1不会影响当前的世界状态，造成其他交易的回滚，通过将交易tx1移出组g1，使得交易tx1访问的变量不会影响对其它交易的分组，使得各个执行子模块可以继续并行执行各个交易组。
57.可选地，在步骤s317，从节点2重新执行回滚的交易。
58.从节点2在执行完全部所述多个交易（其中包括执行之后回滚的交易）之后，可根据缓存中维护的变量状态重新执行组g7中的交易，即从所述多个交易组中移出的已回滚的一个或多个交易。其中，缓存中维护的变量状态是根据多个交易中未回滚的交易的写集得到的变量状态。可根据预设规则确定重新执行组g7中的多个交易的执行顺序。例如，可根据组g7中多个交易的交易编号的顺序串行执行该多个交易。
59.在另一种实施方式中，从节点2在对交易进行回滚之后，可直接向客户端返回交易执行失败，而不用重新执行该交易。
60.在上述主节点作恶的情况中，通过如上所述执行交易，各个从节点在执行交易的过程中对相同的交易进行回滚，并基于相同的世界状态以相同的顺序执行回滚的交易，从而各个从节点最后得到对多个交易的相同的执行结果，并得到相同的与包括该多个交易的区块对应的世界状态。同时，各个从节点中的世界状态与主节点在同一区块高度的世界状态出现了分叉，多个从节点可通过共识取消该主节点，并在多个从节点中重新选取新的主节点以执行后续的区块。
61.在步骤s319，从节点2生成区块。可选地，从节点2可以在区块中包括多个交易的预执行读写集。通过在区块中包括多个交易的预执行读写集，当其它从节点由于故障等原因丢失数据时，可基于该从节点2中的该区块的预执行读写集重新执行该区块中的多个交易，从而获得与从节点2一致的世界状态。
62.在另一种实施方式中，主节点1的共识模块122中可包括分组子模块，根据多个交易的预执行读写集对该多个交易进行分组，并在发起的共识提议中包括分组结果，从而从节点2中不需要包括分组子模块231，而可以直接根据分组结果并行执行多个交易。
63.图4为本说明书实施例提供的一种用于区块链主节点的主存储设备，所述主节点还包括从存储设备和计算设备，所述主存储设备包括：接收单元41，用于从所述计算设备接收各个交易的预执行读写集，所述预执行读写集通过基于所述从存储设备中存储的第一预执行状态集预执行交易获得；冲突检测单元42，用于串行地对每个交易进行如下处理：确定所述交易的预执行读集是否与本地存储的第二预执行状态集存在冲突，其中，在对于第一交易确定不存在冲突的情况中，基于所述第一交易的预执行读写集更新所述第二预执行状态集，将所述第一交易顺序记录到预执行交易集合中；指示单元43，用于指示所述从存储设备根据所述第二预执行状态集更新所述第一预执行状态集。
64.在一种实施方式中，所述主存储设备还包括发送单元44，用于将所述预执行交易
集合中的在先记录的顺序排列的多个交易、所述多个交易在所述预执行交易集合中的排列顺序、及所述多个交易的预执行读写集发送给所述区块链的从节点，以用于使得所述从节点执行所述多个交易。
65.在一种实施方式中，所述冲突检测单元42具体用于，确定所述第二预执行状态集中是否包括所述交易的预执行读集中的第二变量，在确定所述第二预执行状态集中包括所述第二变量的情况中，确定所述第二预执行状态集中的第二变量的值与所述预执行读集中的第二变量的值是否一致，如果不一致，则确定所述第二预执行读集与所述预执行状态集存在冲突。
66.在一种实施方式中，所述主节点包括多个从存储设备，所述指示单元43具体用于，分别将所述第二预执行状态集中与各个从存储设备对应的状态数据发送给各个从存储设备，以指示各个从存储设备更新其第一预执行状态集。
67.本说明书实施例还提供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，令计算机执行如3所示的方法。
68.本说明书实施例还提供一种区块链主节点中的主存储设备，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，实现如图3所示的方法。
69.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 gate array，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 description language）、confluence、cupl（cornell university programming language）、hdcal、jhdl（java hardware description language）、lava、lola、myhdl、palasm、rhdl（ruby hardware description language）等，目前最普遍使用的是vhdl（very
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high
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speed integrated 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。
70.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。
71.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，本技术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。
72.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。
73.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。
74.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。
75.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。
76.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。
77.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。
78.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。
79.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
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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、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。
80.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
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rom、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
81.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。
82.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。
83.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。