Web服務(wù)自動組合與形式化驗證的研究.pdf

1、面向服務(wù)的計算(Service-OWriented Computing，SOC)與面向服務(wù)的體系架構(gòu)(Service-Oriented Architecture，SOA)代表了分布式計算和軟件開發(fā)的最新發(fā)展方向，它們的成熟與發(fā)展將引領(lǐng)軟件行業(yè)的新一輪發(fā)展浪潮，并將無可爭議的帶來軟件產(chǎn)業(yè)的又一次重大革命。 SOC&SOA 的核心思想是以服務(wù)為基本單位，通過服務(wù)重用和快速組合構(gòu)建隨需應(yīng)變的松耦合分布式應(yīng)用系統(tǒng)。而 Web 服務(wù)技術(shù)的

2、不斷成熟和發(fā)展為實施和部署SOC&SOA提供了最佳支撐技術(shù)。其中，Web 服務(wù)的組合技術(shù)已被視為 SOC&SOA 的核心技術(shù)，它將是促使 SOC&SOA 從概念走向應(yīng)用、實施和部署的關(guān)鍵所在。 Web服務(wù)組合的研究涉及了眾多的熱點問題，如 Web 服務(wù)發(fā)現(xiàn) Web 服務(wù)自動組合、 Web 服務(wù)組合驗證、Web 服務(wù)組合執(zhí)行等，這些問題共同構(gòu)成了Web服務(wù)組合的研究框架。根據(jù)Web服務(wù)組合的生命周期，這些問題可被劃分為 Web 服

3、務(wù)組合建立時問題與 Web 服務(wù)組合運行時問題。由于 Web 服務(wù)組合的建立作為 Web 服務(wù)生命周期的起源而凸顯重要，因而本文圍繞建立時的三大問題：Web 服務(wù)發(fā)現(xiàn)、Web 服務(wù)自動組合與 Web 服務(wù)組合驗證展開研究，主要工作與貢獻(xiàn)包括如下四個方面： 1)研究了Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)問題，提出了基于語義的二階段Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法?？焖贉?zhǔn)確的 Web 服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法是實現(xiàn) Web 服務(wù)重用的關(guān)鍵，也是實施Web服務(wù)組合的重要前提。該方法

4、將 Web 服務(wù)發(fā)現(xiàn)過程分為基于操作匹配的服務(wù)發(fā)現(xiàn)和基于操作組合匹配的服務(wù)發(fā)現(xiàn)兩個階段，充分考慮了服務(wù)語義、服務(wù)操作內(nèi)部的接口依賴關(guān)系和操作之間的接口賦值關(guān)系，通過挖掘操作中的局部依賴輸出和操作組合提高服務(wù)發(fā)現(xiàn)效果。實驗結(jié)果表明，該方法具有較好的召回率、準(zhǔn)確率和可擴(kuò)展性。 2)研究了 Web 服務(wù)自動組合問題，提出了基于生成樹的 Web 服務(wù)自動組合方法。Web 服務(wù)的自動組合能實現(xiàn)服務(wù)的快速組裝，是推動 SOC 與SOA 的關(guān)

5、鍵技術(shù)。本文提出的基于生成樹的 Web 服務(wù)自動組合方法采用了分步分治的思想。它首先為用戶期望的每一個目標(biāo)即時生成完備生成樹，然后選取最優(yōu)的有效生成路徑，最后將生成路徑合成為大粒度流程式組合服務(wù)。該方法具有搜索空間小、復(fù)雜度低和速度快的特點，既能處理單目標(biāo)用戶請求，也能處理多目標(biāo)的用戶請求。實驗結(jié)果表明，該方法能在較短時間內(nèi)實現(xiàn)服務(wù)的自動組合，能較好的滿足用戶需求。 3) 研究了Web服務(wù)組合驗證問題，提出了基于Pi演算的Web

6、服務(wù)組合驗證方法。Web服務(wù)組合驗證能提前發(fā)現(xiàn)Web服務(wù)組合中存在的缺陷，是提高Web服務(wù)組合執(zhí)行的成功率和增強(qiáng)用戶滿意度的關(guān)鍵。本文采用Pi演算將Web服務(wù)行為和Web服務(wù)之間的交互行為進(jìn)行建模。通過Pi演算的操作語義、自動推演等理論判斷Web服務(wù)之間交互的兼容性，并且進(jìn)行定量計算服務(wù)之間的兼容度。該方法還能判斷出服務(wù)在何種情況下能正常交互，在何種情況下無法進(jìn)行交互，這對服務(wù)組合的正確運行和監(jiān)控具有重要意義。 4) 提出了We

7、b服務(wù)組合的系統(tǒng)框架，設(shè)計并實現(xiàn)了Web服務(wù)組合的原型系統(tǒng)。Web服務(wù)組合的系統(tǒng)框架從抽象層面刻畫了Web服務(wù)組合系統(tǒng)的主要組件、功能和過程，這對于設(shè)計和實現(xiàn)Web服務(wù)組合系統(tǒng)具有重要指導(dǎo)作用。本文提出了’Web服務(wù)組合的系統(tǒng)框架WSCF，它既支持業(yè)務(wù)流程驅(qū)動的Web服務(wù)組合，也支持即時任務(wù)求解的Web服務(wù)組合。基于WSCF，設(shè)計和開發(fā)了Web服務(wù)組合原型系統(tǒng)JTangFlow-S，在JTangFlow-S中，我們實現(xiàn)了本文提出的Web