（信号与信息处理专业论文）web服务组合性能分析.pdf

浙江理工大学学位论文版权使用授权书 i i i i j li r r i jliiir ll i ll i jli r l l rl ll l l l l y i7 4 7 2 6 3 学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家 有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权浙江理工 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印 或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 保密口，在 不保密。 学位论文作者签名德晦掰 日期：吲口年夕月盯日 年解密后使用本版权书。 指导教 日期： 7 浙江理工大学硕士学位论文 摘要 电子商务的迅速发展，对跨企业的应用集成以及企业内部应用的集成提出了需求。而 w 曲服务的出现使企业内和企业之间应用的集成成为可能。w e b 服务结合了面向组件的方 法和w e b 技术的优势，利用标准网络协议和x m l 数据格式进行通信，能实现不同平台上各 种语言编写的服务之间的交互。然而单个w e b 服务通常只提供惟一的单一的功能，w e b 服 务组合能够利用i n t e m e t 上分布w e b 服务创建出功能更强大的服务，将松散耦合的相关w c b 服务有机组织成更为可用的系统。然而不同的组合方式，组合的系统的性能不一样。性能 分析能帮助我们优化组合好的服务系统，帮助我们找出系统中不合理的地方。提高工作效 率，所以对组合好的系统进行性能分析，成为十分有必要的事情。 通常我们做系统的性能分析是采用随机p e t r i 网，然而在运用这种随机p e t r i 网进行性能 分析时会遇到状态爆炸问题。本文通过连续p e t r i 网来对系统进行性能分析，企图避开状态 爆炸问题。以下是本论文的思路：首先我们模拟了一个服务组合的系统，并按照我们定义 的转换规则将该系统转化为离散p e t r i 网。我们引入了连续p e t r i 网，将离散的p e t r i 网模型连 续化。连续p e t r i 网的语义是用一组微分方程来描述，我们在连续p e t d 网的基础上为系统建 立微分方程模型，通过此系统的微分方程模型的解来分析系统性能。每个微分方程描述了 系统状态的变换，每个状态可用一个数值来度量，显示了到达此状态的程度。在此基础上， 本文提出了三个性能指标，分别是系统效率、响应时间及吞吐量，并对这三个指标进行了 分析，说明系统的性能。最后用一个实例进行了说明，并将其和随机p e t r i 网的性能分析方 法做了比较，突出了连续p e t r i 网在性能分析方面的优势和我们所提出的性能指标的合理性。 关键词：w 曲服务组合；连续p e t r i 网；微分方程；性能分析 a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to fe - c o m m e r c e ，t h ei n t e g r a t i o nw i t hc r o s s - e n t e r p r i s ea p p l i c a t i o na n d t h ee n t e r p r i s ea p p l i c a t i o nw i l lb ee x p e c t e d t h ea p p e a r a n c eo fw e bs e r v i c em a k e si tp o s s i b l et o t h e s ei n t e g r a t i o n s w e bs e r v i c ec o m b i n e sw i t ht h ea d v a n t a g e so ft h ea p p r o a c ho ft h e c o m p o n e n t - o r i e n t e da n dt h ew e bt e c h n o l o g y , u s i n gt h es t a n d a r di n t e r n e tp r o t o c o la n dx m l d a t a f o r m a tt oc o m m u n i c a t e ，s oi tc a nc o m m u n i c a t e 、加也o t h e rs e r v i c e sw h i c ha r eo nt h ed i f f e r e n t p l a t f o r m sa n dw r i t t e nb yd i f f e r e n tl a n g u a g e s s e r v i c ec a nu s u a l l yo n l y s u p p l yas i n g l ef u n c t i o n , w e bs e r v i c ec o m p o s i t i o nc a n t a k ea d v a n t a g eo fi n t e r a c tt h a ti n t e g r a t e t h ed i s t r i b u t i o n a lw e bs e r v i c e st os u p p l ym o r eg r e a t e rs e r v i c e s ，i n t e g r a t i n gt h e s el o o s e l y - c o u p l e d s e r v i c e st ob em o r eu s a b l es y s t e m s h o w e v e r , d i f f e r e n ti n t e g r a t i n gm e t h o d sm a yb r i n gd i f f e r e n t s y s t e mp e r f o r m a n c e p e r f o r m a n c ea n a l y s i sc a no p t i m i z et h es y s t e m ，d e t e c tu n r e a s o n a b l es p o t s i n t h es y s t e ma n di m p r o v es y s t e me f f i c i e n c y , s oi t i sn e c e s s a r yt oa n a l y z et h ep e r f o r m a n c e p e o p l eu s u a l l yu s es t o c h a s t i cp e t r in e t sf o rt h ep e r f o r m a n c ea n a l y s i s ，h o w e v e rt h i sd i s c r e t e p e t r in e t sw i l ls u f f e rs t a t ee x p l o s i o np r o b l e m i nt h i sp a p e r , w ei n t r o d u c e t h ec o n t i n u o u sp e t r in e t f o rt h ep e r f o r m a n c ea k m i n gt oa v o i dt h es t a t ee x p l o s i o np r o b l e m t h ef o l l o w i n gi sas k e t c ho ft h i s p a p e r ：f i r s t l y , w es i m u l a t eaw e bs e r v i c ec o m p o s i t i o ns y s t e m ，t h e nb u i l dt h e p e t r in e tm o d e lf o r t h i ss e r v i c ec o m p o s i t i o nu s i n g0 1 1 1 r u l e s w ei n t r o d u c et h ec o n t i n u o u sp e t r in e t , a n dc o n v e r t e d i s c r e t ep e t r in e tt oc o u t i n u o u sp e t r in e t t h es e m a n t i c so ft h ec o n t i n u o u sp e t r in e ti sd e f i n e db y as e to fo r d i n a r yd i f f e r e n t i a le q u a t i o n s ( o d e s ) ，a n dt h es y s t e mp e r f o r m a n c ec a nb ea n a l y z e d f r o mt h es o l u t i o n so ft h ed i f f e r e n t i a le q u a t i o n s e a c he q u a t i o nd e s c r i b e sas t a t ec h a n g eo ft h e s y s t e m ，a n de a c hs t a t ec a l lb em e a s u r e db yan u m b e r , i n d i c a t i n gh o wm u c ht h es t a t ec a nb e r e a c h e d t h e r ea r et h r e em e t r i c sf o r t h ep e r f o r m a n c ea n a l y s i s ，t 1 1 e ya les y s t e me f f i c i e n c y , r e s p o n s et i m ea n dt h r o u g h p u ti nt h i sp a p e r w ea n a l y s et h es y s t e mp e r f o r m a n c eb a s e do nt h e s e m e t r i c s f i n a l l y , ac a s ei sd e s c r i b e dt oi l l u m i n a t eo u rm e t h o d c o m p a r i n g0 1 1 1 m e t h o dw i m s t o c h a s t i cp e t r in e t sa n a l y s i sm e t h o d ，i ti ss h o w nt h a to u rm e t h o dh a sa d v a n t a g e so v e rt h e s t o c h a s t i cp e t r in e tm e t h o d t h r e em e t r i c sa l ea l s op r o v e dt ob er e a s o n a b l e 1 1 k e yw o r s n a l y s i s i i i 浙江理工大学硕士学位论文 摘要 目录 i a b s t r a c t 目录 第一章绪论 l 1 1 研究的背景及意义1 1 2 国内外研究现状1 1 3 主要研究内容3 14 论文组织结构3 第二章离散p e t r i 网 4 2 1 离散p e t r i 网的基本概念4 2 1 1 变迁规则o 4 2 2 离散p e t r i 网的性质5 2 2 1 有界性5 2 2 2 可达性6 2 3p e t r i 网分析方法6 2 3 1 可达图分析方法。6 第三章w e b 服务组合及离散p e t r i 网建模 9 3 1 网络服务( w e bs e r v i c e ) 组合的概念9 3 2w e b 服务组合的实现9 3 3b p e l 到p e t r i 网的转换规则1 4 第四章离散p e t r i 网模型连续化 1 7 4 1 连续p e t p d 网17 4 1 1 基本概念17 4 1 2 连续p e t r i 网语义18 4 2 建立微分方程模型1 9 4 2 1 连续p e t r i 网到微分方程的转换规则2 0 第五章性能分析 5 1 性能分析指标2 5 5 2 举例说明2 5 第六章具体实例研究 2 8 6 1 序言( 网上购物) 。2 8 6 2 网上购物系统实例2 8 第七章连续p e t r i 网与随机p e t r i 网性能分析方法比较 3 8 7 1 随机p e t r i 网3 8 7 2 随机p e t r i 网的时间连续马尔科夫链性能分析方法3 8 7 3 连续p e t r i 网和随机p e t r i 网性能分析方法的比较4 1 i v 第八章总结与展望 8 1 总结和展望4 8 参考文献 致谢 攻读硕士学位期间的研究成果 v 5 0 5 4 5 5 浙江理工大学硕士学位论文 1 1 研究的背景及意义 第一章绪论 近年来，电子商务的迅速发展，使得基于网络的，分布式的，模块化的w 曲服务技术 得到快速发展和广泛应用，w 曲服务遵循一定的技术规范，执行一定的任务。w 曲服务提 供了统一服务注册，发现绑定和集成机制，正是由于w 曲服务的这些特性，得到了商业界 和学术界的广泛认可。由于w e b 服务的广泛应用，使得w e b 服务技术日趋成熟，越来越多 的w 曲服务共享在网络上。但是由于单一的w 曲服务能提供的功能是有限的，为了充分利 用网络上的资源，我们需要将网络上分散的共享的w 曲服务组合起来，提供更为强大的服 务功能，这样可以加速系统的开发速度和快速满足客户的需求。w 曲服务组合的目的在于 实现环境所需求的功能变得复杂，单一w 曲服务所提供的功能无法满足使用者的需求时， 就必须藉由w 曲服务组合来建立新的服务，提供更复杂的功能【l 邡】。然而不同的组合方式， 组合出的系统性能是不一样的，我们可以通过系统性能分析来获知组合好的系统性能。 系统性能分析能够帮助我们找出系统性能的瓶颈，提供性能优化方案，升级硬件等， 可见，性能分析是系统优化的有效手段之一。通过对组合好的w 曲服务系统进行性能分析， 可以帮助我们优化系统性能，提供系统优化方案等【4 】。 1 2 国内外研究现状 目前，性能评价方法有多种，主要分为两类【2 ，4 】： ，( 1 ) 测量方法：测量方法适用于已经存在的系统，主要是通过测量工具或测量程序 直接从已存在的系统中测得性能指标，这是最基本的方法，也是最直接的方法，但是这 种方法比较浪费时间，并且不能预测尚未存在的系统【2 4 】。 ( 2 ) 模型方法：模型方法首先是要为要评价的系统建立一个模型，然后通过这个模 型求解性能指标，这种方法和测量方法相比主要有两个优点，一是：可以分析尚未存在的系 统，二是：费用要少。模型方法又可以分为两种【2 4 】： a 、模拟方法：模拟方法首先是用一种模拟语言为所要评价的系统建立模型，用程序 动态地模拟系统及其负载，这种方法的好处是可以得到较为精确地性能指标，缺点是费用 较高，构造模型比较麻烦 2 4 1 。 b 、分析方法：这种方法主要是用数学理论与方法来描述和研究系统性能，这种方法 浙江理工大学硕士学位论文 往往要对系统模型进行一些简化和假设。因此这种方法刻画的系统模型的详细度较低，但 其理论基础较强，费用也较低，耗时也短。其主要是运用数理，排队论等数学工具来研究 系统性能，把各种性能指标归纳为一个个公式，通过这些公式来求系统的各项性能指标。 本文主要涉及到的是性能分析方法【列。 目前有许多分析方法可以帮助建立模型进行必要的性能分析研究，主要有排队论和 p e t r i 网【2 4 】： 1 ) 基于排队论的建模分析方法： 性能分析方法传统上采用排队论数学理论来解决系统描述问题，在实践建模中，对系 统进行了很多的简化，这种方法适用于单级排队系统，对于复杂的且队列之间交互比 较复杂的系统来说，得出的公式比较复杂。由于排队方法的发展和所遇到的这些问题， 包括并行系统的资源共享描述和非乘积的问题，给p e t r i 网应用领域的拓宽和发展带来 了勃勃生机【5 ，6 刀。 2 ) 基于p e t r i 网的建模分析方法： a 、6 0 年代p e t r i 网的提出为性能分析又提供一个新的数学描述工具。现在p e t r i 网研究 已经是一个热门课题。p e t r i 网是信息处理系统描述和建模的有力工具之一，它的主要 性能包括：并行，不确定性，异步和分布描述能力和分析能力2 4 ，引。 b 、8 0 年代初，随机p e t r i 网的提出为系统的性能分析又提供了一个新的数学描述工具。 随机p e t r i 网是在保留了基本p e t r i 网模型结构和表示方法的基础上，通过引入时间的概 念而逐步发展起来的，其目标是将形式化的描述、正确性验证和性能评价集成起来， 成为研究离散事件动态系统的一种有力工具。如林闯，m o l l y 等 8 。5 1 ，他们都在此方面 有诸多研究。然而随机p e t r i 网模型的性能分析是基于其状态空间的，把各种性能指标 归纳为公式，这个方法一个主要的问题是模型状态空间的爆炸，状态的数量会随着模 型的规模和复杂性的增加而呈指数性增长，使实际系统的性能评价不可能。为了解决 这个问题，林闯提出了状态空间的压缩【8 ，1 5 1 ，虽然这种办法在一定程度上能缓解状态 爆炸，但是他性能分析方法仍然是基于可达图的分析方法，并没有从根本上解决问题。 2 浙江理工大学硕士学位论文 1 3 主要研究内容 本文的研究内容主要有： ( 1 ) 、w 曲服务组合介绍及怎样为其建立p e t r i 网模型； ( 2 ) 、离散p e t r i 网连续化，将组合好的w 曲服务系统用一组微分方程组来描述； ( 3 ) 、根据微分方程的解，通过性能指标来分析系统的性能； ( 4 ) 、最后将随机p e t r i 网分析方法和连续p c t d 网的性能分析方法做了比较，显示了连 续p c t r i 网性能分析的优势和我们提出的性能指标的合理性。 1 4 论文组织结构 第一章：绪论 本章主要介绍论文研究的背景及意义，国内外研究现状以及本论文研究的主要内容。 第二章：离散p e t r i 网 本章主要介绍离散p e t r i 网基本概念。 第三章：w 曲服务组合及离散p e t r i 网建模 本章介绍w 曲服务组合的概念和实现，及如何为其建立离散p c t r i 网模型。 第四章：离散p e t r i 网模型连续化 本章首先介绍了连续p e t r i 网的一些基本定义及如何建立微分方程组模型，即怎样将离 散p e t r i 网连续化。， 第五章：性能分析 本章首先介绍了一些性能指标，然后举例说明如何从微分方程组的解对系统的性能分 析，及如何通过调节点火常数使得系统性能得到优化。 第六章：具体实例研究 本章给出一个具体实例，通过这个实例来具体说明我们是如何进行性能分析的。 第七章连续p e t r i 网和随机p e t r i 网性能分析方法的比较 本章主要通过和随机p e t r i 网的性能分析方法的比较，来说明我们提出的性能指标的合 理性和连续p e t d 网在性能分析方面的优势。 第八章：总结和展望 主要是对本文总结和进一步研究工作。 最后是参考文献及致谢。 3 浙江理工大学硕士学位论文 2 1 离散p e t r i 网的基本概念 第二章离散p e t r i 网 下面是离散p c t r i 网的一些基本定义 1 6 j 7 , 1 8 ： 定义2 1 1 6 , 1 7 , 1 8 】一个库所变迁的p c t r i 网是一个四元组n = ，其中 s 是一个有穷集合( n 的库所集合) ； t 是一个有穷集合( n 的变迁集合) ，并且和s 不相交： f 是s g i j t 的弧，即f ( s t ) u ( t s ) 。 m 是初始的标识或初始托肯。 定义2 2 1 6 , 1 7 , 1 8 1 设x c x 为n 的任一元素，工= 抄i ，功f ) 称为工的前集或输入集； z = 扛l 亿z ) f ) 称为x 的后集或输出集。 2 1 1 变迁规则 变迁t t 有发生权的充分必要条件是m 【f 肘。，其中，形：f - 1 ，2 ，3 ，) 是对弧上的 权重，t 在m 有发生权并记作mf t ，也说m 触发t 发生。若t 在m 有发生权，即m 【f ，后继 标识m 可表示为：m ( p ) = 肘( p ) + 矿( f ，力一w ( p ，f ) ，后继关系记作m 【f m 1 6 1 7 1 8 1 。 例如图2 1 ，我们通过下图来解释变迁规则，图2 1 a 和b 解释t p e t r i 网的变迁规则，当变 迁的的前置条件都已经成立( 相应的库所都包含一个托肯) a ，见，见都有一个托肯，变迁 有发生权或者可以被激发。随着变迁的发生，所有前置条件( 输入库所) 中的托肯都被删除 而同时每个后置条件风p 5 ，p 6 ( 输出库所) 各得到一个托肯。 图2 1 a 变迁触发前 p 4 p 5 ， p 6 4 图2 1 b 变迁触发后 p 4 p 5 p 6 浙江理工大学硕士学位论文 2 2 离散p e t r i 网的性质 这一节我们将介绍p e t r i 网的一组基本性质，它们被认为是p e t r i 网基本的性质，因而 用p e t r i 网模拟的系统应该满足这些性质。下面我们将考察一些定性的特征。从并发的意义 上来说，这组特征是具有普遍性的，而不是仅限于p e t r i 网模拟的系统。然而，我们使用 p e t r i 网的概念来描述时，将变得容易理解【1 6 , 1 7 , 1 9 , 2 0 , 2 2 。这里考虑的性质如下： 1 有界性，刻画状态空间的有限性； 2 可达性，刻画可以到达的状态； 下面我们逐一讨论这些性质。 2 2 1 有界性 定义2 3 1 6 17 1 9 2 1 捌有界性设= ( s ，t ，f ，m ) 为一个p e t r i 网，s s 。若存在正整数b ， 使得v m r ( m o ) ：m ( s ) b ，则称库所s 为有界的，并称满足此条件的最小正整数b 为库所 s 的界。即b ( s ) = m i n bw r ( m o ) ：m ( s ) b ) ，当b ( s ) = 1 时，称库所s 为安全的。 考察图2 2 的网，当变迁乞发生导致见，p 4 的托肯值增加，接着变迁发生，导致乃，马， 的托肯值增加，序列乞，重复发生k 次，得到标识a ，k p 3 。由于见中的托肯值能任意大， 则称库所见是无界的。在实际中，由库所p 3 代表的物理元素其容量是有限的，所以会发生 溢出，这是一种病态的情形。系统的有界性是离散的随机p e t r i 网性能分析的前提条件之一， 如果系统无界则可达的状态空间也是无界的。 图2 2 有界性 5 浙江理工大学硕士学位论文 2 2 2 可达性 可达性是p e t r i 网的最基本的动态性质，变迁点火后将会改变p e t r i 网中标记的重新分配， 这个性质十分重要。 定义2 4 m 1 7 1 9 2 0 2 1 捌设= ( p 丁，f ，m ) 为一个p 嘶网。如果存在f 丁，使m i m ， 则称膨为从m 直接可达的。如果存在变迁序nt , ，t 2 ，气和标识序列m 鸩，m ，使得 m 【毛 m 1 【t 2 m 2 一朋h 【 坂， 则称坂为从m 可达的。从m 可达的一切标识的集合记为r ( m ) 。 用p e t r i n 模拟一个实际系统时，p a n ( s ，t f ) 描述系统的结构，初始标识m o 表示系统的 初始状态，r ( 眠) 给出系统运行过程中可能出现的全部状态的集合。对于尺( 眠) 我们还可 以给出以下的形式定义，并推出它的一些基本性质。 定义2 5 1 6 1 7 1 9 2 啦! 2 2 1 设= ( 只z ，f ，m ) 为一个p e t r i 网，其中是的初始标识。的 可达标识集r ( m o ) 定义为满足下面两条n 爱d , 集合： 1 ) m o 尺( m o ) ： 2 ) 若尺( 心) ，且存在t 丁使得m lt m ，则m r ( m o ) 。 2 3p e t r i 网分析方法 前面我们讨论了p e t r i 网的一些动态性质，当我q y d 举说某个网系统具有某些性质时， 都是通过观察其运行总结出来的。虽然，对于一些简单的网系统，通过运行可以观察出它 的一些性质，但对于比较复杂的系统，用观察运行的方法来确定其性质难免行不通。为了 使这种系统模型能用于性质分析和系统性能分析，需要开发出一些新的分析技术 4 , 1 6 , 1 7 , 2 3 1 。 对p e t r i 网的分析方法有多种，下面我们主要介绍基于可达图的分析方法。然而就是这 种可达图分析方法造成了离散p e t r i 分析方法的状态爆炸问题。 2 3 1 可达图分析方法 对于有界p 嘶网，由于它的可达标识集尺( m 。) 是一个有限集，所以可以以r ( 眠) f l z y g 顶点集，以标识之间的直接可达关系为弧集构成一个有向图。这种有向图称为p e t r i 网的可 6 浙江理工大学硕士学位论文 达标识图( r e a c h a b l em a r k i n gg r a p h ) 。通过一个p “网的可达标识图 的状态变化和变迁发生序列的情况，从而得知p e t r i 网的可达性， 4 , 1 6 ，l7 - 1 8 , 2 0 , 2 2 , 2 3 。 定义2 6 h 1 6 ，1 7 1 8 2 0 2 2 2 3 1 ：设= ( p ，t ，f ，m ) 为一个有界p e t r i 网。 一个三元组： r g ( i ) = ( r ( m o ) ，e ，d ，其中 e = ( 鸠，鸠) i 鸠，m ，r ( g o ) ，3 t k t ：m i t k 坞 p ：e 专r ，尸( m ，m j ) = t k ，当且仅当鸠k 呜 称r ( ) 为r g q ) 的顶点集，e 为r g 匹) 的弧集；若尸( 鸠，m ，) = 气，则称气为弧( 鸩，m ，) 的 旁标。 考察图2 3 的p e t r i 网是一个有界的p “网，它的可达标识集共有三个元素，即 r ( m o ) = 【o ，1 ，o 】：【1 ，0 ，o 】，【o ，0 ，1 】) 。因此它的可达图是一个三个顶点的有向图，如图所示： ( a ) 有界p e 埘网 ( b ) 可达标识图 图2 3 一个有界的p e t r i 网及其可达标识图 0 ，1 l 通过可达图可以分析有界p e 仃i 网= ( 尸，t ，f ，m ) 的各种性质。下面列出一些可达图的 相关的结论 4 , 1 6 , 1 7 , 1 8 , 2 0 , 2 2 , 2 3 1 。 引理2 7 4 , 1 6 , 1 7 , 1 8 , 2 0 , 2 2 , 2 3 ：对于任意m f ，m ，r ( m o ) ，屿是从鸩可达的当且仅当在 l 沿匹) ，从鸠到m ，存在一条有向路。 推论2 8 1 4 , 1 6 , 1 7 , 1 8 , 2 0 , 2 2 , 2 3 】：在r g 匹) 中，从m o 到每个结点都有一条有向路。 汐j j 若 浙江理工大学硕士学位论文 定理2 9 【4 1 6 ，17 1 8 ，2 0 2 2 2 3 】：在有界p e t r i 网= ( 尸，l ，膨) 是活的一个充分必要条件是：在 r g 匹) 中，从顶点心出发的每条有向路最终都走入一个强连通的子图，而且在每个这样的 强连通子图中，每个t z 至少是一条有向弧的旁弧。 可见，从上面的定理和引理我们可以分析出系统的有界性及可达性，可达图是有界p e t r i 网的一种很好的分析工具，当是无界的网时，由于r ( m 。) 是一个无限集，不可能画出 的可达图。通过它可以判定有界p e t r i 网的各种动态性质。然而我们不仅可以通过可达图分 析p e t r i 网的各种动态性质，我们也可以通过可达图分析系统的性能，如随机p e t r i 网 2 , 5 , 8 , 1 0 , 1 1 , 2 0 , 2 1 捌，广义随机p e t r i 网j 的性能分析方法就是基于这种可达图分析的2 ，2 3 洲。但是在 系统状态很多时，p e t f i 网的可达状态很多时，用可达图分析法对其进行性能分析是一件很 困难的事情，所以我们将连续p e t r i 网引入到性能分析中去。下面一章我们将讲述如何为w e b 服务组合建立离散的p e t r i 网模型。 8 浙江理工大学硕士学位论文 第三章w e b 服务组合及离散p e t r i 网建模 3 1 网络服务( w e bs e r v i c e ) 组合的概念 根据w 3 c 的定义，w e bs e r v i c e 是由u r i 标识的软件应用程序，通过x m l 构件进行定义、 描述，发现其接口和绑定。w 曲服务基于i n t e m e t 的协议并能够与其他基于x m l 消息的应用 程序交互。w 曲服务技术支持不同开发语言、支持分布在i n t e m e t 不同地域的应用的发现和 交互，w 曲服务的应用程序注重服务语义，实现了业务的松散耦合集成。w 曲服务提供了 一致化编程模型和一整套i n t e r n e t 规范，这些规范主要包括x m l 、w s d l ( 用于描述接口) 、 u d d i ( 由技术人员和商业领域的领导者共同开发的统一描述、发现与集成协议标准) ，b p e l ( 面向w 曲服务的业务流程执行语言) 等。这套规范便于企业利用现有w 曲服务、平台和 已有的应用程序组合出功能更为强大的服务系统。w c b 服务组合提出了一种电子商务的革 命性的方式，将现有的w 曲服务组合成为一种功能更强大的系统，这种方式最重要的价值 在于以统一的语言完成各种w 曲服务之间的沟通，从而提高了整体业务效率，促进了一种 新型的电子商务的发展【1 御 2 5 2 6 1 。 w e bs e r v i c e 的s o a p h t t p 是一个标准的服务传输协议，从本质上说，应用集成是离不 开标准化的传输协议的，如果说企业内部的服务集成可以采用某种非标准化的传输协议的 化，那么企业内外服务的集成则需要标准化的服务组件了。w e bs e r v i c e 组件不同于其他组 件( 如e j b ) 的根本之处在于w e bs e r v i c e 采用了一种标准传输协议s o a p 。随着w e bs e r v i c e 技术日益成熟，许多企业开始应用w 曲服务，然而如何将这些共享的w 曲服务组合起来创 造出新的业务模型，成为一个突出的问题【1 7 2 5 ，凋。 要解决这个问题，一定要有一种新的流程语言能够将w e bs e r v i c e 串联起来，这种新的 业务流程语言就是b p e l t l l 。下面一节我们将主要介绍如何运用b p e l 将w e bs e r v i c e 给串起 来。 3 2w e b 服务组合的实现 服务组合的方法有：b p e l ，o w l s ，w e bc o m p o n e n t s 等等。在这里我们运用b p e l 来组 合服务【1 2 4 2 5 2 6 1 。 w 曲服务组合我认为是将现有的w e b 服务按需求或流程进行拼接，形成一个原来已有 服务完成不了的更大规模的服务计划。其实你用b p e l 编制一个w 曲服务执行计划的过程就 9 浙江理工大学硕士学位论文 是w 曲服务的组合过程。 b p e l ：面向w 曲服务的业务流程执行语言( b p e l 或b p e l 4 w s ) 是一种使用w 曲服务 定义和执行业务流程的语言。b p e l 使您可以通过组合，编排和协调w 曲服务自上而下地实 现面向服务的体系结构。b p e l 基于x m l 和w 曲服务构建；它使用一种基于w e b 的语言，该 语言支持w 曲服务技术系列，包括s o a p , w s d l ，u d d i 等【1 ，2 4 筇矧。 b p e l 的作用是将一组现有的服务整合起来，从而定义一个新的w 曲服务。它能够将 w 曲服务调用、操作数据、终止一个流程等不同的活动连接起来，从而创造出复杂的流程， 这些活动可以嵌套到结构化活动中，结构化活动定义了活动的运行方式和控制流程。b p e l 可将一组现有的服务整合起来，从而定义一个新的w 曲服务。b p e l 流程是一个流程图，用 来表达特定业务的处理逻辑和算法，流程的每一步称为一个活动。 b p e i ，：l 锌通过合作伙伴连接来实现服务的调用。b p e l 的合作伙伴连接只定义所要调用 的接口，这个接口在b p e l 运行时再绑定到正真的服务提供者上面。这样使接口之间达到了 种松散耦合的效果，如果说w e bs e r v i c e 实现了接口的可重用性，那么b p e l 实现的是流 程的可重用性。简单地说，b p e l 通过流程编程将各种接口组合在一起，其目的在于提供一 个“集成了各种接口，的接口【1 ，2 4 卿6 】。 下面我们来详细介绍一下b p e l 及它是如何运用b p e l 将这些w 曲服务组合到一起的 b 2 4 ；z s , 2 6 。 首先b p e l 会有一个起点r e c e i v e ，一个终点r e p l y ，其q b r e c e i v e 接收它自己接口的输入 参数；而r e p l y 就是根据它自己的接口返回参数。 整个b p e l 就是定义如何通过它的接口输入参数，调用其他外部服务的接口，得到其接 口的返回参数。 b p e l 是通过i n v o k e 来调用合作伙伴所提供的服务的，接口的参数通过赋值来设定的： ( 1 ) 、赋值命令a s s i g n c o p y ：通过赋值命 a s s i g n c o p y 鬃j ：某一变量值赋值给所要调用 的接口的输入参数。 ( 2 ) 、调用命令i n v o k e ：通过i n v o k e 命令来调用外部合作伙伴服务。 b p e l 流程的本质就是通过b p e l 的活动将b p e l 的过程组件“串起来”。所谓“串起来”就 是通过b p e l 的活动让b p e l 的过程组件产生一种动态的交互。比如说将一个变量赋值给另 一个变量，就是一种变量之间的动态交互。下面我们将重点介绍b p e l 的本质：b p e l 的活 动 1 0 浙江理工大学硕士学位论文 b p e l 活动是指b p e l 流程中一条语句或者一个步骤的执行，b p e l 通过r e c e i v e 、r e p l y 和i n v o k e 来和其他w e b 服务进行通信。下面我们将介绍b p e l 常用的一些基本活动： l 、 ( 接收回复) 1 ) 接收 是整个b p e l 的起点，一旦b p e l 弓 擎从客户端接收到请求消息，它将 会启动一个b p e l 的流程。 的属性如下： n a m e ：定义r e c e i v e 的名称； p a r t n e r l i n k ：对应于b p e l 流程定义的p a r t n e r l i n k 的名字； p o r t t y p e ：对应于合作伙伴链接中p a r t n e r l i n k t y p e 所定义的w s d l 的接e l p o r t t y p e ； o p e r a t i o n ：对应于合作伙伴链接q b p a r t n e r l i n k t y p e 所定义的w s d l 的接口操作。 v a r i a b l e ：v a r i a b l e = r e q u e s t 表示客户端的请求信息将会被赋值到所定义的变量r e q u e s t 中； e r e a t l n s t a n e e ：e r e a t l n s t a n e e = “y e s ”表示b p e l 将会创建一个新的实例。 如下列： b p e l ：r e c e i v en a m e = r e q u e s t p a r t n e r l i n k 一- h o u s e l o a n b r o k e r p o r t t y p e = t n s ：h o u s e l o a n b r o k e r o p e r a t i o n - - g e t l o a n q u o t e v a r i a b l e = r e q u e s t c r e a t e l n s t a n c e = y e s 侈 2 ) 回复 是整个b p e l 的终点，b p e l 流程将会把响应结果返回给服务请求者。 的属性含义基本同 ，只是v a r i a b l e = r e s p o n s e 表示b p e l 流程会将结果变 量 r e s p o n s e 返回给服务请求者。 如下列： 2 、 ( 赋值调用) 经常是一个前一个后的两个任务，这是因为在调用合作伙伴的服务 时，需要先给合作伙伴的接口的输入变量赋值，然后再调用服务。 1 ) 主要定义两个元素，一个是 ，一个是 ；其过程就是要将 下的某个参数复, i j 至l j 变量下的某个参数中。值得注意的是，两个参数的类型必须一致。 此外，不能将整个变量复制给另一个变量，只能复制变量下的参数。 会调 n a m e ：定义i n v o k e 的名称； p a r t n e r l i n k ：对应于b p e l 流程定义的p a r m e r l i n k 的名字； p o