（计算机应用技术专业论文）民航公众信息服务平台中事务处理的研究与实现.pdf

k 一 南京航空航天大学硕+ 学位论文 致谢 在论文结束之前，要衷心地感谢我的导师徐涛教授。在我攻读硕士研究生的过程中，无论 是生活上还是学业上都得到了徐老师的关心和指导。他严谨的治学精神、求实的工作作风、认 真的处事风格和亦师亦友的谆谆教诲都给我留下了深刻的印象，在以后的人生道路上，不管是 二i ：作方面还是为人处事方面都将是我永远学习的楷模。在论文：作中，徐老师的悉心指导使得 本文得以顺利完成，在此向他表示最衷心的感谢和最真诚的敬意。 特别感谢张育平和谷青范老师对我论文的指导和给予的建议，两年来，在他们身上学到了 很多东西。感谢5 1 0 教研室的同学和室友的帮助和鼓励，尤其是陈步桥、方晨、蒋金松、樊瑞、 曹爽、于炳霞、肖前远等同学，以及在天津一同工作学习的同学，王新环、王增、孙彤等。谢 谢你们与我一起渡过人生最难忘的硕士求学生涯。 感谢家人一直以来最真挚的关怀和培养，他们的信任和期望是我学习和工作中不断开拓进 取的源源动力，他们为我的成长和发展付出了太多太多，我需要一辈子用心去报答。 最后，衷心感谢各位专家、教授在百忙之中抽出时间来评阅此论文，谢谢你们。 5 9 _ ，t ，1、 民航公众信息服务平台中事务处理的研究与实现 在学期间的研究成果及发表的学术论文 攻读硕士学位期间发表( 录用) 论文情况 1 阮臻，徐涛基于w e b 服务的事务并发控制第十七届信息论学术年会 攻读硕士学位期间参加科研项目情况 1 国家“8 6 3 ”高技术研究发展计划资助项目：地球观测与导航技术领域重大项目“新一代国 家空中交通管理系统”的重点课题：基于服务架构的民航公众信息服务平台 ( 2 0 0 6 a a l 2 a 1 0 6 ) ，计划2 0 1 0 年6 月验收结题。 j，1!i，1 1 ， 0 n a n j i n gu n i v e r s i t yo f a e r o n a u t i c sa n da s t r o n a u t i c s t h eg r a d u a t es c h o o l c o l l e g eo fi n f o r m a t i o ns c i e n c ea n dt e c h n o l o g y t h er e s e a r c ha n di m p l e m e n t a t i o no f t r a n s a c t i o np r o c e s s i n gi n p u b l i ci n f o r m a t i o nse r v i c ep l a t f o r m o fc i v i la v i a t i o n a t h e s i si n c o m p u t e rs c i e n c ea n dt e c h n o l o g ye n g i n e e r i n g b y i u a nz h e n a d v i s e db y p r o f x ut a o s u b m i t t e di np a r t i a lf u l f i l l m e n t o ft h er e q u i r e m e n t s f o rt h ed e g r e eo f m a s t e ro f e n g i n e e r i n g m a r c h ，2 0 1 0 1 ，。 承诺书 本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进 行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致 谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成 果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位 或证书而使用过的材料。 本人授权南京航空航天大学可以将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、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本承诺书) 作者签名：陋叁 e t 期：迦2 殳：! ：2 互： _ 一 辔 ，h i - t 南京航空航天大学硕士学位论文 摘要 随着我国经济持续发展、人民生活水平不断提高，公众对交通出行服务质量要求越来越高。 然而，我国民航面向公众和全行业的数据共享及信息服务仍不适应民航事业的快速发展，民航 领域的遗留系统存在着系统集成及业务流程管理等困难问题。 w e b 服务为整合遗留系统提供了保障。事务处理是提供可靠应用软件的基础，针对w e b 服 务的事务处理是一个关键技术和研究难点。对基于服务架构系统的研究，为高性能、高可靠的 w e b 服务应用提供重要基础。本文提出了一个基于w e b 服务的事务处理协调框架，框架中采用 支持功能候选的事务模型，以及基于冲突域的事务并发控制机制，以满足民航领域系统集成和 流程自动化管理和实施的需求。 首先，通过对传统事务和分布式事务处理机制的研究总结，根据w e b 服务事务的特点，提 出其原子事务模型。重点针对w e b 服务长事务的特点，提出支持功能候选的聚合事务模型，并 分析了其特点。 其次，提出了基于w e b 服务的事务处理协调框架，在框架中应用了支持功能候选的事务模 型。同时，基于该协调框架，结合w e b 服务松弛a c i d 属性等特点，分析总结w s - t x 协议簇， 针对长事务的特点改进了w s b a 和w s c ，提出了基于冲突域的事务并发控制机制。通过根据 共享资源属性划分冲突域，实现事务的并发控制机制。 最后，设计并实现了该框架。所提出的事务模型、事务并发控制机制和协调框架，具有一 般理论意义和工程实践价值，成功应用于民航公众信息服务平台。 关键词：w e b 服务，事务模型，功能候选，冲突域，并发控制 民航公众信息服务平台中事务处理的研究与实现 a b s t r a c t w i t ht h es u s t a i n e de c o n o m i cd e v e l o p m e n ta n dc o n t i n u o u si m p r o v e m e n ti np e o p l e 。sl i v i n g s t a n d a r d s ，s e r v i c eq u a l i t yo fp u b l i ct r a n s p o r tc h a n g e st ob ev e r yi m p o r t a n t h o w e v e r i nc u r r e n t s i t u a t i o n ，t h ed e v e l o p m e n to fi n f o r m a t i o ns e r v i c ef o rt h ep u b l i ca n dt h ei n d u s t r y - w i d ed a t as h a r i n g c a n n o ta d a p tt ot h er a p i dd e v e l o p m e n to fc i v i la v i a t i o no fo u rc o u n t r y t h e r ea r em a n yd i f f i c u l ti s s u e s ， s u c ha sl e g a c ys y s t e m si n t e g r a t i o na n db u s i n e s sp r o c e s sm a n a g e m e n t t h el e g a c ys y s t e m sc a nb ei n t e g r a t e db yt h ea p p l y i n go fw e bs e r v i c e s t r a n s a c t i o np r o c e s s i n gi s ar e l i a b l eb a s i sf o ra p p l i c a t i o n s t h et r a n s a c t i o np r o c e s s i n gb a s e do nw e bs e r v i c e si sac r i t i c a l t e c h n o l o g ya n dd i f f i c u l ti s s u eo fr e s e a r c h t h er e s e a r c ho fs y s t e ma r c h i t e c t u r eb a s e do ns e r v i c e s m a k e sg r e a ts i g n i f i c a n c eo nh i g hp e r f o r m a n c ea n dh i g hr e l i a b l ea p p l i c a t i o n s t h i sp a p e rp r o p o s e sa c o o r d i n a t i o nf r a m e w o r ko ft r a n s a c t i o np r o c e s s i n gb a s e do nw e bs e r v i c e s t h i sf r a m e w o r ka p p l i e st h e t r a n s a c t i o nm o d e lw h i c hs u p p o r t sf u n c t i o ns u b s t i t u t i o n ，a n dt h ec o n c u r r e n c yc o n t r o lc o o r d i n a t i o n m e c h a n i s mb a s e do nc o n f l i c ts p h e r e s ot h ep r o b l e m so ns y s t e mi n t e g r a t i o na n db u s i n e s sp r o c e s s m a n a g e m e n t a r es o l v e dp a r t l y a tf i r s t ，s t a r t i n gf r o mt h es u m m a r yo fc o o r d i n a t i o nm e c h a n i s mo ft r a d i t i o n a lt r a n s a c t i o na n d d i s t r i b u t e dt r a n s a c t i o n ，a na t o m i ct r a n s a c t i o nm o d e li si n 拓o d u c e d a c c o r d i n gt ot h ef e a t u r e so fl o n g r u n n i n gt r a n s a c t i o nb a s e do nw e bs e r v i c e s ，t h i sp a p e r p r o p o s e st h ec o h e s i o nt r a n s a c t i o nm o d e lw h i c h s u p p o r t sf u n c t i o ns u b s t i t u t i o n ，a n da n a l y z e si t sa t t r i b u t e s s e c o n d l y , at r a n s a c t i o np r o c e s s i n gc o o r d i n a t i o nf r a m e w o r kw h i c hi sp r e s e n t e di nt h i sp a p e r a p p l i e st h et r a n s a c t i o nm o d e lw h i c hs u p p o r t sf u n c t i o ns u b s t i t u t i o n m e a n w h i l e ，a c c o r d i n gt oa c i do f w e bs e r v i c ea n dw s - t x ，t h i sp a p e rb r i n g st h ec o n c u r r e n c yc o n t r o lm e c h a n i s mb a s e do nc o n f l i c t s p h e r ea n di m p r o v e sw s - b aa n dw s - c t h i sm e c h a n i s ma c h i e v e si t sf u n c t i o nw i 廿lt h ea t t r i b u t e so f s h a r e dr e s o u r c e s a tl a s t ，i ti st h ed e s i g na n di m p l e m e n t a t i o no ft h ef r a m e w o r k t r a n s a c t i o nm o d e l ，c o n c u r r e n c y c o n t r o lm e c h a n i s ma n dt h ec o o r d i n a t i o nf r a m e w o r kh a v et h e o r e t i c a ls i g n i f i c a n c ea n de n g i n e e r i n g p r a c t i c a lv a l u e t h e ya p p l yt oc i v i la v i a t i o np u b l i ci n f o r m a t i o ns e r v i c ep l a t f o r m k e y w o r d s ：w e bs e r v i c e ，t r a n s a c t i o nm o d e l ，t r a n s a c t i o ns u b s t i t u t i o n ，c o n f l i c ts p h e r e ，c o n c u r r e n c y c o n t r o l 1 一 口 南京航空航天人学硕士学位论文 目录 第一章绪论。1 1 1 选题依据及研究意义l 1 2 研究背景2 1 3 国内外研究现状3 1 4 论文的主要工作4 1 5 论文的组织。5 第二章事务的概念6 2 1 事务的基本概念及其a c i d 属性6 2 2 事务的并发机制。6 2 3 高级事务模型8 2 3 1 嵌套事务8 2 3 2 开放嵌套事务9 2 3 3 链事务9 2 3 4 s a g a 事务模型9 2 3 5 分支汇合事务1 0 2 4 本章小结一1 1 第三章w e b 服务及事务处理规范1 2 3 1w e b 服务技术。1 2 3 1 1w e b 服务概述1 2 3 1 2w e b 服务技术组成1 2 3 2w e b 服务事务处理协议1 5 3 2 1t h p 协议一1 5 3 2 2b t p 协议1 5 3 2 3w s - t x 协议簇1 6 3 3 本章小结1 8 第四章事务处理协调框架1 9 4 1 框架要解决的问题和思路1 9 4 2 框架采用的事务模型2 0 4 2 1 原子事务模型2 l 民航公众信息服务平台中事务处理的研究与实现 4 2 2 聚合事务模型2 2 4 2 3 补偿事务模型2 5 4 3 事务处理协调框架的结构2 6 4 4 本章小结2 8 第五章基于冲突域的事务并发机制2 9 5 1 分布式事务的并发机制2 9 5 2 事务并发控制的类型3 0 5 3 冲突域属性定义3 l 5 4 事务并发协调机制3 3 5 4 1 原子事务协调机制3 3 5 4 2 聚合事务协调机制3 4 5 4 3 冲突检测机制3 7 5 5 本章小结。3 9 第六章事务处理协调框架在民航公众信息服务平台中的应用4 0 6 1 民航公众信息服务平台概述4 0 6 2 航班便捷服务系统描述4 2 6 3 航班便捷服务系统开发环境4 3 6 4 事务处理协调框架的设计。4 4 6 4 1 事务处理应用模块设计4 6 6 4 2 事务处理模块设计4 8 6 4 3 事务处理监控模块设计4 9 6 5 航班便捷服务系统实例说明。5 0 6 5 1 并发机制的应用5 l 6 3 2 事务模型的应用5 3 6 6 本章小结5 4 第七章总结与展望。5 5 7 1 工作总结5 5 7 2 进一步研究方向5 5 参考文献5 6 致谢上5 9 在学期间的研究成果及发表的学术论文6 0 南京航空航天大学硕士学位论文 图表清单 图3 1w e b 服务体系架构模型1 3 图3 2b a w c c 的状态转换图1 8 图4 1 聚合事务结构示意图。2 4 图4 2 支持功能候选卒h 偿的聚合事务结构示意图2 6 图4 3w e b 服务事务处理协调框架2 7 图5 1 同一事务的单实例、多实例并发3 0 图5 2 不同事务的多实例并发3 l 图5 3 域管理器模型3 2 图5 4 原子事务状态转换图3 4 图5 5 扩展b a w c c 后的状态转换图3 7 图5 6 并发事务依赖关系图3 8 图6 1 民航公众信息服务平台架构模型4 l 图6 2 民航公众信息服务平台各子系统关系结构4 2 图6 3 事务处理协调框架整体设计4 5 图6 4 原子事务接口抽象图4 6 图6 5 事务处理协调模块架构4 9 图6 6 航班便捷服务系统首页5 0 图6 7 旅行代理执行流程抽象图5l 图6 8 短信订阅界面5 3 图6 9 机票预定服务监控图5 4 表5 1 冲突域访问权限3 3 表6 1 原子事务应用接口4 6 表6 2 面向调用者的a p i 4 7 表6 3 面向参与者的a p i 4 8 表6 4 未加入并发控制的事务执行结果5 2 表6 5 加入并发控制机制的事务执行结果5 2 民航公众信息服务平台中事务处理的研究与实现 s o a u d d i s o a p w s d l b p e l x m l w s t x w s c 鞭孓峨 w s b a t h p b 1 1 p 注释清单 s e r v i c e0 r i e n t e da r c h i t e c t u r e面向服务的架构 u n i v e r s a ld e s c r i p t i o n ，d i s c o v e r ya n di n t e g r a t i o n统一描述、发现和集成协议 s i m p l eo b j e c ta c c e s sp r o t o c o l w e bs e r v i c ed e s c r i p t i o nl a n g u a g e b u s i n e s sp r o c e s se x e c u t i o nl a n g u a g e e x t e n s i b l em a r k u pl a n g u a g e w e bs e r v i c e st r a n s a c t i o n w 色bs e r v i c e sc o o r d i n a t i o n w 宅bs e r v i c e sa t o m i ct r a n s a c t i o n w e bs e r v i c e sb u s i n e s sa c t i v i t y t e n t a t i v eh o l dp r o t o c o l b u s i n e s st r a n s a c t i o np r o t o c o l 简单对象访问协议 w e b 服务描述语言 业务流程执行语言 可扩展标记语言 w e b 服务事务处理协议 w e b 服务协调协议 w e b 服务原子事务协调协议 w e b 服务业务活动协调协议 尝试性保持协议 业务事务协议 南京航空航天人学硕士学位论文 第一章绪论 1 1 选题依据及研究意义 长期以来，由于我国民航运行体制形成的管理多元化局面，空管、机场、航空公司等各自 建立的信息系统相对独立，信息封闭、关联性不强、信息不流畅，无法实现共享，多年来形成 了条块分割、各自为战的信息化局面。从而导致信息服务无法形成统一格式汇总发布，准确性 不高，信息服务种类匮乏，许多公众应该获知的航班信息没有得到公开。对于民航用户而言， 一次出行需要民航的各种综合服务信息，包括航班状况、天气状况、机场状况、航班预测等等。 这些信息分布在民航不同的部门，包括各地的机场、航空公司和管制部门等，任何一个部门都 不具备单独向出行者提供交通综合信息服务的能力。而这些部门构成了航空运输的主要环节， 任何一个环节出现问题都会对整个运输过程产生重大影响。这种分散、非共享式的信息组织与 管理导致民航信息的透明度不高，信息服务的范围和力度不够，难以实现空管、机场、航空公 司对旅客的实时动态协同服务，不能向公众提供全方位、多种类、个性化的信息服务，严重影 响了民航的服务质量和运营效率以及在公众中的形象。 针对民航行业业务信息系统具有分布异构及数据分散的实际状况，有必要改变这种分散、 非共享式的信息组织与管理方式，实现各部门之间信息的协同以及业务流程的自动编排执行。 国家高技术研究发展计划( 8 6 3 计划) ：基于服务架构的民航公众信息服务平台【l 】要解决的问题 之一就是消除民航企事业单位中的信息孤岛。同时，针对民航业中暴露出的民航各单位信息系 统相对独立、信息服务无法形成统一发布格式、信息服务种类匮乏等问题提出解决方案，并提 出符合我国民航行业规范的服务信息交换机制和技术标准建议以及民航公共信息系统数据接口 标准建议。 民航公众信息服务平台中的业务以w e b 服务作为支撑，业务处理需要通过大量跨组织、跨 部门的w e b 服务按照业务流程驱动的方式组合实现。由于业务中相关的事务属性区别与传统事 务属性，因此在考虑平台上的事务处理技术时，具有比传统事务管理更多的系统需求。 首先，平台中采用的w e b 服务具有松耦合、强自治等特点【2 】，对w e b 服务环境下的事务处 理提出更多要求。而目前对于w e b 服务，通用的事务管理协议标准使用非常有限，事务参与者 采用的事务管理实现机制往往各自互不兼容，增加了事务管理的复杂性。 其次，平台中的事务处理具有很长的运行周期。在w e b 服务环境下，企业不允许其资源被 无限制、无休止地占用。因此，事务管理平台必须确保资源不被超时阻塞p 】。但是，传统事务 的a c i d 3 属性要求资源必须被锁定直至事务处理结束，以确保隔离性和一致性。同时，事务的 民航公众信息服务平台中事务处理的研究与实现 隔离性和一致性也对平台的并发机制提出更多要求。 基于以上分析，传统的事务处理机制在处理w e b 服务事务时存在一定问题：w e b 服务事务 具有长事务【3 l 的特点，长事务执行失效时，传统事务处理的解决方法是简单地回滚事务，这样 会造成系统性能下降，且长时间对资源加锁占有会降低并发程度，影响执行效率。 为了解决上述这些问题，现有的各种在传统事务处理协议基础上扩展或放松限制事务 a c i d 属性的事务处理协议，包括松耦合业务适用的业务事务协议b t p l 4 】( b u s i n e s st r a n s a c t i o n p r o t o c 0 1 ) ，在事务处理前各方协调资源请求的尝试性保持协议t h p 5 】( t e n t a t i v eh o l dp r o t o c 0 1 ) 以及目前被广泛采用的w e b 服务事务规范w s t x l 6 胴【8 】协议簇等，都为本研究提供了理论基础， 但是这些协议都各有优缺点，其适用性依赖于具体的业务。基于此，w e b 服务的事务处理框架 应体现现有技术中值得借鉴的方面。同时，w 曲服务的事务处理框架应该是开放可扩展的，以 便支持引入创新的技术以及未来新的业界规范。 1 2 研究背景 w e b 服务 9 1 是随着w w w ( w o r l dw i d ew 曲) 的发展和x m l t l 0 ( e x t e n s i b l em a r k u pl a n g u a g e ) 的出现而迅速发展起来的技术。w e b 提供了一种在全球范围内共享和分布信息的途径，并且充 当了人和应用之间交互的媒介。x m l 通过信息的结构化表示，使得异构环境能够共享信息。 w e b 服务利用x m l 实现了应用之间通信消息的结构化，提升了应用之间的交互能力，使大规 模的资源共享成为可能。 w e b 服务具有良好的互操作性，能够为不同实现标准和通信机制下的系统集成提供有效支 持，具有广泛的应用前景。应用w e b 服务可以方便地实现i n t e m e t 上跨平台、语言独立、松散 耦合的异构应用的交互，在应用中常常需要处理应用相关的多个w e b 服务间的交互，这类过程 必须保证多个w e b 服务运行结果的可靠性和一致性，并能及时处理各种异常。因此，w e b 服务 处理环境需要事务技术的支划u 】。 民航公众信息服务平台的目的是为整合民航领域内异构和孤立的系统，为公众提供方便快 捷的服务。该平台以w e b 服务为架构，w e b 服务事务处理成为系统稳定运行的基础，其中的长 事务【1 2 】控制机制更是系统实现的关键。w e b 服务环境下事务的处理与传统事务不同，长事务的 持续时间通常长达几个小时或几天。传统事务与分布式事务都要求在事务提交以前，持续锁定 事务访问的资源，这会造成在系统并发运行多个事务时，由于其他事务长时间等待长事务锁定 的资源，导致系统性能下降。因此传统事务协调机制显然不适合长事务。现有的长事务通过将 事务分解为一系列相对独立的子事务，并在子事务执行结束后立即提交来解决长时间锁定资源 的问题，并通过为子事务定义补偿事务【”】来撤消子事务提交带来的影响，但是不保证使数据库 回到事务提交前的状态。 2 南京航空航天大学硕七学位论文 传统的事务模型适用于集中式的和服务器式的数据库管理系统，当分布式系统出现后，事 务的实现方式为了满足分布式系统的特点需做出变更。当前存在的高级事务模型放松了传统事 务的a c i d 语义，在定义各种复杂的业务处理上发挥了一定作用。但是由于基于w e b 服务系统 的特点，系统在物理上没有共享组件，而且异构数据分散在多个物理上隔离的节点上，一些高 级事务模型不支持跨平台的远程事务协调。所以研究适合w e b 服务环境下的事务模型及其协调 协议成为研究热点，以保证w e b 服务的可靠运行。因此，在维护原子性、一致性、隔离性和持 久性的前提下，w e b 服务事务的实现机制需要在传统事务实现机制的基础上做出更改，包括 w e b 服务事务模型的引入以及事务并发控制机制。 1 3 国内外研究现状 关于w e b 服务事务处理的研究，国内外主要有形成了两大体系，一类是b t p 协议，另一 类是w s t x 协议簇的规范，包括w s c o o r d i n a t i o n ( 简称w s c ) 、w s a t o m i c t r a n s a c t i o n ( 简 称w s a t ) 、w s b u s i n e s s a c t i v i t y ( 简称w s b a ) 协议。 b t p 用于在松散耦合的软件服务之间编排业务流程，它的目的是为了制订一个用于b 2 b ( b u s i n e s st ob u s i n e s s ) 事务的x m l 标准，以获得业务参与各方的一致结果。b t p 支持在时 间、空间和管理上都完全不同的应用程序，这样的应用程序超出了传统事务对事务处理的支持。 b t p 是一个定义了参与事务的服务如何在事务中运转和发送消息格式的互操作协议。b t p 提供两种类型的事务：原子事务和聚合事务。对于原子事务，b t p 采用两阶段提交协议：对于 由原子事务组成的聚合( c o h e s i o n ) 事务，b t p 采用事务协调器，由协调器决定哪些服务要提 交，哪些可以回滚，从而简化了两阶段提交协议中“a l lo r n o t h i n g ”的处理方式【川。 w s c 、w s a t 和w s - b a 组成w s - t x 协议簇。w s - c 使w e b 服务环境下服务间有一个通 用的协调框架来定义事务执行上下文的格式，并定义了上下文传递的方式和服务的注册协议。 上下文管理是事务系统的重要组成部分，w s - c 把对事务上下文的管理和传递从w s t x 协议簇 中剥离出来，这种剥离意味着可以更加容易地在w s - c 协调上创建附加的协议。 w s - a t 定义的原子事务具干r a l lo rn o t h i n g ”的性质。w s a t 是w e b 服务中严格遵守a c i d 属性的事务，目的是支持与企业内原有的基于a c i d 的系统之间的互操作，而不是跨越企业的 交互。w s b a 定义了可以采用w s c 模型，以实现长期运行的、基于补偿的事务处理协议。 w s b a 中的事务类似于b t p 的聚合事务，采用补偿操作处理部分失效的工作。其中，业务逻 辑或者定义好的业务流程负责判断特定事务执行结果的正确性【l 5 1 。 w e b 服务事务的规范并没有形成一个统一的版本，对b t p 和w s - t x 协议簇的规范来说， 它们存在很多缺点。b t p 不是专门用于w e b 服务的事务处理协议，它的目的是能用于其他分 布式环境中。因而，b t p 定义了事务性的x m l 协议，并且必须在规范中指定所有的服务依赖 3 民航公众信息服务平台中事务处理的研究与实现 性。b t p 基本上是从头开始制订的，需要在事务处理架构中加入业务级的决策。而w s t x 是 专门用于w e b 服务应用环境，因此它是基于w e b 服务架构来定义的。w s - t x 的实现原理是 基于传统的事务处理架构的，这样，业务逻辑的功能性方面和在应用程序中使用事务处理的非 功能性方面就存在很大的差别。例如，文献【1 5 】给出了基于w s - t x 的系统的具体设计与实现， 但并没有考虑具体业务环境中的特性。 不少规范最初并不是针对w e b 服务事务设计的。例如b t p ，它们只不过满足了w e b 服务 事务的某些方面需求，这类规范并未涉及w e b 服务事务特有的问题。文献 1 6 1 y 0 举了多个事务 处理中的多个关键技术。可以看出，如w e b 服务事务隔离性的实现，虽然绝大多数的w e b 服 务事务都要放宽隔离性，但是放宽并不意味着完全透明【1 6 1 。b t p 对于这些关键的技术难点，并 没有给出切实可行的解决方案。 随着w e b 服务的发展，需要形成w e b 服务环境下统一的事务处理规范。从研究的角度看， w e b 服务事务已有的规范主要是给出了事务参与方之间的交互，其中借鉴了扩展事务的研究成 果，放宽了事务的a c i d 特性，但目前还未从理论上给出w e b 服务事务的模型，也缺乏相应的 形式化描述和良构性证明。同时已有的工作考虑到w e b 服务的自治性，对w e b 服务事务的支 持基本是通过补偿事务方式，然而对于不可补偿的事务还没有较好的解决方法。同时，补偿事 务的语义等价很难实现，当需要回滚某个事务时，由于其w e b 服务的处理结果可能已经被其他 事务所使用，所以不仅应对其w e b 服务本身进行补偿，还应对所有直接和间接依赖于该w e b 服务的其他事务也进行补偿。而这将是非常困难的，级联回滚也会造成系统性能的降低。同时， 针对w e b 服务松弛a c i d 属性的特点，业界对并发控制机制的研究也是多种多样，不同的业务 逻辑都要采用不同的并发控制机制。 1 4 论文的主要工作 本论文研究工作的开展，得到以下项目的支持： 国家“8 6 3 ”高技术研究发展计划：地球观测与导航技术领域重大项目“新一代国家空中 交通管理系统”的重点课题：基于服务架构的民航公众信息服务平台( 2 0 0 6 a a l 2 a 1 0 6 ) 。课题 研究主要包括三部分：航班延误预警与波及分析、基于服务架构的航班信息便捷服务系统、民 航数据交换标准。 作者参加了该平台中基于服务架构的航班信息便捷服务系统的设计与实现，本文的研究内 容主要有以下方面： 1 提出w e b 服务环境下支持功能候选的事务模型 支持功能候选的事务模型允许事务选择多条路径执行，而不是在w e b 服务事务执行失败时 立即进行补偿操作。 4 南京航空航天大学硕士学位论文 2 提出基于冲突域的w e b 服务事务并发控制机制 事务并发控制机制以w s - t x 协议簇为基础，重点改进了w s - - c 和w s b a 规范。提出了 w e b 服务下冲突域的概念，基于冲突域解决了w e b 服务长事务的并发控制问题。 3 提出基于w e b 服务的事务处理协调框架 事务处理协调框架采用了支持功能候选的事务模型，以及基于冲突域的事务并发控制机制， 应用于民航公众信息服务平台。 1 5 论文的组织 本文主要研究了w e b 服务中事务的处理机制，特别是长事务的处理机制，以及在该机制在 民航领域的应用。本文的主要章节安排如下： 第一章绪论。主要阐述了课题的选题依据及意义，国内外现状和本文的主要研究内容。 第二章事务概念的论述部分。阐述了事务的基本属性，在分布式环境下和w e b 服务环境 下的事务模型。 第三章w e b 服务的概念及其实现技术。分析了主要的w e b 服务的特点，及其主要的事务 处理协议。 第四章事务处理协调框架。该部分针对民航领域的特点，提出了支持功能候选的事务模型， 以及事务的补偿机制。 第五章事务处理协调框架中事务并发控制机制的实现部分。该控制机制在改进w s b a 的 基础上，提出w e b 服务环境下冲突域的概念，论述基于冲突域的并发控制及冲突检测机制。 第六章事务并发处理框架在民航领域的应用及系统实现。 第七章工作总结及展望。本章总结了本文完成的工作，并讨论了本文可以进一步研究的方 向。 5 民航公众信息服务平台中事务处理的研究与实现 第二章事务的概念 事务处理是提供可靠应用程序的关键技术。本章在阐述了事务基本概念后，讨论了满足分 布式环境要求的扩展事务模型的特点。探讨的扩展事务模型中，有些已经应用于w e b 服务环境 下的事务处理。 2 1事务的基本概念及其a c i d 属性 事务处理技术是保证信息可靠性和一致性的重要技术。事务的概念【 1 最早来源于数据库管 理系统，用来保证应用程序对数据库访问的一致性和可靠性。在早期应用中，商用d b m s 。 ( d a t a b a s em a n a g e m e n ts y s t e m ) 系统内部集成的事务管理器提供应用所需的事务处理功能。随 着网络技术的发展以及应用需求的变化，以往集中式应用演化发展为网络分布应用，数据和处 。 理分布在不同的计算机上。此时事务管理功能由专门的中间件( 例如事务监控器) 提供，事务 处理技术也发展为分布式事务处理【1 8 】。 事务是恢复和并发控制的基本单位。传统的事务处理模型需要满足原子性、一致性、隔离 性、持久性，也就是众所周知的a c i d ( a t o m i c i t yc o n s i s t e n c yi s o l a t i o nd u r a b i l i t y ) 特性。这些 特性可以用来验证事务的正确性【1 9 】。 1 原子性。事务的所有参加者要么都提交，要么都撤销。 2 一致性。事务不会破坏系统的恒定，事务执行的结果必须使系统从一个一致性状态变 化到另一个一致性状态：事务的隔离执行必须保证数据库的一致性。事务开始前，数据库处于 一致性的状态；事务结束后，数据库必须仍处于一致性状态。数据库的一致性状态由用户来负 责，由并发控制机制实现，如银行转账，转账前后两个账户金额之和应保持不变。 3 独立性。并发执行的各个事务间不会相互干扰：系统必须保证事务不受其它并发执行 事务的影响。对任何一对事务t l 、t 2 ，在t i 看来，t 2 要么在t l 开始之前已经结束，要么在t l c 完成之后再开始执行。隔离性通过并发控制机制实现。 4 持久性。事务一旦提交，它对系统的改变就是永久的，其他任何操作或故障都不会对 其产生影响。系统发生故障不能改变事务的持久性。持久性通过恢复机制实现。 2 2 事务的并发机制 事务可以一个一个地串行执行，即每个时刻