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山东大学硕士学位论文 一种智能流程异常处理机制研究 硕士研究生：杨法强 指导教师：王海洋教授 摘要 随着计算机技术尤其是网络技术的发展，业务流程管理系统所面对的用户不 再是某个企业或企业联盟，而是数目众多、层次不一的普通用户。这些普通用户 常常提出个性化的要求，需要个性化的业务流程服务，这就要求业务流程管理系 统能够根据这些用户的需求进行流程定制。另外，业务流程的执行也不再局限在 某个企业或者企业联盟内部，而是面向整个i n t e m e t 环境。在当前的i n t e m e t 环境 下，w e b 应用数量大大增多，由于各种企业应用级技术的出现，开发w e b 应用的 成本大大降低，有越来越多的企业开始开发并部署自己的w e b 应用，w e b 应用的 数量呈现爆炸式增长，而且互相竞争越来越激烈，这时需要一种完全不同的策略 为每个任务选择一个合适的w 曲应用。 针对业务流程管理出现的这些新特点，迫切需要一种更加灵活、更加智能、 更加敏捷的新型流程应用模式，于是智能流程( s m a r t f l o w ) 应用模式应运而生。 在智能流程应用模式中，流程不再由专家或用户事先定制，而是根据用户需求自 动生成；流程的完成者不再是指定的应用提供商，而是根据用户需求动态组合生 成；一个流程不再为众多用户服务，而是服务于指定的用户，从而体现了个性化； 一个流程模型中不再有多个流程实例同时运行，而是有少量甚至只有一个流程实 例；流程模型不再长久有效，执行完毕后就被抛弃；流程模型不再是面面俱到的 复杂模型，而是相对更加简洁的简单模型。 在智能流程模式下的异常处理机制，具有如下特点；智能流程模式的执行 环境是整个i n t e r n e t ，而不再是仅仅局限在某个企业或者企业联盟内部，这样的 执行环境具有异构、分布和动态演化的特点；在环境变化的情况下，如何动态组 合服务满足用户的需求是一个重要的问题，动态服务组合是在执行时动态查找和 山东大学硕士学位论文 匹配服务，通过将不同功能的w e b 服务组合在一起共同满足用户的需求；为了完 成某一过程而涉及的服务可能是处于不断变化中的，不断有新的服务加入，同时 也有一些服务退出，而且服务的形式也是不断变化的：用户的需求也可能发生变 化，因此，在智能流程的执行过程中，需要一种能够提供动态调整地异常处理机 制；为了适应以服务为中心的网格环境下动态、多变的特点，要求智能流程模型 的异常处理机制具有高度的灵活性和可靠性。本文针对智能流程模式下异常处理 的特点，并在该领域相关研究的基础上，提出了一种能够对流程进行修改的、动 态的、灵活的智能流程异常处理机制，该异常处理机制与其它处理机制相比，具 有如下优点： 1 动态流程方案选择 当由于选择的流程方案不能正常执行时，将从流程方案库中，对流程进行重 新选择，动态的完成了对流程的重组，从而更好的满足了用户的需求，真正让用 户感受到了“无流程”的方便。 2 对异常进行分层次处理 在本异常处理机制中，分基本单元、服务功能单元和流程三个层次来对异常 进行处理，尽可能的将异常在最小的范围内解决，减少异常情况带来的不利影响。 当由于所选择的流程方案不能正常执行时，将首先考虑在最靠近异常的最小的范 围内，进行流程方案的重新选择：如果仍然不能解决，才考虑将异常抛给上一层 次。 3 采用元流程对流程进行动态控制 在本异常处理机制中，采用元流程来对流程进行动态的、灵活的操作和控制。 元流程是用来操作、控制和协调流程的，它是8 个基本元活动的序列；元流程的 执行过程就是对流程进行动态操作和控制的过程。通过，采用不同的元流程，就 可以使用不同的流程选择、操作和控制策略来对流程进行管理。 为了在实际应用中验证该异常处理机制的优点，发现其中的问题，本研究以 旅游领域作为背景，将该智能流程异常处理机制应用于虚拟旅行社平台 ( i n t e l l i g e n tp l a t f o r mo fv i r t u a lt r a v e la g e n c y ，简称i p v i t a ) 中。 关键词：智能流程异常处理机制元流程 n 山东大学硕士学位论文 r e s e a r c ho n a ne x c e p t i o rh a n d ii n gm e c h a n i s mo ft h e s m a r t - f l o w p o s t g r a d u a t e = t u r t o r = p r o f f a q i a n gy a n g h a i y a n gw a n g a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to fc o m p u t e rt e c h n o l o g y ，e s p e c i a l l yn e t w o r k t e c h n o l o g y ，t h eu s e ro ft h eb u s i n e s sp r o c e s sm a n a g e m e n ts y s t e mi sn o ta n e n t e r p r i s eo ras y n d i c a t e ，b u tt h en u m e r o u sd i v e r s eo r d i n a r yu s e r s ，w h o u s u a l l yw a n tt oh a v es o m ec u s t o mr e q u i r e m e n t s ，w h i c hn e e dc u s t o mb u s i n e s s p r o c e s ss e r v i c e ，s ot h eb u s i n e s sp r o c e s sm a n a g e m e n ts y s t e mm u s tb ea b l e t oc u s t o mp r o c e s s e sa c c o r d i n gt ot h eu s e r s r e q u i r e m e n t s m o r e o v e r ，t h e e x e c u t i o ne n v i r o n m e n to ft h eb u s i n e s sp r o c e s sm a n a g e m e n ts y s t e mi sn o t l i m i t e dt oa ne n t e r p r i s eo ras y n d i c a t e ，b u tt h ei n t e r n e t i nt h ei n t e r n e t ， t h en u m b e ro fw e bs e r v i c eb e c o m e sv e r yl a r g e f u r t h e r m o r e ，b e c a u s es o m e e n t e r p r i s ea p p l i c a t i o no r i e n t e dt e c h n o l o g i e sa p p e a r ，t h e c o s to f d e v e l o p i n gt h e w e bs e r v i c e sb e c o m e sv e r yl o w , s oal o to fe n t e r p r i s e sb e g i n t od e v e l o pa n dd e p l o yt h e i ro w nw e bs e r v i c e s t h i sm a k e st h en u m b e ro f w e bs e r v i c e se x p l o d e i nt h i ss i t u a t i o n ，ac o m p l e t e l yd i f f e r e n tp o l i c y i sn e e d e d , w h i c hi st h a tt h eb u s i n e s sp r o c e s sm a n a g e m e n ts y s t e mc a ns e l e c t a na p p r o p r i a t ew e bs e r v i c ef o rat a s k b e c a u s eo ft h e s en e wt r a i t so fb u s i n e s sp r o c e s sm a n a g e m e n t ，am o r e f l e x i b l e ，m o r ei n t e l l i g e n t ，a n dm o r ea g i l eb u s i n e s sp r o c e s sa p p l i c a t i o n m o d ei sn e e d e d , s ot h e s m a r t - f l o wa p p l i c a t i o nm o d ea p p e a r s i nt h e s m a r t - f l o wa p p l i c a t i o nm o d e ，t h ep r o c e s si sn o tp r e d e f i n e db yt h ee x p e r t s o ru s e r s ，b u ti sa u t o m a t i c a l l yc r e a t e da c c o r d i n gt ot h eu s e r s r e q u i r e m e n t s ；t h ep r o c e s si sn o te x e c u t e db ys o m es p e c i f i e da p p l i c a t i o n p r o v i d e r s ，b u tb yt h o s et h a ta r ed y n a m i c a l l yc r e a t e da c c o r d i n gt ot h e m 山东大学硕士学位论文 u s e r s r e q u i r e m e n t ：ap r o c e s sd o e s n ts e r v eal o to fu s e r s ，b u ta s p e c i f i e du s e r ：o n l yo n ei n s t a n c eo fap r o c e s st e m p l a t ei sr u n n i n ga tt h e s 锄et i m e ，n o tal o to f ；ap r o c e s st e m p l a t ei sn o tv e r yc o m p l e x , b u tv e r y s i m p l e t h ee x c e p t i o nh a n d l i n gm e c h a n i s mo ft h es m a r t - f l o wm o d eh a st h e f o l l o w i n gt r a i t s ：f i r s t l y ，t h ee x e c u t i o ne n v i r o n m e n to ft h es m a r t - f l o w i sn o tl i m i t e dt oa ne n t e r p r i s eo ras y n d i c a t e ，b u ti n t e r n e t ，s oi ti s h e t e r o g e n e o u s ，d i s t r i b u t e da n dc h a n g i n g s e c o n d l y ，i n t h ec h a n g i n g e n v i r o n m e n t ，i t sv e r yi m p o r t a n th o wt od y n a m i c a l l yc o m b i n es o m e s e r v i c e st om e e tu s e r s r e q u i r e m e n t t h i r d l y ，i nt h ep r o c e s sf o ra s p e c i f i cp u r p o s e ，t h es e r v i c e si n v o l v e dm a yb ec h a n g i n g , t h a ti s ，s o m e n e ws e r v i c e s l o g g i n gi n , s 0 eo l ds e r v i c e s l o g g i n go f f , a n dt h ec h a n g e o fs o m es e r v i c e s f o r m sa sw e l l f o u r t h l y ，t h er e q u i r e m e n to fu s e r s m a yb ec h a n g i n g ，s oi no r d e rt oa s s u r et h ee x e c u t i o no fs m a r t - f l o w s u c c e s s f u l l y ，af l e x i b l e ，r e l i a b l ea n ds c a l a b l ee x c e p t i o nh a n d l i n g m e c h a n i s mi sn e e d e d f i n a l l y ，i no r d e rt oa d a p tt ot h ed y n a m i ca n dv a r i a b l e t r a i t so ft h en e t w o r kg r i de n v i r o n m e n t ，t h ee x c e p t i o nh a n d l i n gm e c h a n i s m m u s tb ev e r yf l e x i b l ea n dr e l i a b l e i nt h i sp a p e r ，af l e x i b l es m a r t - f l o we x c e p t i o nh a n d l i n gm e c h a n i s m w h i c hc a nd y n a m i c a l l ya n df l e x i b l ym o d i f yt h ep r o c e s si sp r o p o s e db a s e d o nr e s e a r c h i n gt h er e l a t e dt e c h n o l o g i e s c o m p a r i n gw i t ho t h e re x c e p t i o n h a n d l i n gm e c h a n i s m s ，t h el a r r u p i n gt r a i t s o ft h i sm e c h a n i s ma r ea s f l o w i n g ： 1d y n a m i c a l l ys e l e c t st h ep r o c e s ss o l u t i o n w h e nt h ep r o c e s ss o l u t i o ns e l e c t e dc a n tb ee x e c u t e ds u c c e s s f u l l y 。 an e wp r o c e s ss o l u t i o nw i l lb es e l e c t e df r o mt h ep r o c e s sr e p o s i t o r y t h i s c a nm e e tt h eu s e r r e q u i r e m e n tv e r yw e l l ，a n dl e tt h eu s e r sf e e lt h a t t h e r ei s n tap r o c e s s 2h a n d l i n gt h ee x c e p t i o n si ns e v e r a ll e v e l s 山东大学硕士学位论文 i nt h i se x c e p t i o nh a n d l i n gm e c h a n i s m ，t h ee x c e p t i o nw i l lb eh a n d l e d i nt h r e el e v e l s ，b a s i cu n i t ，s e r v i c ef u n c t i o nu n i ta n dp r o c e s s ，w h i c hc a n r e s o l v et h ee x c e p t i o ni nal o c a la r e a ，a n dr e d u c et h ee f f e c to fe x c e p t i o n w h e nt h ep r o c e s ss o l u t i o ns e l e c t e dc a n tb ee x e c u t e ds u c c e s s f u l l y ，a t f i r s t ，t h ee x c e p t i o nh a n d l i n gm e c h a n i s mt r i e si t sb e s tt or e s o l v et h e p r o b l e mi nt h el o w e s tl e v e l ，o n l yi fi tf a i l s ；t h ee x c e p t i o n w i l lb et h r o w n t ot h eu p p e rl e v e l 3a d o p tt h em e t a - f l o wt od y n a m i c a l l yc o n t r o lt h ep r o c e s s e s t h i se x c e p t i o nh a n d l i n gm e c h a n i s ma d o p t st h em e t a - f l o wt om a n i p u l a t e a n dc o n t r o lt h ep r o c e s sd y n a m i c a l l ya n df l e x i b l y t h em e t a - f l o wi su s e d t om a n i p u l a t e ，c o n t r o la n dc o o r d i n a t et h ep r o c e s s ，a n di sas e r i e so fe i g h t m e t a - a c t i v i t i e s ：i nt h ee x e c u t i o np r o c e s so fm e t a - f l o w ，t h ep r o c e s sa r e m a n i p u l a t e da n dc o n t r o l l e d b ya d o p t i n g d i f f e r e n tm e t a - f l o w ，t h e p r o c e s s e sw i l lb em a n a g e db yu s i n gd i f f e r e n ts e l e c t i n g ，m a n i p u l a t i n ga n d c o n t r o l l i n gp o l i c i e s i no r d e rt ov a l i d a t et h i se x c e p t i o nh a n d l i n gm e c h a n i s ma n df i n dt h e p r o b l e m s , t h er e s e a r c hi nt h i sp a p e ri sb a s e do nt h et r a v e lf i e l da n d a p p l i e st h i sm e c h a n i s mt oi p y i t a , t h ei n t e l l i g e n tp l a t f o r mo f v i r t u a l t r a v e la g e n c y k e y w o r d s ：m r t f l o w e x c e p t i o nh u n d li n gm e c h a n i s m ，n t m - f l o w v 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下， 独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本 论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。 对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方 式标明。本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名：叠! 墨猹1日期：兰! 曼! ：坐 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同 意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子 版，允许论文被查阅和借阅；本人授权山东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、 缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 论文作者虢船弛聊躲矩慨坐产 山东大学硕士学位论文 1 1 研究背景 第一章绪论 随着计算机技术尤其是网络技术的发展，工作流技术【1 4 ，5 6 1 需要走出相对封 闭的企业或企业联盟，逐渐延伸到人们的日常生活中，这使得传统的工作流管理 模式面i i 岛巨大的挑战。首先，工作流技术由面向企业用户渐渐转为面向更广泛的 普通用户。传统的工作流技术面向企业或企业联盟，用计算机技术控制其业务流 程的运行，借此减少运营成本，提高生产效率。与现代的企业管理模式相适应， 企业的业务流程相对比较成熟规范，需求比较明确，同时企业的业务流程也相对 稳定，企业不会也不可能过于频繁的调整业务流程，因此，事先由专家定制一个 适合企业需要的业务流程，这样的个工作模式是较为合理的。但是当工作流技 术直接面向普通用户的时候，情况就完全不同了：( 1 ) 普通用户的数日众多、层 次不一，常常提出个性化的要求，需要个性化的业务流程服务。在这种情况下， 流程为用户服务完毕后，就不再有存在的价值了，出现了一个业务流程定义只对 应一个实例的现象，这与传统工作流管理中的工作流定义往往对应众多运行中的 工作流实例的工作模式有较大的不同。面对众多不同用户、不同个性化需求，定 制统的业务流程显然已经无法满足众多的个性化要求，为每一个个性化要求单 独定制业务流程也是不现实的，因此，根据用户需求自动定制业务流程显得更加 合理。( 2 ) 由于用户不是流程方面的专家，普通用户提出的需求非常不规范，需 要自动机制对其进行规范和分析，才能提取出用户需求中的流程相关信息。这就 需要一种自动机制，规范用户的需求，分析他们的喜好，为其制定合适的业务流 程。( 3 ) 用户希望有一个更加友好的交互界面，用以提出对流程的需求。另外， 除了可以针对不同口味的用户，提供个性化的交互界面之外，用户还希望可以输 入一些不甚明确的需求。例如用户对一个旅游业务流程中的目的地要求，提出诸 如明媚的海滩、清澈的空气这样的条件来表明该任务必须能够满足的条件，而不 是明确地指明目的地是何处。其次，完成业务流程中的各个任务的主体，也发生 了改变。传统的工作流技术，由于多局限于一个企业内部或一个相对固定的企业 联盟范围内，任务主要由程序单元或者叫做企业应用完成。而随着业务活动的全 山东大学硕士学位论文 球化，完成任务的主体已经扩展到了w 曲应用哪! 。与传统的企业应用相比，w e b 应用具有很多不同的特点：( 1 ) 在原有的工作流技术中，各个任务对应的企业应 用相对固定。即使在企业联盟中，能够完成同一任务的企业应用数目也相对较少、 接口比较统一，可以使用相对简单的策略进行调度。而当前的i n m e t 环境下， w e b 应用数量大大增多。由于各种企业应用级技术的出现，开发w e b 应用的成本 大大降低，有越来越多的企业开始开发并部署自己的w e b i 直用，w e b 应用的数量 呈现爆炸式增长，而且互相竞争越来越激烈，这时需要一种完全不同的策略为每 个任务选择一个合适的w e b 应用。( 2 ) 虽然w e b 服务b o , l u 2 1 技术出现后，w e b 应 用已经有了技术层面的统一标准，但是由于各种原因，众多的w e b 应用提供商无 法形成统一的业务层面标准。即使是完成相同业务的w e b 应用，也会由于服务商 的不同而导致接口完全不同。新的工作流技术，需要能够自动处理这些不一致。 ( 3 ) 各种w e b 应用具有各种不同优点，彼此之间相互独立。而用户需要的业务 流程服务，希望各个任务对应的w e b 应用能够互相配合，其整体达到最优效果， 并不仅仅为每个任务选择最合适的应用。在这种情况下，调度策略更加复杂。 针对流程管理出现的这些新特点，迫切需要一种更加灵活、更加智能、更加 敏捷的新型流程应用模式，于是智能流程( s m a r t - f l o w ) 应用模式应运而生。在 智能流程应用模式中，流程不再由专家或用户事先定制，而是根据用户需求自动 生成；流程的完成者不再是指定的应用提供商，而是根据用户需求动态组合生成 1 3 ，1 t 1 5 ，1 6 1 7 】：一个流程不再为众多用户服务，而是服务于指定的用户，从而体现 了个性化；一个流程模型中不再有多个流程实例同时运行，而是有少量甚至只有 一个流程实例；流程模型不再长久有效，执行完毕后就被抛弃；流程模型不再是 面面俱到的复杂模型，而是相对更加简洁的简单模型。 智能流程模式下的异常处理机制相对于工作流模式下的异常处理机制，具有 如下特点； 智能流程模式的执行环境是整个i n t e r n e t ，而不再是仅仅局限在某个企 业或者企业联盟内部，这样的执行环境具有异构、分布和动态演化的特 点； 在环境变化的情况下，如何动态组合服务满足用户的需求是一个重要的 问题。动态服务组合是在执行时动态查找和匹配服务，通过将不同功能 2 山东大学硕士学位论文 的w e b 服务组合在一起共同满足用户的需求； 为了完成某一过程而涉及的服务可能是处于不断变化中的，不断有新的 服务加入，同时也有一些服务退出，而且服务的形式也是不断变化的； 用户的需求也可能发生变化，所以，在智能流程的执行过程中，需要一 种能够提供动态调整的异常处理机制，提高智能流程模型对上述变化的 适应能力； 为了适应以服务为中心的网格环境下动态、多变的特点，要求智能流程 模型的异常处理机制具有高度的灵活性和可靠性。 1 2 相关研究 由于智能流程是一个相对较新的研究领域，对该模式下的异常处理机制的研 究也是非常少的，但是，在工作流领域，人们己经针对工作流模型的可靠性和异 常处理开展了很多研究，下面将介绍一下工作流流域中异常处理的相关研究情 况。 1 2 1 失败补偿法 这种方法的基本思想就是每一个任务有一个相应的补偿任务对应，这个补偿 任务在语义上就是对己执行的任务产生的影响进行消除( u n d o ) ，当一个任务执行 失败时，就启动执行补偿任务( 通常是前面任务的逆执行) ，直到在过程中找到一 个分支点，使整个过程能继续向前执行下去。 i b m 的e x o t i c a t 程中的工作流失败处理措施采取了此种思想，通过为每个任 务适当的插入“补偿”路径，可以做到当出现活动执行失败时有条件的执行补偿 任务嘲。 j e d e r 和w l i e b h a r t 在提出的活动模型w a m 0 中，为每个任务定义了事务特 性( t r a n s a c t i o n a lp r o p e r t i e s ) ，一个活动执行失败时，可以根据模型中的定义 来进行补偿操作，或不去补偿而直接夭折这个活动“”。这种处理方式也属于失败 补偿法。 山东大学硕士学位论文 1 2 2e c a 规则法 e c a 嘶“。1 ( e v e n t - c o n d i t i o n - a c t i o n ) 规则法是一种解决工作流异常的模 型，e v e n t ( 事件) 描述了一个潜在的可能发生的异常情况，c o n d i t i o n ( 条件) 用 于验证发生的事件是否满足一定的条件，a c t i o n ( 动作) 是对异常事件的反应动 作。 e c a 规则要求对每一具体的异常类别建立相应的规则( 也称为触发器) ，根据 发生的异常事件满足一定的条件去调用相应的动作( 活动，子过程，人工干预等) 。 w i d e 工程中使用了e c a 方法，工程在异常的处理上定义了一种语言称为 c h i m e r a - e x c ，对异常按照f c a s a t i 提出的分类方法，即根据导致异常出现的 时间来分类对待。通过c h i m e r a - e x ee x c e p t i o n 语言对每个任务定义了异常出现 的触发器、事件、条件和动作。通过数据库将己知的各种模式所对应的触发器保 存，并提供工具可以检索、修改和增加。 o p e r a 也采用的是e c a 方法，这里，异常被表示成一个四元组 。 n 是异常的名字，o 代表允许的控制流选项( a b o r t 或r e s u m e ) ，i 是输入的一个数 据结构，用于向处理程序传递异常发生时的上下文，r 是输出的数据结构，用于 表示返回给异常发生源的数据。异常处理是通过异常句柄( e x c e p t i o nh a n d l e r ) 来处理的，如果没有为某个异常定义句柄，系统提供一个默认句柄( d e f a u l t h a n d l e r ) 来处理，默认句柄采取的是中止执行的处理方式咖。 1 2 3 基千知识库法 札k l e i n 和c d e l l a r o c a s 提出基于知识库( k n o w l e d g e - b a s e d ) 的方法。为 了建立异常知识库，需要对异常进行分类，定义其特征。每个异常有一个“异常 探测”处理模板，来捕获异常，然后通过自顶向下的启发式搜索找到异常的原因， 再采用相应的过程去处理。这整个处理过程被分成三部分，分别称为异常处理做 准备( p r e p a r i n gf o re x c e p t i o n s ) 、诊断异常( d i a g n o s i n ge x c e p t i o n s ) 和解决 异常( r e s o l v i n ge x c e p t i o n s ) 。 4 山东大学硕士学位论文 1 2 4 元模型法( 1 i e t a - m o d e l i n g ) a d o m e 系统中利用元模型法( 、i e t a m o d e l i n g ) 。”试图系统性的解决工作流的 异常问题，元模型将活动的解释执行器作为一个p s a ( p r o b l e ms a v i n ga g e n t ) ， 将工作流管理系统分成了组织与资源模型、活动和执行模型、p s a 匹配查找模型 和异常处理模型。异常出现时采用e c a ( 称为m e t a - e c a ) 规则，找到相应的p s a 来处 理。p s a 可以增加，也可以对其能力进行改善。 1 2 5 基于事务法 朱锦泉提出了基于事务的工作流异常处理模型。基于事务处理的工作流异 常处理监测模型，将异常作为一个事务处理，以e c a 规则的形式建立异常事件库， 增加触发机制和向后恢复的方法，实现工作流的静态和动态修改，保证了系统数 据的一致性、正确性及稳定性。 1 2 6 各种异常处理方法比较与总结 失败补偿法是一种很好的异常恢复的方法，但它并没有解决异常如何分析和 监测的问题。e c a 规则法是一套完整的异常解决方案，包括异常的分析和监测和 处理，e c a 规则法适用范围最广，伸缩性也最强。在e c a 规则法基础之上又有知识 库法、元模型和事务法等。知识库法要求建立一套异常知识库，通过知识库能够 比较精确的定位异常，但实现的难度也较大。元模型是一种很好的分析异常的方 法。基于事务法实际上是把异常作为一个事务处理，从传统的d b m s 借鉴了事务的 思想。 1 3 研究内容 本文针对智能流程模式下异常处理的特点，并在该领域相关研究的基础上， 提出了一种动态、灵活的并对流程进行修改的智能流程异常处理机制，该异常处 理机制与其它处理机制相比，具有如下优点： 1 动态流程方案选择 当由于选择的流程方案不能正常执行时，将从流程方案库中，对流程进行重 山东大学硕士学位论文 新选择，动态的完成了对流程的重组，从而更好的满足了用户的需求，真正让用 户感受到了“无流程”的方便。 2 对异常进行分层次处理 在本异常处理机制中，分基本单元、服务功能单元和流程三个层次来对异常 进行处理，尽可能的将异常在最小的范围内解决，减少异常带来的不利影响。当 由于所选择的流程方案不能正常执行时，将首先考虑在最靠近异常的最小的范围 内，进行流程方案的重新选择；如果仍然不能锵决，才考虑将异常抛给上一层次。 3 采用元流程对流程进行动态控制 在本异常处理机制中，采用了元流程来对流程进行动态的、灵活的操作和控 制。元流程是用来操作、控制和协调流程的，它是8 个基本元活动的序列；元流 程的执行过程就是对流程进行动态操作和控制的过程。通过，采用不同的元流程 就可以使用不同的流程选择、操作和控制策略来对流程进行管理。 为了在实际应用中验证该异常处理模式的优点，发现其中的问题，本研究以 旅游领域作为背景，将该智能流程异常处理机制应用于虚拟旅行社平台 ( i n t e l l i g e n p l a t f o r mo fv i r t u a lt r a v e la g e n c y ，简称i p v i t a ) 1 9 1 中。 1 4 本文内容组织 本文的组织如下：第一章，介绍了本文的研究背景、相关研究和本文的研究 内容及创新；第二章，对本文研究所要用到的知识进行了简单介绍；第三章，介 绍了本文的试验环境，个旅游领域的服务集成平台口v j 协( t h ei n t e l l i g e n t p l a t f o r mo f v i r t u a lt r a v e la g e n c y ) ) 第四章，对本文提出的智能流程异常模型进 行了详细介绍；第五章，对本文提出的智能流程模型在酬i t a 环境中进行了设计 和实现；最后，对本文进行了总结，并对未来的工作进行了展望。 1 8 本章小结 在本章中，首先，对智能流程异常处理的研究背景进行了简单的介绍，接下 来，讨论了国内外的相关研究情况，在此基础上，提出了本文的研究内容，最后， 介绍了本文的内容组织结构。 6 山东大学硕士学位论文 第二章研究基础 w e b 服务是一种新的开发基于w e b 的应用模式，尽管其思想早就存在，如电子 数据交换技术( e d i ，e l e c t r o n i cd a t ai n t e r c h a n g e ) ，但其得到迅速发展却是 最近的事情。 2 1w e b 服务的定义 w e b 服务从出现到成为业界最热门主题的短短几年内，虽然发展迅速，然而， 对于这样一个看似简单却又是最基本的问题，答案却是多种多样的。这很大程度 上是因为w e b 服务本身及其相关技术还都处于研究阶段，没有完全成熟。 简单地说，w e b 服务是一个分布式计算模型，然而这更像是对w e b 服务的性质 的描述而不是一个明确的定义。其他w e b 服务的定义还有： 是通过标准i n t e r n e t 协议访问的可编程应用逻辑； 是通过开放标准与其他应用动态交互的应用： 是基于如h t t p ，s m t p 之类的网络协议，松散耦合、可以被其它软件组件以标 准) 眦格式在i n t e r n e t 上编程调用的软件组件等等。 枝术研究机构g a r t n e r 的观点是：w e b 服务是一些用以实现分布式计算的软件 组件，采用一项或多项以下技术：s o a p ，w s d l 和u d d i 。这个定义更多从实现角度 来考虑w e b 服务的定义，认为这三种基本的技术组成了w e b 服务。 w e b s e r v i c e s o r g 公司的定义是：封装完好，松散耦合，通过标准协议提供 高度集成的功能的软件。稍有不同的是i b m 对w e b 服务的定义：w e b 服务是描述一 些操作( 采用标准化的) 吡消息传递机制，可以通过网络访问这些操作) 的接口。 除了采用标准化的x m l 消息传递机制外，在此定义中没有再对其他属性进行规定。 此外。i b m 还将w e b 服务定义为一种接口嘲。 从总体上讲，w e b 服务是一种在i n t e r n e t 上使用的，基于标准) 叫消息传递系 统的软件。它具有如下特点；w 完好的封装性：对外部使用者而言，只能看到允许公共访问的功能描述； 松散耦合：w e b 服务的实现对调用者是完全透明的，在保持调用接口不变的 情况下，可以对具体实现进行任何改变； 7 山东大学硕士学位论文 使用标准消息传递协议：完全使用开放的标准协议舜j w e b 服务进行描述、传 输和交换，如h t t p ，戤s o a p ，w s d l , u d d i 等，以便由任意方进行实现： 高度可集成能力：由于采用开放的网络协议，屏蔽了不同软件平台的差异， 大大提高了互操作性。 通常而言，每个软件都由界面和实现组成。w e b 服务作为一种软件，我们也 应从这两方面对其进行定义。根据以上各种定义，结厶w e b 服务的特点，我们可 以将w e b 服务定义为：一种部署在w e b 上的软件，接口描述包括了有关行为、绑定、 输入输出参数的信息，可公开访问；封装完好；松散耦合；采用标准消息传递 协议；独立于系统平台和编写服务所用的编程语言。b 1 1 可以说这个定义就是一系列w e b 服务所应具有的就目前研究而言最基本的属 性，接下来将对这个定义中的重要部分进行说明，如在界面描述中怎样对软件行 为的进行描述使之成为计算机可访问的。 2 2w e b 服务体系结构 体系结构是对系统或软件的构造方式的描述，那么，w e b 服务应该能够通过 所采用的体系结构体现出它应有的特性。反之，通过分析w e b 服务的特性就能理 解w e b 服务所采用的架构。 w e b 服务体系结构是面向对象分析与设计( o o a d ) 的一种合理发展，同时也是 电子商务解决方案中，面向体系结构、设计、实现与部署而采用的组件化的合理 发展。和面向对象系统一样，封装、消息传递、动态绑定、服务描述和查询是w e b s e r v i c e s 中的基本概念。而w e b 服务另外一个基本概念就是：一切都是服务，这 些服务发布一个a p i 供网络中的其他服务使用，具体实现细节都被封装。 w e b 服务采用s o a ( 面向服务的架构，s e r v i c e - o r i e n t e da r c h i t e c t u r e ) 架构， 涉及到三个参与者：服务提供者( s e r v i c ep r o v i d e r ) ，服务请求者( s e r v i c e r e q u e s t e r ) 和服务代理( s e r v i c eb r o k e r ) 。w e b 服务体系结构正是基于这三种角 色之间的交互：服务提供者定义w e b 服务的服务描述并在服务代理处发布；服务 请求者通过查找操作从服务代理检索服务描述，然后使用服务描述与服务提供者 进行绑定并调用w e b 服务实现或同它交互。图2 - 1 表示了这些操作，提供这些操作 的组件及它们之间的交互 8 山东大学硕士学位论文 总结起来，w e b 服务有三个基本操作：发布( p u b l i s h ) 、查找( d i s c o v e r ) 和 绑定( b i n d ) 。对于利用w e b 服务的应用程序，必定会涉及到这三个基本操作。这 些操作具体如下： 发布：为了使服务可访问，需要发布服务描述以使服务请求者可以查找 它。发布服务描述的位置可以根据应用程序的要求而变化； 查找：在查找操作中，服务请求者直接检索服务描述或在服务注册中心 中查询所要求的服务类型。对于服务请求者，可能会在两个不同的生命 周期阶段中牵涉到查找操作；在设计时为了程序开发而检索服务的接口 描述，而在运行时为了调用而检索服务的绑定和位置描述； 绑定：最后需要调用服务。在绑定操作中，服务请求者使用服务描述中的 绑定细节来定位、联系和调用服务，从而在运行时调用或启动与服务的 交互。 图2 1w e b 服务体系结构( s o a ) 服务提供者，从企业的角度看，是服务的所有者。从体系结构的角度看，它 提供了一个访问服务的平台。 服务请求者是从企业的角度看，这是要求满足特定功能的企业。从体系结构 角度看，它是任何一个查找，绑定并调用某项服务的应用程序，当然它本身也可 以是一个w e b 服务。 服务代理相当于一本黄页号码薄：服务提供者可以通过在此注册来发布服务 描述；服务请求者则可以在已注册的服务中进行查找，可以是通过浏览器人工浏 览( h u m a n - t o - m a c h i n ei n t e r a c t i o n ) ，也可以是机器查找(