Web服务长运行事务补偿机制的研究.doc

Web服务长运行事务补偿机制的研究 .。 : .务订单例子进一步论证了扩展补偿语义的可行性。扩展了标签转移关系和结构同余关系,提出了无等待更新补偿谓词完善了长运行事务的补偿操作语义,使得业务事务可以顺利运行,为它能广泛投入商业应用奠定了基础。研究了机制与的映射关系。其中给出子集的一个抽象语法结构,定义了一个映射转化函数:通过映射转化函数实现了与之间的对应关系,为提供了个正规化的语义,有力地论证了的表达能力,关键词:服务:长运行事务:补偿机制:操作语义映射?.,、彘 . 南他 ,: .,.?. . ?. :? . . ,目录摘要目录绪论研究背景研究自容】本文结构服务及事务简介服务概念及特点】服务概念】服务特点服务体系结构.服务坦心技术.服务数据表示.服务描述语言.服务通信机制】.服务查询和获取事务简介传统事务特点.事务特点.事务比较】.小结】事务补偿机制概述】事务补偿机制】进程演算补偿】结构化括动补偿.语言简介呲徘腓 酷鼾萋训;悄 如引”长事务补偿扩展机制】背景 .事务补偿 .扩展算子.方法概述. 例子 . .操作语义 .标签转移 . 结构同余 . 谓词?.小结 补偿业务事务应用概述 .参数化机制 .映射. 抽象语法 .域结构建模 小结 总结与展望 工作总结 .工作展望参考文献攻读学位期间取得的研究成果。独 陛。刨 申 明致浙学浙江位江 谢师论量 范文范 一大使大 学用学学授学 位权位一论声论 文叫文 诚 信承诺 。书 弭绪论研究背景随着网络技术的飞速发展,人们迫切需要实现松散耦合的、语言独立的、跨平台的异构应用集成与交互机制。服务【作为一种快速发展的新兴技术.它支持网络上可互操作的机器间的变互,服务事务常常涉及多个服务的协调与交互,需要及时解决运行时随时可能出现的各种故障或者异常,这类过程必须保证多个服务运行结果的可靠性和一致性。这使得它不同于传统的事务,在执行过程中无法锁定资源.且简单的同滚机制无法撤销已完成动作的影响幽此.服务处理环境需要事务处理技术的支持。事务是容忍系统故障、提高系统可靠性的有效手段。事务可以隐藏复杂的协调过程、异常处理和恢复细节,减轻编程人员的负担.不必关心复杂的底崖活动,因而事务技术在分布式环境中得到了深入研究和广泛应用。在分布式环境中.为了得到可靠的运行结果.服务需要相互协作并保持其一致性。同时,服务事务适合开放式的网络和松耦台的环境,它是一种拥有独立自描述的、模块化特征的应用.具有良好的通信能力,是当今学界和、眦界研究的焦点.在网络的时延性、系统的可靠性和一致性方面面临新的挑战。因此.研究该问题其有重要的科学意义和应用价值.服务是基 的通信方式.以服务描述语言】、简单对象访问规范.和统一描述、发现与集成协议 】等技术为核心,采用琊蔽具体的底层消息的传输协议、端点的消息处理,以及异构平台的操作系统和编程语言,支持分布式环境中动态、开放的互操作模式,能很好地支持跨平台的应咐,其中,主要州于描述服务构架技术的细节,使其应用程序能以标准化的形式来描述自己拥有的功能。易于互动。是指一种可以为服务提供构架技术的通讯协定.目的是应用程序被此能够相互沟通,而无需知道相互之间的操作平台及其运干亍细节。作为一种简洁的、独立于平台的通信标准.可叭简洁地表示表格式数据和结构化数据,适台交换数据和共卓数据:,台无关性是指它独立于其他的操作系统和编程语言,保证了结构化数据的高度一致性,则能在分布式环境下正确创建服务注册与服务发现的标准规范.其目的是绪论建立平台之间相互独立,并且可以应用于全球化的服务。凼此,服务是基于标准技术卜”坤自造分布式计算平台的基础,具有广阔的发展前景。服务对互操作的一致性和可靠性有着严格的要求【”。它的标准技术在复杂的异构环境为实现可靠的消息传递和办同操作提供了强有力的保障,但是对其安全性依然没有合理的操控,无法佩证服务事务运行的鲁棒性。而事务是可以提高系统可靠性的一种有效的手段 ,其中事务处理技术?”成为长运行业务事务能否顺利执行的关键,决定了服务前的应用前景。这种情况下,强有力的理论摹础和应用支持变得越来越重要。由于服务事务涉及多个服务的协调与交互.以及服务间的通信.且需要处理长事务运行过程中随时可能出现的故障或者异常:这使得服务事务和传统的事务有着严格的区别,需要运行丁松耦台环境中.且它的参与方可能属于不同的部,事务的长运行时间和跨平台等特征,使它无法锁定所拥有的资源:这种情况下,传统的回滚方法无法撤销已执行动作所产生的影响,这就需要我们采用特定的事务处理流程一补偿,处理故障问题。大量文献分别从不同角度研究了事务补偿处理技术,包括基于进程演算的补偿机制和基于机制。第。次提出了补偿的概念,引发了广泛的关注,文献四在.进程演算框架里研究了长运行事务补偿技术,构造了一个事务模型。把会话演算二封装结构化补偿程序中,研究了结构化补偿事务。而则给我们展示了基于.演算的动态补偿语义四,通过类型系统:确保了事务可以被唯一识别.保证调用止确的补偿任务。目前,虽然有大量的的研究.但并没有给出一个正趣化的事务机制模型。战在一演算】的基础上.描述了补偿时间特征的加演算【】,通过语义定义和证明研究了补偿的理论和实践。在文献基础,钟老师给出长运行事务的动态补偿模型及语义”.进一步展示了和演算的叫间模型,演算一演算是提出的以进程间的移动通信为研究重点的并发模型”,它是在】内容演变而来。语言”?是和提的结构化活动补偿的业务进程模型语言.它允许一般的并发行为和顺序行为,重电是它支持故障处理和异常处理。文得到灵舌有效的操作语义以及特殊的补偿处理算子。补偿成功与否决定若长运行事务能否顺利执行.因此文】瑚过扩展了业务事务的补偿概念?选择绪论性补偿和交替性补偿:使得长运行业务事务模化和补偿机制更加灵活有效。尽管服务事务处理一直是业界研究的热点,但至今对此仍然没有形成统有效的理论,故服务事务处理的相关技术研究越来越重要。研究内容业务事务需要处理执行过程中随时出现的故障或者异常,才能保证事务顺利运行。由于其目身执行时间长、事务涉及的活动可靠性不高,且可能属于不同的组织,故无法采用锁定资源策略.也即利用传统的回滚机制无法撤销已完成动作产生的影响。这种情况下,外部事务需要采取一些特殊操作来中断事务,因此,我们着重研究事务补偿处理以及业务事务的应用。本文给出扩展的结构化活动补偿机制,提出补偿业务事务的映射关系。主要内窖及贡献如下:?服务关键技术:通过仔细分析与研究、以及服务事务.对服务的整体技术架构有了更加全面而彻底的理解。?长运行事务补偿机制:认真剖析了服务事务特点和事务处理相关研究,研究了现有的基于进程演算的事务补偿处理和结构化活动的事务补偿机制,并且详细眨示了语法及基本的操作语义。?扩展的补偿语义:基于已有的事务补偿机制,针对业务事务执行过程中产生的补偿和终止的问题,提出了冲】结构化活动补偿处理技术。其一包括强制补偿算子.动态更新补偿算子以及隔离域等.它们有效的解决了上述问题。通过经典的、务订单例子进一步论证了扩展补偿语义的可行性.?补偿事务机制的映射:主要研究了长运行事务补偿机制在足一门包括了补偿结构可用于规范业务事务的工业性标准化语占中的应用。系统地介绍了的作用域.给出子集的个抽象语往结构;同时定义了 个映射转化函数一;通过映射转化函数实现了与之间的映射转化关系。从而论证了的表达力,提供了个正规化的语义.绪隆本文结构本文内容共分为六章。除本章以外,其余各章的内容组织如下:第二章介绍了服务的概念及其特点,分析了它的体系结构。阐述了以的数据交换结构为基础,以,等为核心技术的服务,使得我们更加简洁明了地了解服务。最后我们介绍了传统事务的特点和服务事务的特点,比较我们发现业务事务所具有的独特特点,为下文的长运行事务研究奠定坚实的理论基础。第三章深入研究了结构化活动补偿语言.详细展示了语言及其变种语言的语法。从两个角度研究分析了服务长事务的补偿处理;第一是基于进程演掉的补偿机制的研究,包括加演算的研究和会话演算的研究:第二是基于结构化活动补偿语言的补偿机制的研究。第四章针对长运行事务的巫待解决的问题,提出了改进的补偿算子及其操作语义出保证事务成功执行。其中包括标签转移关系、结构同余关系和谓词等:用经典货物订单例子来证明扩展补偿语义的可行性,优化了结构化补偿处理机制。第五章研究了业务进程执行语言在补偿事务机制中的应用。系统地介绍了的作用域,研究了如何参数化机制,同时给出了的个抽象的语法结构。映射转化函数的定义实现了与之间的一个映射转换关系。第章论文的主要研究内容及进一步的工作展望服务及事务简介服务概念及特点随着网络技术的飞速发展,服务技术一跃成为目前业界的研究重点:它是一种能应用于分布式计算的新模型,定义了异构系统彼此实现通信的一种规范化万法.使其服务可以成功跨越运行平台和语言而完成互揉作性。服务重点要处理的是如何让计算机系统来使用应用所提供的服务。服务咀作为数据交换的准则,运用、等协议准则来表述、发布、搜寻及调用服务,这样使得不同的分布式集成架构彼此可以完成良好的交互.对企业的运用集成有着无与伦比的优势。目前,许多服务准则的细化机构对其并没有达成一致而有效的的理解意见.也没有形成可被广泛应用的统一的“服务”的定义,但从各个厂商给出的概念,我们发现许多服务共性的东西:因而本文给出准确而深八的服务概念的理解,包括它的共性和独特性,我们引八一十较为完整的概念。服务概念定义四服务是一个有着松教耦台的弛立平台特征.其有可编程的自包含服务应用程序,可以运用开放的准则表述、发布、搜寻、协调和配置这些应用的程序,用于开发分布式互操作的运用程序。我们将对上述定义给出如下详细解析四:服务是具有松散耦合性之的软件模块:它之所咀与以前存在的分布式计算结构不同.重点是因为其协议、接口和注册服务可以使用松散耦台特征来协调处理。为此服务接口的表述必须独立于其他硬件平台或者软件平台、操作系统,及编程语言等。因此.服务可以在多样化的系统上完成.寸毗统一通用的形式进行通信,中市的接口定义将小会收到太大的影响,从而可实现服务的松耦台特性。服务及事务简介服务拥有独立语义封装功能:它是一种自涵的可以实现单独任务的模块。展示了本身独有的接口特征.例如参数数据类型及其访问准则等.为此.其他软件能确定它可以实现怎样的性能.以及如何调用这些性能和可能回复的结果。这种情况.服务是一种契约化的软件模块.模块公开提供了接的可行性捕述;潜在的客户可咀绑定到这些接口,并通过它们成功访问服务。对于竞争相同资源的管理应用,服务提供单的实体,同时允许每个工作负载作为单独的工作而实现单元管理.编程式访池服务:提供了编程式的访问形式,能嵌入到远程运用中。因此,可以随时查询和更新消息已提高其准确度、运作效率和响应速率这些特点将给它带来巨大的刚富。与主要的面向人的网站不同.服务是在代码上实现操作:其余的软件应用程序殷模块则能调用服务,并实现被此的数据交换。动态发现并增加服务:它独有的接口机制可配备多个服务,这样能解决客户详细的问题、宴现某个指定的功能或者给出一个口行的问题解决方案。服务特点服务是安排在上的一种对象.因此拥有其所有的技术优点。此外.服务以作为标准的数据变换准测、开放的标准规范,通过、等准则来完成对应性能的服务.所以比其他任何的对蒙技术育更好的开放特点【。它具备以旧个特征:松散藕台性:如果服务的调用界面保持不变,那么它实现变更对调用者来说是彻底公开的。其中.服务通过标准的消息交换协议保证自身的这种特性。良好封犍性:从使用者的需求考虑.服务是布置在上的 组件或者一组对象,故拥有对象的良好封装特性。标准协议枷范:服务的全部公共准则需要运用彻底开放的规范来描述、传送及交换服务。通常情况,服务的大部分规范标准,将 服务及事务简介最后将由“或者悱为规范模板的发布方和维护方。高度可集成能力:因为服务采取简洁明了的、而且容易被使用者立交的规范准则.用于组件界面的描述和协同准则的表达.很好的屏蔽了其他软件平台独有的特点.拥有环境最高的集成性能。服务体系结构服务体系结构共有三种主要角色:服务提供者,服务请求者以及服务注册组织:也称为面向服务的体系架构,此结构的三个重要的角色通过发布服务、查找服务、绑定服务和调用服务以完成睢务彼此之间的通信,这些角色和操作一起作用于服务构件、软件模块及服务描述。如下,图展示了服务角色及其操作之间的彼此交互关系,图 服务的体结构?体系结构的角色服务提供者:提供服务的软件代理,担任公布自身的服务,并回应使用其服务的请求,服务注册机构驻留在服务发现组磬【中,可蚍帮助服务公布信息。这包括了对业务、服务以及技术信息的描述.依据发现 务及事务简升机构所规定的标准格式将信息添加到服务注册机构。服务请求者:利用服务注册机构查找并实现所需服务的应用。服务请求者将从注册机构搜寻以找到适合的服务,这实际上意味着发现机构提供了注册机构中发现服务的描述,也意味着可以使用信息将客户端与服务绑定。服务请求者分为两类:一是摄终用户驱动的浏览器,一是另一个服务,我们把此服务作为无用户接口的应用程序的一部分服务注册机构:是服务体系结构一及其关键的一员。服务注册机构可以提供搜索目录,可在该目录中发布和查询服务描述。服务请求者可在此注册机构发布和发现服务描述,并从中获取己绑定的服务信息。其中请求者用这些信息即可联系服务提供者或者绑定服务提供者,从而利用所有适合的服务。?体系结构的操作发布:服务提供者可在服务注册机构发布自己的功能及其访问入口。查找:服务请求者可在服务注册机构搜索适合自身的服务。绑定:服务请求者是服务提供者享有其所提供服务性能的重要保障。该罔展示了服务架构体系中角色及其操作的相互关系。首先.服务提供者将自身的服务注册到服务发现代理机构:然后,服务客广端使用服务发现服务提代理机构注册中心查询并搜索适台自身的信息:同时,它可以调供着分享的服务。服务核心技术服务核心技术包括可扩展标记语言、简单对象访问协议、服务描述是一种数据交控准则,语言以厦通用的发现集成规范等标准准则。其一可以使服务请求者和提供者相互通信的接口更加标准化;可以准确表达服务的功能接口、消息类型及调用方式:可以为服务注册中心的服务公布和服务搜寻提供标准的语法力议。服务数据表示种可扩展性标记语言,用于描述和: 是眼务及事务简介发送网络上标记的电子格式文本。强调的是描述性标记.而不是规定性标记,这是它的一个关键特征。与其他类似的标记语言相比.具有如下独有的特点:自描述性:此特征既可使得计算机具有区别性.也可在无干涉情景下了解数据的本质涵义。可扩展生:用格式定义文档结构,这样使得其他系统消息积极主动地理解它的内窖。分屡结构:此特性保证了信息的层次性。比如商品可有其自身的品名、代码和适台的价格。丰富的链接定义:提供了一对多、多对一等不同形式的多样化链接。多样的样式表支持将数据的内容和其表现形式严格分开,这样我们只斟酌数据的逻辑结构.而.考虑其物理结构;也可以通过此表重新配置数据。是一种被广泛采用的简单独立的并且与平台无关的标记准则.作为同络上一种独特新颖的用于交换数据的标准技术,也是描述和交换服务信息的标准协议。它使用准确的标记来识别内容,容许用户定义任意复杂度的结构,具有优良的扩展性和描述性,符合交换数据和共享信息。的独立、台特性使其不依赖于任何一个平台.这样铸造了统一的结构化数据:成为分布式环境中数据信息的标准捕述准则,也是服务信息的规范性的揣述于段。处理文档的指令与实际文档中的描述性标记完全相反。由于其使用的描述性标记取代过程性标记,同个文档可以使许多不同的方式进行处理,井可以使用文档中的相关部分。此外,它能够编码复杂的业务信息,故成功应用于服务.能快速完成事务信息的交换构建及相互操作.而分布式体系结构都建立在开放标准的技术上.非常适台这蝗别、境下的事务处理。同时,能对复杂数据结构进行建模.并对其他的模式体系结构进行精化.从而可以实现组件的复用和扩展,减少开发周期,提高互操作性。规范对于服务及其体系结构的开发有着远的影啊,刊剥给出基础性的建设模块服务及事务简介服务描述语言 是以的描述为标准的一种服务属性语言.为准确描述服务提供了一个模式,该协议可表示服务昕拥有公共接口的细节和特有的服务的通信机制,并且使用它可以束缚服务提供者及其服务请求者。对于依据简单对象访问规则的文档传输.则能运用来定义服务标准。此外.可以描述其他语言所实现的服务接口,具有语言独立的特性。将服务表示为网络端点的集合.通过下面介绍的种元素来描述标准的服务接口,请求者则能通过返些描述明确知道服务需要什么样的消息结构、咋样的数据类型和哪种传输规则.从而搜寻适合于自身的服务。服务使用的定义元素”如下:?:定义适合的数据类型.提供交换消息所需的数据描述类型。?:是通信消息数据的概括化类型的代表。其中的一些逻辑片段组成消息的主体,每个逻辑部分将分别与已定义的某个类型系统中相关联。?:定义了一个服务访问端口,通过此节点来绑定一个特定的地址。?:是指一系列抽象操作的集台。它们可以用个或多个服务访问入口来支持,其中执行任何一个操作都会引起条输入消息和一条输出消息:?:于规范特殊的端口类型的操作和消息,可以分派详细的传输协议和标准数据格式。?:相关服务访问点的集台。用于搜集相芙的一组服务访问端口.从而架构个标准的服务的定义。服务描述规范支持访问入口的模式有:单方请求.单方响应,请求/响应和响应/请求四种模式。这里从客户端到服务端的操作代表请求,而从服务端到客户端响应则指相应,作为请求信息或者响应信息的格式.所定义的端类型将引用其中一两个已定义的消息。描述了服务访问入的安置细节,包括通过符合的地址来访问接以及使用适当的消息调用模式来访问接口等,这里我们用结构绑定消息的调用模式。描述了请求者适 服务厦事务简舟合的具体的服务提供的所有访问八口细节,一个一般包含多个访问入口,其中任何一个服务访问入口都可以通过一个元素来描述的服务实现部分描述了制定的服务提供者如何实现一个具体的服务结构.服务实现描述了服务所处的位置。规定了服务的句法签名.描述非功能性服务的最通用有效的方式是曲眠务策略框架。同时.通过机器能阅读的方式给出服务的一个规范的文档,用于描述函数、参数及其函数的返回值。它的设计理念继承了以为基础的服务棱心技术的贯开放的设计理.是支持互操作的服务所需的最小标准服务描述。服务通信机制】是一个可以在松散的、分布式环境中九使用的信息交换协议。用定义了个能够在各种各样底层协议上交换消息的简单的、可扩展的消息传输框架,该框架独立于任何特殊的语义和编程模型而现.它的消息实际上是发送到网络中的一些端点的服务请求.这些端点可以采用不同方式实现.可在不同平台上运行。由四个部分组成?.如下:信封:构造了个整体的服务框架,其中的消息内容和消息发送者的信息都是通过此协议米描述的:其中包括谁应当接受并处理消息.该怎么样处理对应的框架。编码规则:此规则定义编序的数据机制,同时是描述程序适合应用的数据类型的案例。协定:远程协定用于描述服务的远程调用和响应的准则。绑缱:访问协议给出一个可以使用底层协议来交换信息的规则。这凹个部分功能上的彼此独立通信,简化了的复杂艘:尤其是我们在不同的中定义的封装和编码规则,有利于实现相当简单的模块化的设计。由于可吼运行任何传输协议上,所以存特定情况下可简单地表示为访问协议、可扩展语言和远程访问的组合。其中表示底层通信协议.代表规范的数据传输格式.则保证了远程昵务及事务简介调用的一致性,简单对象访问规则用编码消息,正确处理客户端和服务器本身的并发执行.以理解彼此的信息格式:应用程序在语义分析中十分重要,所以可以实现服务的互操作特性。本质上是一个无状态的单向交换消息的仂议。我们把单向交换与底层协议所给的特征及具体运用信息聚集起来,创建比较复杂的消息交换模式。提供了几种娄型的框架,能够通过扩展来传送具体的应用信息.当节点收到消息后而采取的动作,提供丁个台理而全面的操作,并且定义了一个完好无缺的处理模型。总体米说,它提供的丰富灵活的框架可以定义高层应用协议.这些协议可增强分布式异构环境中的服务彼此的互操作性服务查询和获取是一套基于服务注册?心的跨行业注册标准规范,可以注册分布式环境中的服务信息。其注册中心可以维护一个全球的服务目录.提供了一个标准的不依赖于网络异构平台的开放框架。的核心组件是商业注册。通过自动滓册和查询处理,使得服务提供者可以描述伞球化的、开放的互联同环境中的服务和业务流程;帆而打展各自的业务领域.同时可以实现企业之间的交互。是基于规范以及支持和发现处理的注册工具,可以实现服务的描述和发现,它的目的就是供开发工具及使用标准的应甩所使用,为电子商务建立了套标准:涵盖了一组企业事务自身注册的服务,以使其他企业能够发掘访问规范的实现标准。业务注册库是通用访问规范草案的核心概念,注册中心拥有其所有的注册信息。它提供的信息包括三个相关的组成部分?:“臼页”、“黄页”和“绿页。白页:包括某个公司的一般信息,如业务名称、公司的联系倩启、业务捕述及其地址。黄页:基于目前存在的行业分类法对信息进行分类。色含相关公司的一般分类信息.公司所提供服务的般分类信息,如根据标准分类法确定的地理代码。 服务厦事务简介绿页:主要是关于服务的技术信息和商、描述,它是基于的发现机制,一般包括服务的地址和指向外部规范的指针,它足的子结构,在这一层次定义了两个服务信息结构:和。对于基本业务和服务信息的描述,数据结构提供了一个框架.并不限于描述基于的服务,还可毗使用任何标准的服务描述方式.都可获取详细的服务访问信息。我们把所有提供公共的注册服务站点的通称为注册中心.只耍实现其规范的站点都可咀统称为操作入口站点.通过复制操作保持站点彼此内容的同步性.服务提供者在注册中心提供自身具有的服务.服务请求服者则在注册中心搜寻自己期望的服务;事务简介服务是一种具有良好的互操作性的新型的分布式计算模型。它能为不同的通信机制和实现标准提供相互独立于网络平台上的应用连接和信息集成【”】.因此有广泛的发展前景。服务在分布式环境?,需要保持协同工作,这是口前事务处理系统亟待解决的重大难题。同时服务之间的简化过程和组合过程.必须保证多个服务有健全的运行结果,但是它们缺乏这种支持,即使在发生错误或战障的情况下.我们依然希望服务可以可靠地向使用者及依赖它们的业务进程返回预期的结果,从而无法保证服务组台的鲁棒性和可靠性。事务是提高系统可靠性的有效手段。所谓事务是指对特定共享资源的一组不可分割的操作.它通过并发操作的控制和对故障的自动恢复,来提高系统的可靠性和容错性.从而保证系统可咀高教的运行四,它是 系列对于物理的或者抽象的应用状态的操作组成的集台,事务处理是服务能否大规模投入商用的关键技术之一。因此.事务处理技术【成为整个服务事务正常运行的关键技术,是当前学术界和界的研究热点,下面我们就简单介绍传统事务和事务的特点,为后面的事务处理研究奠定基础。 眠务及事务简介传统事务特点传统的分布式事务具有性质【”:原子性:对外部环境来说,事务的发生是无法分割的。其中每个事务要么全部提交.要么全部撤销。一致肆:事务不会破坏系统的恒定。如果系统拥有某种必需经常保持的不变性,那么如果事务在开始前保持这样的性质.则事务结束后该性质仍然存在。即事务执行的结果将会使系统扶一个一致性状态变化到另一个一致性状态。独立性:并行执行的事务彼此不会干扰,此特征说明事务是独立的或连续的.即如果两个或者两个以上的事务同时运行时.那么对其自身和其他进程来说,最终看到的结果像是所有事务按某种次序运行。持久性:只要事务已经提交,它对系统的改变永远无法撒消.其他任何的异常或操作都不会对其产生影响。即无论执行怎样的操作,这个事务都会继续进行,结果都不会改变。提交之后发生的任何错误都不可能使结果取消或丢失。为了实现传统事务的性质,与事务不同的是传统事务必须是短生命周期的,且系统必须是紧耦台的,协调者必须对参加者拥有彻底的控制权利。事务特点服务事务具有卧特性”:长事务:由于电子商务的特征,网络延缓及其用户通信等, 个服务长运行事务的处理过程一般都会延续很长时间,使得事务不再适宜锁定资源的方沾。松耦台:服务彼此具有松散耦合的特性。异构性:执行一次事务可能超越多个不刊的机构或者平台自治性:为了保证事务数据的一致性,其中的服务提供者对服务享有绝对的控制权利,同时它也彻底地控制丁其中昕有参与者:故其他的运用可能无法锁定自身需求的资源。眼务及事务简介不可靠性:事务存在好多无法预知的潜在异常问题,这样不仅进程和机器可能随时瘫痪,广域的分布式网络系统的内部网络也极易崩溃:这些使得事务应该具备处理各式各样故障的能力。事务比较为了清晰的理解两种事务的不同特征.说明事务具育的独特特征.同时为下文的研究做铺垫。如下表 所示:曩、传统事务与服务事务的特征较传统事务 服务事务必需放宽慷子性 事务的操作要幺争部发生. 情况允许尽可能满足要么全部币发生 厦子性的要求一致性 必需 必需?必需独立性 只有在事务完成后 艘宽其他事务才可见必搿 必需持久性事务的效果是持久的 原子性决定水久保存的集合小结本苹分析概述了服务的概念和服务的特征.还涵盖了服务的核心基础架构以及基本服务编排技术,包括、,和等规范准则:通过比较使得我们更加容易了解传统事务和服务事务.从一一可以发现服务事务在处理事务故障时所拥有的潜在能力,是服务能否广泛投入瞄业运用的重点。事务补偿机制概述事务补偿机制服务业务事务具有的长运行时间,松散耦台性和跨组织、跨平台等特点,服务事务不同于传统的事务,不能采用资源锁定策略。一般情况下,事务发生异常时,简单的回滚机制无法消除己完成动作的影响.而是执行一个特定的流程来晟大限度地消除影响,这种特定的流程称为“补偿叫”】。而事务补偿是保证事务顺利运行的关键技术,因此我们将补偿很自然地应用到服务事务处理技术中。目前事务补偿处理已成为当前服务的研究热点。所谓补偿指的是用来撤销已提交的事务所产生的影响的操作。也即澈活补偿进程的操作。下面我们简单介绍目前事务补偿机制主流的母究方法:包括基于进程演算的研究和基于结构化活动补偿的研究。进程演算补偿进程演算是一种以代数方式刻画抽象程序的形式语言。它包含一系列满足定代数性质的组合算了和元素,井将相应的代数系统中的表达式项称为进程或。移动进程演算则能表达移动计算的进程演算系统,一演算和会话演算都属于移动进程演算。基于一演算一演算培四 以进程司的移动通信为研究重点的并发理论模型,它是在 “和”基础上发展而来的。以”一演算为代表的移动进程演算适合于研究交互服务的行为,并且易丁:进行服务的复合;所以在事务处理的形式化研究中,多数使用“演算作为形式化工具。.演算的基本计算实体包括名和进程.通信的进程阃通过传递名完成。与和不同的是仆演算不仅能传递数据变量和数值,还叫以传递通道名,将这几种实体统成为名而 事务补偿机制慨迩不作区分,因此舟演算能表示随计算发生结构变化的系统,它是目前受到大家广泛认可的移动进程演算。下面我们将简单介缁卅演算的语义:首先.我们解释加演算的基本操作;这里是空进程,表示其币执行任何动作,也不会产生任何影响。接收操作表示通道接收一个消息后.将继续执行前缀后面的进程。而与之对应的发送操作,.说明通道发送一个值后.将继续执行前缀后面的进程。其次.开演算中复制算子?,表示“,的复台操作,它从通道接收一十值后成为,?,的复合形式。并发算子,说明复合的两个进程可以独立执行而互不干扰.也可以相互通信。选择算子尸一代表两个不确定的进程和,一旦其中一个进程被选定,那么另一个进程将被舍弃。而其中的约束操作 ,壤示名,的辖域仅局限于进程。基于会话演算会话演算【泌惺建立在进程代数基础上面向服务计算的一种进程模型,有着松耦台的子系统和会话情景。其中会话情景是合作者交换消息的中介.很有可能是并发性的,这样在会话情景小进程彼此之间可咀很好的沟通。同时会话情景可被分配在许多区域,进程在同样的区域中可以随意地与其它进程进行密切交流.或者是在相同会话情景的不同区域中进行交流。当会话情景从局部现电协调内部交流时,以传送它的身份并且允许参加者动态地加入或者离开会话活动。由于会话上下文处理异常行为的机制实际上是一般的分布式计算.尤其是在面向服务计算中.凶此.会话演算也包括了基本的异常处理原语。获们将简单介绍会话演算的语法.如下图: 、 、.,: 、;. ;、 ?【一、卫. 、】,】,:,?“事务朴偿机制概进,/,掣四,/嵴三.,:/ 川亡兰九叫州三川川 ?九,揣羔鼎湍图套话滴算我们假定给出无限名称集合、,无限变量集合,无限标签集合以及无限进程变量的集台。然后通过进程,并发组合.名称限制?,和递归式忡 来定义静态片段。会话获取结构,一?允许一个特殊进程在会话”中发起互动。我们用控制选择结构,一,来表达通信它意味着进程可以选择初始动作.来执行进程。通信动作有两种结构:发送消息的结构,以及接收消息的结构,。罔此,消息通信可以由标签坪口方向来定义:这里有两种消息方向:读作“这里”意味着内部交错应该发生在当前的会话中;读作“向上”意昧着内部交错应该发生在封闭的会话情景中。此外,会话演算包括两种异常相关原语,我们将经典原语堋一和用于同时发生的环境中。单个异常行为原语是 “在继续进程,中这个结构用于投出异常.它将会使封闭情景中运行的所有进程强制终止,直到找到一个?块。当我们发现异常处理器时,继续进程,将会被允许运行进程,直到一些异常被投出:这时进程激活,异常结构被终止,处理器用?处理进程,同时将会激活异常而抛出、中,州将会出现异常。的进程,在情景结构卅仅仅会话名称是通过?,形成的.且可能从属于绑定。而 和的重要出现是各自被绑定在?,户, 中。在进程中,我们可以随意定和一义自由集合,边界集合,以及自由垒量,和自由进程变量 ,。我们叫以毫无疑问的定义.等价进程,会话演算的操作语义事务补偿机制概述是通过标签转移系统来定义的.这里小再做详细介绍结构化活动补偿机制和已经详细地结构化补偿机%”,是用于长运行业务事务编排活动的业务进程执行语言,它支持进程的顺序行为和并行行为,支持异常处理和补偿处理允许嵌套补偿。第次给出补偿对的概念,是种比较成熟的长运行事务的补偿机制,本文.节将给出系统的介绍。.机制多补偿机制.川疆的一个重要的扩展。所谓的多补偿机制是一个执行进程可以有多个同步性的补偿任务与之相联系。由运行进程决定执行其中的任何个补偿任务,补偿域是多层次的,每个补偿域中部有单个补偿任务:为了区分不同的补偿任务,补偿对、逆向算子和清除算子都被索引于不同的补偿任务,即不同操作算子处理补偿,有着清晰的补偿语义,目前主要有两种多补偿机制概念比较适用一选择生补偿和交替性补偿。就选择性补偿而言,逆向算子选择长运行事务的一些重要活动进行补偿.而不是对所有的舌动进行补偿。经典的旅行商代理例子就是选择性补偿的很好说明。所谓交替性补偿,即一个活动上可以连接多个变替性的补偿任务,同时逆向补偿算子调用其中的儿个补偿任务交替进行,使得长运行事务顺利完成。其中交替补偿的典型案例就是会议安排。我们简单介绍索引补偿的几种操作算子:, ?.,.翌 【?、【, ?、“.?在扩展语言里.进程是补偿对广的主进程:进程执行完成之后,补偿进程被记录在第,个索引;、偿任务中。接受清除补偿任务的指令是口,而执行逆向补偿任务的指令是园,。为了说明索引补偿指令.我们给出如下进程: 。,。,国。:, :。事务朴偿机制概进表示进程选择执行第二个补偿任务,而清除第三个补偿任务”。下面.节我们将给出它们的操作语义。.语言简介这节我们主要分析和研究结构化活动操作语言,系统介绍语法为下而的事务补偿奠定基础。语法在中一个系统可以被具体指定为一个进程,这样的进程可以由系列子进程通过自上而下的方法组成。擐底部的仅仅是一些不可再分的原子活动每个活动是一个原子计算,因此它们不可能被进一步分解,从正规角度出发.一个系统可以用一个方程形式的集台组成这里表示一个进程标识符,是一个表达式:因为方程是一个循环式.所以包含了除之外其它进程标识符。对于任何简单的理由,第一个等式描述系统规定的所有内容。在下罔.中我们将具体展示语义:? 、“,叶九”、. 、删,七、皑 , “” ;】.【,目口【川图事务补偿机制概述语鲁是一种业务事务进程模化语言它允许长运行事务进程间的顺序组合和并行组台支持事务嵌套补偿.给出补偿对算子。的简单性决定了我们阻研究正规化的补偿形式,为服务长事务处理技术的研究带来了极大的方便。操作算子语言允许进程问的顺序组台和并行组台,包括般的进程连接词。此外.它定义了特殊的补偿处理算子:下面我们详细地介绍的语法?基础算予中每一个活动标签有一个相关的标签转移关系,它表示一个活动在状态上的原子变化。如果代表所有可能状态的桌台,则二。表示状态集上的个关系。空进程、一,表示没有任何可执行的动作.什么都不做。此进程有和进程相类似的一个解释.也即它的执行没有产生任何动作,也不会给事务带来任何影响。在条件结构中,进程被一个靠尔函数引导,也即通过布尔函数值的状态决定进程是否执行;如.?,进程一表示如果布尔函数,的值为真.町以执行进程:相反.如果的值为假,则条件进程立即终止,?吼睁算子顺序结构:连接两个进程和,进程 按顺序执行,首先执行进程.成功结束后继续执行进程。?并行算子并行结构,:进程尸和是交锆并行执行的。同时,在集台上我们扩展并行结构得到了它的一般形式:。“、一。,描述丁集台 的三个并行进程,其中每一个进程的索引属于集合.当其中事务补偿机制概进昕有的进程都运行完成,才表示一般形式的并行进程执行完毕?选择算于选择结构邢:它可选择执行进程或者中的任何一个。如果和同步运行.则环境决定它们执行的先后顺序:环境就像一个顾客,它拿到菜单时有选择菜单的优先权。但特殊情况下,选择算子口无法决定进程执彳亍的先后顺序,如下例:“ .当进程发生时,我们无法判断两个行为.,闻 。肿执行顺序。这种情况下,系统选择有效地代替了环境选择而执行其中的进程。同样在进程的一个有限集或者无限集上我们得到选择结构的一般形式:?补偿对补偿对在事务补偿处理中起着关键性的作用。在补偿对 中,是主要进程,是补偿进程。当事务调用补偿对。时,首先执行主进程,一旦主进程成功执行完毕.则补偿进程将被记录下来供后续使用。否则,执行补偿进程以弥补业务事务执行中出现的故障或错误。这种情况下,主进程将会按先后顺序执行,而补偿进程则以逆向的顺序执行,例如:?似口首先执行主进程,剥应补偿进程压栈底然后执行主进稃占,补偿进程,八栈。这里补偿任务的存储地址可以看作是数据结构中的栈.它有着后进先出的特点,即先进入的元素在栈的底部,后进入的元素在栈的顶部:因此上例的执行顺序为.厅.?补偿算子逆向算予因:调用补偿算子可咀执行业务事务的补偿任务,如:。.,。口园一?兰生墨堡坚堡运行主进程和肛,然后调用逆向补偿算子执行补偿进程口。即所有的进程都被执行.且执行顺序为清除算子口:调用补偿算子.可咀清除事务执行过程中的补偿任务.如:。 口.口:口运行主进程和口,然后调用补偿算子口,则补偿进程廿被清除,即所执行的进程为,?补偿域补偿域【.是用来限制补偿算子团和口的作用范围补偿作用域开始创建一些新的补偿任务.我们调用补偿域中的补偿算子将仅仅执行补偿作用域中存储的补偿活动。在下式/吲中.将会执行进程 口,而补偿进程并没有被执行.因为,在补偿算子的作用域 计而,如果作用域内调用清除算子口那么它将仅仅清除补偿域内的所存在的补偿进程.如下式:】“:刮当进程,执行完毕,补偿进程.被继续保留已被后续使用而由于清除算子口置于补偿域卜仲,使得补偿进程被清除一?早期终止业务事务中一个重要的陆质是进程执行过程中存在的终止的可能性,基于这个原因我们得出的两种终止结构;早期终止算子可以使正在执行的进程强迫终止,而终止域 的作用就是限制了终止算子的作用范围。例如,进程/.:/首先执行进程,因为在终止域内.故早期终止止进的执行,将继续执行终域外而的进程月。当执行业务进程是并行结构时早期终算子将同时作用于并行运行的进程。例如,在进程事务补偿机制概进?:川,引中,终止域内的早期终止算千二将使得进程停止执,但是它对终止域外面的进程并没有任何影响。下面给出早期终止两个非正常的规则:在一个顺序进程中,调用早期终止可以使得进程立即终止。早期终止域内的并行运行的进程遇到终止算子时不会立即终止,而是在执行几步后终止。操作语义这一节简要介绍基本算子的操作语义.我们通过标签转移关系来描述它的操作语义。首先,我们引进个二三元组结构其一一。是补偿进程函数,代表数据集状态;一个可能的标签转移集合如下表示:一。在这个集合中.表示基本的活动标签.表示外部环境不可见动作.我们假定当时,以嚣,如果三元组结构执行一个基本活动.将会有如下转移关系:?兰./,说明执行