Web服务动态组合方法研究与设计

本文由１９８９７４７贡献 ｐｄｆ１。 第２８卷 Ｖ０１．２８ 第６期 ＮＯ．６ 计算机工程与设计 Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ａｎｄ　Ｄｅｓｉｇｎ ２００７年３月 Ｍａｒ．２００７ Ｗｅｂ服务动态组合方法研究与设计 夏海江。２，　邓水光２，　吴朝晖２　（１．温州大学计算机科学与工程学院，浙江温州３２５０２７；　２．浙江大学计算机学院中间件技术工程研究中心，浙江杭州３１００２７） 摘要：目前基于工作流的Ｗｅｂ服务组合方法大多要求预先定义流程结构，不能适应现代企业业务流程复杂多变的需求。提　出了一种Ｗｅｂ服务动态组合方法，将流程中动态部分用黑盒子流程进行封装，在执行时根据预定义规则和用户需求将黑盒　子流程自动组合展开为实际运行流程。对具体服务、抽象服务、黑盒子流程等概念和服务选取规则、服务组合规则进行了定　义，详细描述黑盒子流程展开算法，并设计了一个实现动态服务流程组合的框架结构。　关键词：服务组合；动态流程；业务流程管理；业务规则；工作流　中图法分类号：ＴＰ３９３．０９　文献标识码：Ａ　文章编号：１０００—７０２４（２００７）０６．１３３４．０４ Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ａｎｄ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｗｅｂ　ｓｅｒｖｉｃｅｓ　ｄｙｎａｍｉｃ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ ＸＩＡ Ｈａｉ－ｊｉａｎ９１”，ＤＥＮＧ　Ｓｈｕｉ—ｇｕａｎ９２，ｗＵ Ｚｈａｏ—ｈｕｉ２ ３２５０２７，Ｃｈｉｎａ； （１．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｗｅｎｚｈｏｕ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｅｎｚｈｏｕ ２．Ｍｉｄｄｌｅｗａｒｅ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｃｅｎｔｅｒ，Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｚｈｅｊｉａｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ　３　１　００２７，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏ ｄａｔｅ，ｔｈｅ　ｗｏｒｋｆｌｏｗ—ｂａｓｅｄ　ａｐｐｒｏａｃｈ　ｆｏｒ　ｗｅｂ　ｓｅｒｖｉｃｅ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈ　ｒｅｑｕｉｒｅｓ

ａ ｐｒｅｄｅｆｉｎｅｄ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｉｓ　ｎｏｔ ａｄａｐｔｅｄ ｔｏ　ｔｈｅ ｎｅｅｄ　ｏｆｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄ　ａｎｄ　ｉｎｃｏｎｓｔａｎｔ　ｂｕｓｉｎｅｓｓ　ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ　ｏｆｍｏｄｅｍ　ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓ．Ａ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆｄｙｎａｍｉｃ　ｗｅｂ　ｓｅｒｖｉｃｅｓ　ｃｏｍｐｏ—　ｍｅｔｈｏｄ　ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｅｓ　ｔｈｅ ｓｉｔｉｏｎ　ｉｓ　ｐｕｔ　ｆｏｒｗａｒｄ．Ｔｈｅ ｄｙｎａｍｉｃ ｐａｒｔｓ　ｏｆ　ｐｒｏｃｅｓｓ ｉｎｔｏ　ｂｌａｃｋ－ｂｏｘ　ｗｈｉｃｈ　ｗｉｌｌ　ｂｅ　ａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙ　ｅｘｐａｎｄｅｄ　ｔｏ　ｔｈｅ

ｐａｇｅ　１ ｒｕｎ ａｃｔｕａｌ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｐｒｅｄｅｆｉｎｅｄ　ｒｕｌｅｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｓｅｒｖｉｃｅｓ ｕｓｅｒ。Ｓ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ　ａｔ ｔｉｍｅ．Ｔｈｅ　ｃｏｎｃｅｐｔｓ　ｏｆ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｓｅｒｖｉｃｅｓ，ａｂｓｔｒａｃｔ ｅｘ— ａｎｄ　ｂｌａｃｋ—ｂｏｘ　ａｎｄ ａｒｅ ｒｅｌａｔｅｄ ｒｕｌｅｓ　ｓｕｃｈ ａｓ ｓｅｒｖｉｃｅｓ　ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ　ｒｕｌｅｓ　ａｎｄ　ｓｅｒｖｉｃｅｓ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｒｕｌｅｓ　ａｒｅ　ｄｅｆ＇ｍｅｄ，ｔｈｅ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ ｐａｎｄｉｎｇ　ｂｌａｃｋ—ｂｏｘ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ　ｉｎ　ｄｅｔａｉｌ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｆｒａｍｅｗｏｒｋ　ｔｈａｔ　ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｓ　ｔｈｅ　ｄｙｎａｍｉｃ　ｓｅｒｖｉｃｅ　ｆｌｏｗ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｉｓ　ｄｅｓｉｇｎｅｄ． Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｓｅｒｖｉｃｅｓ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ；ｄｙｎａｍｉｃ　ｐｒｏｃｅｓｓ；ＢＰＭ；ｂｕｓｉｎｅｓｓ　ｒｕｌｅｓ；ｗｏｒｋｆｌｏｗ

０引 言 方式过于刚性，应用范围窄。动态组合方式在设计以抽象服　务代替具体的服务，在执行时根据运行情况再绑定具体服务，　此方式适应了网上服务不断变化或事先无法确定绑定哪个具　体服务的需求。但现有的项目大都要求事先给出流程结构，　实际上许多业务流程不是一成不变的，多变性和不确定性是　现代企业业务流程的特点，流程业务规则逻辑复杂多变，用户　需求各异，不同流程实例执行路径和所要绑定的服务可能是　不同的，在设计时很难给出完整的流程定义，即便能够给出完　整定义，其流程结构往往过于庞大，难以理解和更新，很难适　应业务规则多变的需求。因此Ｗｅｂ服务组合需要在运行时确　定流程结构。　针对上述动态流程的需求，本文提出一种基于动态工作　流Ｗｅｂ服务组合方法，在流程定义时给出流程框架，对其中可　以事先明确的流程进行定义，而对于难以事先明确流程的子　流程以黑盒方式封装，在运行时根据预定义规则和运行信息　将其展开为实际运行流程。本文设计一个实现动态服务流的 Ｗｅｂ服务技术通过基于ＸＭＬ的开放性标准和协议，实现　了分布计算环境中各种异构平台上的应用程序间的信息交互　和远程调用“１２１。当前越来越多的应用程序以Ｗｅｂ服务的方式　出现在网络中，以便被发现和调用，达到业务增值的目的。Ｗｅｂ　服务组合技术通过将独立于各个系统中单一功能的Ｗｅｂ服务　松耦合集成，以实现具体的业务流程。Ｗｅｂ服务组合作为下一　代Ｗｅｂ应用的关键技术，引起了许多公司和研究机构的极　大兴趣。　Ｗｅｂ服务组合与工作流有许多共同之处，可以以流程中　心将服务组合在一起，将服务组合视为一种特殊的工作流，称　之为服务流０１。目前出现了许多基于工作流的Ｗｅｂ服务组合　项目，如ＭＥＴＥＯＲ－Ｓ“】、ＳＥＬＦ．ＳＥＲＶｌ５１．Ａｃｔｉｖｅ　Ｂｐｅｌｌ６Ｊ、ＦＬＡＭＥ２００８　”１等，服务组合方式可分为静态组合和动态组合方式。静态组　合方式在流程执行前定义了流程结构并绑定具体服务，这种　收稿臼期：２００６—０２？１　８ Ｅ－ｍａｉｌ：ｊｓｊ　ｘｈｊ＠ｗｚｎｃ．ｚｊ．ｃｎ　基金项目：浙江省科技厅重大重点科技攻关基金项目Ｑ００４Ｃ１１０５３）。 作者简介：夏海江（１９６８一），男，浙江温州人，硕士研究生，讲师，研究方向为Ｗｅｂ服务组合、应用中间件技术；

ｐａｇｅ　２ 研究方向为工作流、Ｗｅｂ服务组合；　吴朝晖，教授，博士生导师，研究方向为网格与软件平台、分布式人工智能等。 邓水光，男，博士研究生 一１３３４— 万 方数据 框架结构，并对组合规则和算法进行了详细抽述。 在定义黑盒子流程时，Ａａｓ、Ｒ、Ｃ为空。在流程运行时根　据用户需求在Ａａｓ中自动填入的实际运行抽象服务集，在Ｒ　填入用户的需求规则，并根据Ａａｓ在规则库中查询相应业务　规则加入Ｒ中。　２．２规则定义　定义 ｌ场景 以一个旅游预定业务的场景来说明动态Ｗｅｂ服务流程的　需求。一家旅游公司开展个性化旅游服务业务，业务流程如　图１所示。在取得客户基本信息、信用卡信息后，先调动相应　核查信用卡信息Ｗ曲服务，若有效再取得客户需求信息，通过　调用各相关公司或代理提供的Ｗｅｂ服务完成相应项目的预　定，最后通过调用信用卡Ｗｅｂ服务完成收费。由于客户需要　预定项目各异（如是否需要预定机票、旅馆、旅游项目、餐饮、　车辆、保险等），同时预定项目选取和预定先后次序受政策、行　规、公司业务规则、相互间数据和控制依赖等因素制约（如参　加某项目必须买某项保险，在完成机票预定后才能预定旅馆　等），项目预定功能无法事先设定流程，不同客户需求产生的　流程结构可能是不同的，只有在流程运行根据客户需求才能　确定实际流程。

其中：卜规则类型，Ａ——规则涉及的服务集，ｒ＿规 则表达式。　２．２．１抽象服务选取规则ＡＳＳＲ　ＡＳＳＲ规定了黑盒子流程在选取抽象服务必须满足约　束条件。　定义　选择规则ＣＲ：表达式Ａ１０爿２０…ｏ爿行表示至少有一 规则以三元组表示Ｒ＝｛Ｔ，Ａ，ｒ） 项必须被选中。　定义　选一项。　定义　依赖规则ＲＲ：表达式Ａ１｝彳２表示如果Ａｌ选中，Ａ２　排斥规则ＥＲ：表达式ＡＩｏ彳２０…ｏ爿船表示最多只能 必须被选中。　定义　单个规则ＵＲ：表达式ＯＡ表示必须表中Ａ， 表达式：ＸＡ表示Ａ不能选中。　２．２．２抽象服务组合规则ＡＳＣＲ　ＡＳＣＲ规定了黑盒子流程展开为实际的流程时抽象服务　之间的结构关系。　定义顺序规则ＳＲ：表达式Ａ１一爿２表示Ａ２必须在Ａ１之　后执行，但Ａ２不一定与Ａ１相连。　定义 相连规则ＡＲ：表达式４１吲２表示Ａ２在Ａ１之后执 数据依赖规则ＤＲ：表达式Ａ１　ＺＡ２表示Ａ２的输入 行并且必须相连。　定义 依赖Ａ１输出。Ａ１＆Ａ２规则隐含有Ａ１一爿２规则。　２．２．３具体服务选取规则ＣＳＳＲ　图１旅游项目预定业务流程　在流程运行时抽象服务要绑定为具体服务才能执行，一　个抽象服务往往有多个接口功能相同的具体相匹配，ＣＳＢＲ是　选取绑定服务时必须遵守的规则。　定义优先规则ＰＲ：表达式４三日其中Ａ为抽象服务，ａ为　具体服务，表示抽象服务Ａ绑定具体服务时优先考虑ａ。　定义关联规则ＣｏＲ：表达式Ａ－ａ；Ｂ＝＿ｂ其中Ａ，Ｂ为抽象　Ｃａ＝｛Ｎ，Ｐ，Ｏｐ，Ｆ，ｉ，Ｏ，Ｃ，Ｅ｝　服务，ａ，ｂ为具体服务，表示若Ａ选取ａ，则Ｂ必须选取ｂ。　Ｑｏｓ计算公式：目前我们只考虑了费用和时间两项指标，　由于两者度量单位不同，用文献［６］提出的公式来无量纲化。　设候选具体服务集为｛ａ１，ａ２，…，ａ１１），其费用和时间值分别　为｛ｃｌ，ｃ２，…，ｃｎ｝和｛ｔｌ，ｔ２，…，协｝，ＭａｘＣ，ＭｉｎＣ为｛ｃｌ，ｃ２，…，ｃａ）最大　值和最小值。 ２基本定义 ２．１活动节点定义　定义具体服务描述了业务伙伴提供的ｗｅｂ服务接口，　以八元组表示 其中：Ｎ——服务名称，Ｐ——服务提供者信息，Ｏｐ——操作名　称，Ｆ——操作的功能描述，ｌ——输入信息，Ｏ——输出信息， Ｃ——初始条件，Ｅ＿执行结果。

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