Web服务组合动态执行异常处理的Petri网实时策略研究

发布时间：2017-09-06 17:15

  本文关键词：Web服务组合动态执行异常处理的Petri网实时策略研究

  更多相关文章： Petri网 Web服务组合 执行引擎 异常处理 语义

【摘要】：随着互联网技术的不断发展,开发人员设计出来的应用会在编程语言、基础平台等方面存在差异,这种差异不利于不同应用间的交互,面向服务的计算就是为解决这类问题而提出的。Web服务作为一个很重要的技术在面向服务的计算中得到了广泛的应用,它以通用的XML方式发布其使用接口,能够屏蔽应用的具体实现细节,使得不同的应用之间可以轻松地交互。但是随着互联网的不断壮大,大量的Web服务涌现,而人们的复杂需求往往不能通过单个Web服务来实现,于是就需要将不同的服务按照用户的需求以及相应的规则进行组合,进而为用户提供更加全面的功能。同时Web服务处于复杂的网络环境中,很容易受到网络拥塞、基础设施损坏、恶意攻击等各方面因素的影响,极易出现各种各样的异常,如果不对这些异常进行处理,服务组合的执行就有可能终止,进而会对用户产生不利影响。针对上面的问题,本文设计了基于Petri网的Web服务组合执行引擎。该执行引擎在服务和Petri网之间建立对应关系,在具体执行时首先初始化服务组合对应的Petri网,然后利用Petri网中变迁的激发规则,检测出可执行的变迁,利用提出的消除冲突算法对可激发变迁中处于选择结构的变迁进行选择,最后并发的执行可激发变迁对应的服务,并把服务的动态执行信息实时的反馈到Petri网上,使相应的token流动,如此反复,直到服务组合执行完毕。另外,针对服务具体执行的细节,给出了服务输入参数规范性验证方法、基于反射机制的服务间参数转换方法和基于知识框架的输出参数检验方法等。然后,在上述执行引擎的基础上提出了Web服务异常处理的Petri网实时策略,包括忽略策略、重试策略、分支间替换策略、分支内替换策略和补偿机制,并给出了基于各种策略的整体策略的实施流程。在服务发生异常并需要调整网的结构时,可以使用Petri网有效快速地重构服务组合的流程,另外能够对重构后的服务组合网进行有效验证,保证了流程的正确性。此外,给出的替换策略考虑了服务间的依赖关系,保证了服务异常处理的有效性和正确性,替换策略还充分考虑了服务的事务属性,利用补偿机制保证了数据的一致性。在获取替换服务时,使用语义功能树作为服务与其功能的桥梁,能够最大限度的查找可用的替换方案。最后,对执行引擎通过实例进行了正确性验证,通过场景实验对提出的异常处理算法进行了实验分析,验证了相应算法的可行性,并将本文提出的执行引擎与主流执行引擎进行了对比,发现了研究的优势与不足,为后续的工作指明了方向。
【关键词】：Petri网 Web服务组合 执行引擎 异常处理 语义
【学位授予单位】：济南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP393.09;TP301.1
【目录】：

• 摘要7-9
• Abstract9-11
• 第一章 绪论11-15
• 1.1 课题研究背景与意义11
• 1.2 相关研究工作11-13
• 1.3 主要研究内容与创新点13-14
• 1.4 论文组织结构14-15
• 第二章 Web服务与Petri网15-19
• 2.1 Web服务15-17
• 2.1.1 Web服务体系结构15-16
• 2.1.2 Web服务相关标准16-17
• 2.2 Petri网17-18
• 2.3 PNML18
• 2.4 小结18-19
• 第三章 基于Petri网的服务组合执行引擎19-33
• 3.1 概述19
• 3.2 服务组合相关信息19-23
• 3.2.1 Web服务组合的Petri网描述19-20
• 3.2.2 Web服务组合中服务间的关系20-21
• 3.2.3 Web服务组合的PNML描述21-22
• 3.2.4 服务的状态22-23
• 3.3 服务的具体执行23-26
• 3.3.1 服务间参数转换23-24
• 3.3.2 服务的调用过程24
• 3.3.3 服务输出参数的检验24-25
• 3.3.4 服务的整体执行过程25-26
• 3.4 执行引擎的设计与实现26-31
• 3.4.1 用户的需求参数规范性验证方法26
• 3.4.2 处于选择关系的变迁选择方法26-29
• 3.4.3 循环结构处理方法29
• 3.4.4 执行引擎的执行流程29-31
• 3.5 小结31-33
• 第四章 基于Petri网的服务组合异常处理33-57
• 4.1 概述33
• 4.2 异常分类检测方法与服务描述模型33-34
• 4.2.1 异常分类与检测方法33-34
• 4.2.2 与异常处理相关的服务描述模型34
• 4.3 忽略策略34-35
• 4.4 重试策略35-36
• 4.5 OR-Split分支间替换36-37
• 4.5.1 OR-Split选择分支类型36
• 4.5.2 分支间替换时网的重构36-37
• 4.6 OR-Split分支内部替换37-50
• 4.6.1 服务间的依赖37-38
• 4.6.2 故障子网的确定38-42
• 4.6.3 替换子网的构建42-49
• 4.6.4 替换子网的有效性验证49-50
• 4.6.5 分支内替换时网的重构50
• 4.7 补偿机制50-55
• 4.7.1 补偿的定义与补偿的时机51
• 4.7.2 补偿的实施51-55
• 4.8 服务组合异常处理策略的整体实施55-56
• 4.8.1 策略的实施难度55
• 4.8.2 异常处理策略的整体实施流程55-56
• 4.9 小结56-57
• 第五章 实验分析57-69
• 5.1 实验准备57
• 5.2 Web服务组合执行引擎正确性分析57-60
• 5.3 基于Petri网的服务组合异常处理策略分析60-64
• 5.4 Web服务组合执行引擎性能分析64-67
• 5.4.1 测试用例64-66
• 5.4.2 响应时间对比66
• 5.4.3 性能对比66-67
• 5.5 小结67-69
• 第六章 结论与展望69-71
• 6.1 全文总结69
• 6.2 展望69-71
• 参考文献71-77
• 致谢77-79
• 附录79

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本文编号：804400