近年來,Web服務及其組合技術的發展方興未艾。隨著單個Web服務難以滿足日益復雜的業務需求,Web服務組合成為了工業界和學術界研究的熱點。Web服務組合不但可以提高Web服務的復用率,減少開發周期和開發成本,而且可以根據用戶不斷變化的需求靈活地進行組合。對已有的Web服務進行組合構成新的Web服務,新的Web服務作為一類特殊的系統可以為用戶提供更加強大的功能。Web服務組合的建模、分析與驗證、實現是Web服務組合生命周期中極為重要的三個階段。眾多研究者用圖形化方法、形式化方法、業務流程執行語言的方法對Web服務組合進行了研究。但是大部分研究者往往使用單一的方法對所有階段進行建模和描述,沒有充分考慮各個階段的特點。圖形化方法雖然簡單直觀、易于理解,適合于Web服務組合的建模階段,但是其語義使用自然語言描述,存在著二義性和不一致性,因此并不適合用于Web服務組合的分析與驗證、實現階段。建立在數學基礎之上的形式化方法雖然具有形式化的分析與驗證手段,適合于Web服務組合的分析與驗證,但是形式化方法高度抽象,不易理解,因此并不適合用于Web服務組合的建模、實現階段。業務流程執行語言雖然能夠在流程引擎上直接執行,適合于Web服務組合的實現階段,但是業務流程執行語言是非形式化的,它涉及過多的實現細節,抽象程度不高,因此并不適合于Web服務組合的建模、分析與驗證階段。目前,現有文獻尚沒有將各個階段建模特點與建模語言有機結合,Web服務組合的建模、分析與驗證、實現之間存在著鴻溝。本文提出將業務流程建模標注(BPMN)、工作流網(workflow nets)和業務流程執行語言(BPEL)三種具有不同特點適用于不同階段的非形式化建模語言和形式化建模語言有機結合的方法,貫穿Web服務組合生命周期的建模、分析與驗證、實現等三個階段。實現了業務流程建模標注到工作流網的映射以及工作流網到業務流程執行語言的映射,達到了從建模到實現過程無縫銜接的目的。主要研究成果如下:(1)針對業務流程建模標注建模的Web服務組合中存在的不規范、結構不同但語義相同的問題。本文提出良構Web服務組合的七大特征,給出Web服務組合過程、Web服務組合、良構Web服務組合過程、良構Web服務組合的定義,給出從普通Web服務組合到良構Web服務組合的轉換規則,按照轉換規則將普通Web服務組合轉換為良構Web服務組合。解決了Web服務組合中不規范、構造結構多樣性的問題。(2)針對BPMN標準規約使用自然語言描述Web服務組合的執行語義,無法對Web服務組合進行語義分析的問題。本文提出良構Web服務組合到工作流網的映射規則,用Petri網精確定義了Web服務組合的語義,并實現了Web服務組合到工作流網的轉換工具Orch2PetriNet。利用弱互模擬關系檢測Web服務組合與所生成的工作流網在行為上是等價的,從而驗證映射結果的正確性。(3)針對Web服務組合中具有共性的缺少開始事件、結束事件或者缺少開始事件和結束事件,并行網關和排他網關混用、排他網關和并行網關混用,Web服務組合不合理等三大類問題。本文借助工作流網分析技術,將Web服務組合中的語義錯誤歸結為工作流網中的結構問題或者性質問題,具體來說,Web服務組合缺少開始事件、結束事件或者缺少開始事件和結束事件及網關混用的問題,通過相應的算法以及已有的Petri網驗證工具進行結構分析;Web服務組合不合理的問題,通過Petri網驗證工具進行性質分析。對于發現的問題,修改建模階段的Web服務組合模型,映射成工作流網,再次使用相應的工具及算法檢測工作流網是否還存在問題,直到沒有問題為止。(4)針對工作流網轉換成可執行的業務流程執行語言的問題,本文提出工作流網到可執行的業務流程執行語言的映射算法,給出構件的定義以及順序構件、選擇構件、挑選構件、循環構件和流構件對應的BPEL代碼,通過迭代的方法反復選取不同類型的構件,提供BPEL轉換,化簡工作流網,從而實現整個工作流網到BPEL代碼的映射和轉換。總之,針對Web服務組合生命周期中的建模、分析與驗證、實現等三個階段,本文提出了不同階段的相關理論、方法和技術,支持從建模到實現過程的平滑過渡。最后通過一個完整的案例驗證所提出理論和方法的正確性。
【學位單位】：云南大學
【學位級別】：博士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TP393.09
【部分圖文】：

個相鄰同類型網關進行連接，接著使用轉換規則六在相鄰同類型網關增加一個抽象任務對其規范化，直到 Web 服務組合滿足良構 Web 服務組合的七大特征，不在需要使用轉換規則進行轉換的情況，此時便得到良構 Web 服務組合。3.4 案例本文 3.3 中給出 Web 服務組合規范化的六條轉換規則，在本節中，將結合職位推薦系統的業務流程來驗證 Web 服務組合模型的規范化過程，在對 Web 服組合規范化的過程中，將反復使用六條轉化規則，直到 Web 服務組合成為良構為止。當客戶登錄職位推薦系統，如果有適合客戶的新職位，那么將新職位和樣例職位簡介進行匹配。當不匹配時，創建新的職位簡介；當匹配時，根據客戶是否為角色創建條款和條件，沒有創建則創建新的條款和條件，已經創建的話則顯示最新的角色變化，之后對條件和條款進行修改，審查文件，填寫職位聯系信息之后流程結束。整個組合如圖 3-3 所示。

圖 3-4 對編號為①②的網關直接相連轉換后的某職位推薦系統的服務組合在圖 3-4 中，通過轉換，編號為①②的網關通過在它們之間用抽象任務連接，滿足了良構 Web 服務組合的特征。對圖 3-4 中的業務流程圖繼續檢查，發現編號為②③的網關直接相連，不滿足良構 Web 服務組合的第 6 條特征。通過在其網關間增加一個抽象的任務，從而使得網關不再直連，轉換后的結果如圖 3-5 所示。

圖 3-4 對編號為①②的網關直接相連轉換后的某職位推薦系統的服務組合在圖 3-4 中，通過轉換，編號為①②的網關通過在它們之間用抽象任務連接，滿足了良構 Web 服務組合的特征。對圖 3-4 中的業務流程圖繼續檢查，發現編號為②③的網關直接相連，不滿足良構 Web 服務組合的第 6 條特征。通過在其網關間增加一個抽象的任務，從而使得網關不再直連，轉換后的結果如圖 3-5 所示。
【參考文獻】

相關期刊論文 前7條

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相關博士學位論文 前1條

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本文編號：2892769