面向发布/订阅的自动化订阅分解模型与匹配算法研究

摘要

移动计算、网格计算、云计算、普适计算等新型网络计算模式的兴起，带来了分布式应用系统应用场景的巨大变革。传统的分布式系统中各个节点以请求/应答的方式进行信息交换及通信的同步通信模型，很难适应新一代分布式计算环境大规模、松耦合、可扩展的需求。发布/订阅系统由于能够将信息生产者和信息消费者在时间、空间上完全解耦，很好地满足大规模信息发布系统松散通信的需要，逐渐成为了构建大规模分布式系统的基础平台。
　　 现有发布/订阅系统不能很好地处理订阅的语义异构，原子订阅也不能得到最符合订阅者需求的匹配事件甚至不能进行相应的匹配。论文针对上述问题，结合国家863计划与国家自然科学基金课题，研究支持语义等价自动化订阅分解的发布/订阅系统的数据模型与匹配算法，并实现了验证所提模型的原型系统JTangPS—D。
　　 论文首先提出了一种支持语义等价自动化订阅分解的数据模型。利用本体建立概念模型，表达系统中涉及的所有概念和概念之间的关系，分别支持类、属性的等价、继承关系。用RDF事件图表示事件，用RDF订阅图模式表示订阅，利用RDF能够在应用程序间交换信息并月保证不丢失原有语义的特点，解决语义异构的问题；并设计了一种订阅语言PSSL。然后，定义组件语义，利用本体库中定义的分解模型信息，给出了支持语义等价的自动化订阅分解算法，将可分解原子订阅分解为语义等价的复合订阅，进一步提高了系统的订阅表达能力和可用性。
　　 在此基础上，论文提出了一种基于语义的高效的匹配算法。以订阅条件三元组的主体为核心，将系统中所有订阅涉及到的语义信息存储在RDF节点索引结构中，并将不同订阅的相同订阅条件组织在一起；在匹配过程中，遍历事件图的节点，通过RDF节点索引结构，找到和其在语义上、语法上和图结构上均匹配的各个订阅节点，更新各个订阅的匹配状态，然后进行该事件图节点所在弧的终止节点的下一轮匹配，最终获得和事件匹配的一组订阅。
　　 最后，论文给出了原型系统JTangPS—D的设计和实现方案。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图表目录

第1章绪论

1.1研究背景

1.2研究意义

1.3发布／订阅系统概述

1.4关键技术及国内外研究现状

1.4.1数据模型

1.4.2匹配算法

1.5论文背景及研究内容

1.6本章小结

第2章支持语义等价自动化订阅分解的数据模型

2.1 JTangPS-D概念模型

2.2 JTangPS-D事件模型

2.3 JTangPS-D订阅模型

2.4 JTangPS-D自动化订阅分解模型

2.4.1分解模型的形式化表示

2.4.2分解模型的OWL表示

2.4.3自动化订阅分解算法

2.4.4自动化订阅分解实例

2.5本章小结

第3章基于语义的匹配算法

第4章JTangPS-D原型系统实现

4.1 JTangPS-D体系结构

4.2 JTangPS-D主要模块类图

4.2.1客户端模块类图

4.2.2核心服务模块类图

4.3 JTangPS-D系统应用实例

4.3.1客户端注册订阅

4.3.2客户端发布事件

4.3.3客户端查看匹配事件

4.3.4客户端查看事件服务代理和订阅信息

4.4本章小结

第5章总结与展望

5.1论文主要工作

5.2未来工作展望

参考文献

攻读硕士学位期间主要的研究成果

致谢