服务资源不确定性问题及其引发的异常处理方法研究

摘要

现实世界中业务的灵活多变使得软件应用需要对业务具有较高的敏捷反应能力。面向服务的计算技术为解决资源异构问题以及构造动态、开放环境下松耦合的集成化应用带来了诸多好处。为了提高应用开发的效率，以面向服务计算为基础的面向业务用户的应用即时开发也成为了当前一个热点研究问题。但开发具有高健壮性的面向服务应用仍然面临着诸多挑战，尤其是服务资源的自治性和系统组件松耦合性导致的应用开发过程的动态不确定性问题。本文从支持业务用户参与、对服务可用性变更的预警以及应用和服务间关系调整角度出发，提出了一种处理服务不可用引发的异常的方法。主要工作和贡献如下：1．提出了处理面向业务用户的应用即时开发中服务不可用引发的异常的方法-VERSATILE。基于面向服务应用的运行模式，提出了两阶段的保证服务资源可用的过程：服务可用性变更的预警处理和服务不可用后的异常处理。该方法：(1)首次基于可用性变更的发布订阅技术和服务资源预约技术实现了对服务不可用的预警，降低了异常发生的可能性；(2)基于对服务间互操作的实现和对外提供接口分离的技术，采用软件体系结构中“适配器”的思路，定义了基于应用和服务间的适应性调整的异常处理机制，提高了处理过程的灵活性。2．基于对系统组件松耦合和服务自治的认识，定义了对业务用户透明的异常预警机制和算法。 通过对服务资源控制独立性的认识，将事件引入到服务可用性变更管理中。在此基础上基于可用性变更的发布订阅技术提出了服务可用性变更导致的异常的预测方法，提高了系统对问题的快速发检测能力。此外，在异常预测的基础上，提出了等价服务的预约规则和算法。通过系统对等价服务的调度降低异常发生的可能性。弥补了传统服务组合方法中只关注异常发生后的补救，而对异常预测及避免能力的不足。3．基于应用和服务间适应性调整技术，定义了支持业务用户参与的异常处理方法。已有的异常处理方法多是针对特定的系统从具体处理策略的定义角度进行研究，缺乏一套完善的理论支撑。本文基于对服务集合的特征抽取技术，将具有通用功能的服务进行抽象并用角色进行标注，定义了描述应用和服务间适应关系的代数系统。弥补了当前应用和服务间适应性关系定义的随意性以及缺乏理论依据的不足。以此为基础，提出了业务用户可配置的适应性调整机制和算法，将业务用户的业务层配置和系统软件层的调整结合起来，通过给定的算法消除不可用服务对应用需求造成的影响，从服务角色调整角度定义了处理异常的手段。4．此外，为了对业务用户参与的异常处理方法的定义提供指导，基于可能的人机交互过程提出了以业务用户参与为特征的四类异常处理模式。 基于对面向服务应用开发生命周期的认识以及对业务用户能力的认识，定义了异常处理的模式。充分体现了如何通过最大限度的引入业务用户的执行能力来处理异常的原则。弥补了面向业务用户的应用开发过程中，对业务用户参与的异常处理方法的定义的规范性不足。 基于上述研究成果，依托“奥运综合信息服务平台”开发了处理服务不可用引发异常的原型系统，并以原型系统为实验平台，分析和验证了VERSATILE方法的可行性和有效性。通过与相关工作的比较以及实验验证表明：VERSATILE方法通过两阶段的处理过程，能够有效的减少和处理系统组件动态行为导致的服务可用性变更引发的异常。并且处理过程中对业务用户屏蔽软件层的技术细节，在通过合理利用服务资源来处理异常时具有很好的效果。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

第二章处理服务不可用引发的异常的方法-VERSATILE

第三章VERSATILE模型

第四章VERSATILE的核心支撑机制

第五章支持业务用户直接参与的异常处理模式

第六章支持面向服务应用开发的异常处理系统的设计与实现

第七章应用示例及评价

第八章结束语

参考文献

致谢

作者简历