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摘 要:在实际应用中,需要将各种Web服务进行组合和集成以创建动态Web应用.为了使服务组合性能最优,提出一种Web服务组合优化算法,该算法在满足用户需求的同时,根据已有的Web服务,自动获取性能最优的服务组合方案.利用Petri网进行建模,采用可达图进行分析,通过提取网迁之间以及变迁序列之间的各种并发关系,得到费用最廉的组合结构.

关键词:Petri网;Web服务组合;并发;费用;组合优化

中图分类号:TP391.9文献标识码:A

文章编号:1672-1098(2010)03-0058-05

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收稿日期:2010-03-04

基金项目:国家自然科学基金资助项目(60873144);安徽省教育厅青年教师基金资助项目(2006jq1077)

作者简介:张金朋(1986-),男,安徽安庆人,在读硕士,研究方向:Web服务,Petri网及应用.

Study on Optimization Methods of Web Services Composition 

Based on Petri Net

ZHANG Jin-peng, FANG Xian-wen

(School of Computer Science and Engineering, Anhui University of Science and Technology,

Huainan Anhui 232001, China)

Abstract:In practice dynamic web application is built by combination and integration of all kinds of Web services. In order to optimize performance of web services composition, an optimization composition algorithm was proposed, which meets client requirements, simultaneity according to current web services automatically obtains optimal solution of web services composition. The algorithm was modeled by using Petri net, reachable marking graph was adopted to analyze the performance. The cheapest composition structure was obtained by extraction of concurrency among transitions and among transition sequences.

Key words:Petri net; web services composition; concurrency; coast; composition optimization

近年来,Web服务的数量在不断增长,同时用户的需求也在增长,而单一的服务有时不能满足用户需求,于是要求Web服务合成,即将已有的Web服务连接与合并起来,生成新的Web服务,同时也为现有的服务集合增加价值.围绕Web 服务组合提出了众多的组合方法.比较典型的有基于工作流的服务组合方法[1];文献[2]将用DAML-S描述的Web服务转换为一组线性逻辑公式,使用线性逻辑定理证明的

方式来进行服务自动组合;文献[3]通过分层任务网络规划来实现服务的自动组合,利用SHOP2规划器进行求解.文献[4]给出了一种半自动的服务组合方法,将Web服务组合问题形式化为一个AND/OR图中的搜索问题,给出了一种搜索算法以用来确定满足服务请求的合成服务.以上方法都能得到满足用户需求的组合计划,但是这些组合计划都是服务组合的数据流模型 ,并没有给出服务组合的控制流结构,比如顺序、并行和循环等.同样的数据流模型,由于控制结构的组合方式不同,组合服务的性能会有差异.文献[5]611-612提出了一种算法来抽取并发关系,获取性能最佳的具有控制流结构的组合方案,但是算法存在很多的缺陷,而且选择性能最佳(耗时最低)的方案是通过人工计算得出,不能很好的实现整个流程自动化.

因此,本文提出一种基于Petri网的服务组合优化方法.首先针对用户需求,用Petri网建立Web服务组合模型;然后利用可达标识图进行分析,提取网迁之间以及变迁序列之间的各种并发关系,之后根据相应算法,得到性能最优的组合结构;最后转换为业务过程执行语言(BPEL)抽象模板,便于组合服务的执行,以方便用户使用.

1 基本概念

Petri网是一个良好的过程建模工具,一个Petri网图是一个双枝有向多重图,图中节点代表库所和变迁.Petri网有严格的数学基础,可以广泛应用于描述和研究具有并发、异步、分布式、并行、非确定性和随机性质的信息系统.

一个Web服务的行为基本上是一个偏序的操作集.因此,它可以直接被映射为一个Petri网.操作被映射为变迁,Web服务的一组输入参数被映射为库所,库所与变迁之间的流关系反映了Web服务构架中消息驱动行为的基本特性.

设描述Web服务的Petri网包括一个输入库所i(一个没有输入弧的库所)和一个输出库所o(一个没有输出弧的库所).一个Petri网的输入库所用来接收信息,而输出库所则用来发送信息.在任何时候,一个Web服务将处于下列状态之一:未实例化 、就绪、执行、阻塞或完成.当一个Web服务处在就绪状态,就意味着在相应输入库所中的托肯使得输入库所的后集(变迁集)可以发生.而完成状态则意味着输出库所的前集已经发生,并且在相应的输出库所中产生了托肯.

定义1Web服务[6]2873-2873:Web服务是一组操作的集合,一个Web服务S定义为五元组S等于(Id,SName,Desc,URL,Oper),其中,Id为Web服务的唯一标识;SName为web服务的名称;Desc为服务的描述;URL为服务的调用地址;Oper为服务的操作集合.一个操作用OPi(Ii,Oi)表示,Ii,Oi分别是操作OPi的输入、输出参数集合.

定义2两个服务操作有数据依赖关系:对于两个操作OPi(Ii,Oi)和OPj(Ij,Oj),如果Oi∩Ij≠,则称OPj(Ij,Oj)依赖于OPi(Ii,Oi),OPi(Ii,Oi)被OPj(Ij,Oj)依赖.

定义3用户组合服务需求用WSR(IR,OR)描述, 其中IR是用户提供的数据集合,OR是用户期望得到的数据集合.

定义4[6]2 874-2 875 服务组合模型是合理的,必须满足以下基本要求:

(1) 每个模型都存在一个输入库所i和一个输出库所o;

(2) 每个变迁、库所都在一条从输入库所i到输出库所o的路径上;

总结:本论文为您写Petri毕业论文范文和职称论文提供相关论文参考文献，可免费下载。

参考文献：

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