CN101848242A - 一种Web服务组合方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种Web服务组合方法，其目的是解决现有的Web服务组合方法因大量冗余操作，而使整个系统组合效率低的技术问题。技术方案是采用分层存储结构，通过对历史组合请求过程的跟踪和分析，将下一次组合请求中最可能使用到的组合请求及其使用的Web服务分别存储到本地组合服务器的Web服务请求处理和热点Web服务两个虚拟存储单元中，并置为优先访问权；当响应某Web服务组合请求时，依次访问Web服务请求处理、热点Web服务等虚拟存储单元以及本地Web服务集。避免了大量重复组合请求再分析的冗余操作和以整个实际Web服务集为处理对象而造成的性能影响，提高了Web服务组合过程的执行效率。

Description

一种Web服务组合方法

技术领域

本发明涉及一种Web服务组合方法，特别是一种基于分层存储结构的Web服务组合方法。

背景技术

Web服务组合技术的研究，是推动SOA由理论向实践跨越的关键技术。

文献“Effective Web Service Composition in Diverse and Large-Scale ServiceNetworks，IEEE Transactions on Services Computing，2008，Vol.1(1)，p15-32”公开了一种以前向搜索和回溯策略相结合的Web服务组合方法。该方法根据Web服务组合请求内容，对整个Web服务进行顺序扫描和分析，并根据当前扫描状态不断计算能够激活当前Web服务的最少组合步骤数，直至扫描完所有与当前Web服务组合请求潜在相关的Web服务；在回溯过程中，该方法充分利用前向搜索过程中获取到激活每个Web服务的最少组合步骤数，进而寻找一条由目标Web服务节点到起讫Web服务节点的最短组合路径。但是对于任意两次Web服务组合请求而言，该方法所使用的分析过程是完全相互独立的。每次收到Web服务组合请求时，都必须重新对整个Web服务集进行扫描和分析，存在大量冗余操作，影响系统组合效率。特别是随着Web服务请求中的“20/80”现象日益明显，即20％的Web服务完成了80％的Web服务组合请求，该方法无法满足大规模场景下对Web服务组合效率的要求。

发明内容

为了克服现有的Web服务组合方法因大量冗余操作，而使整个系统组合效率低的不足，本发明提供一种Web服务组合方法。该方法采用分层存储结构，通过对历史组合请求过程的跟踪和分析，将下一次组合请求中最可能使用到的组合请求及其使用的Web服务分别存储到本地组合服务器的Web服务请求处理和热点Web服务两个虚拟存储单元中，并置为优先访问权；当响应某Web服务组合请求时，依次访问Web服务请求处理、热点Web服务等虚拟存储单元以及本地Web服务集，可以避免大量重复组合请求再分析的冗余操作和以整个实际Web服务集为处理对象而造成的性能影响，可以提高组合过程执行效率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案：一种Web服务组合方法，其特点是包括下述步骤：

(a)根据组合场景中有效Web服务数量和系统对组合效率最低要求，设定Web服务请求处理虚拟存储单元最大存储记录数N，各虚拟存储单元存储内容主体格式为：<Request，Result，Frequency>，并采用最近最少使用策略，构建Web服务请求处理记录添加和维护策略，对历史组合请求记录跟踪和记录，完成对Web服务请求处理虚拟存储单元的构建。

其中，Request是存储记录所对应的Web服务组合请求的输入、输出、前置条件以及影响参数集；Result表示在历史请求过程存储记录所对应的Web服务组合请求的组合处理结果；Frequency表示存储记录所对应的Web服务组合请求的访问频率。

(b)根据组合场景中有效Web服务数量和系统对组合效率最低要求，设定热点Web服务虚拟存储单元的最大存储记录数M，各虚拟存储单元存储内容主体格式为：<ws>，并采用标识号轮询策略，构建Web服务记录添加和维护策略，对历史组合请求处理过程中所使用的Web服务进行跟踪和记录，完成对热点Web服务虚拟存储单元的构建。

其中，ws为存储记录所对应的Web服务的输入、输出、前置条件以及影响参数集。

(c)采用前向搜索和回溯策略，构建热点Web服务虚拟存储单元和本地Web服务集的Web服务组合请求处理算法。

(d)提取Web服务组合请求和处理结果信息存储到Web服务请求处理虚拟存储单元；提取所有有效Web服务组合路径上参与的Web服务信息，并存储到热点Web服务虚拟存储单元。

本发明的有益结果是：由于采用了三级Web服务存储结构，通过对历史组合请求过程的跟踪和分析，将下一次请求过程中最可能的组合请求内容、组合处理结果以及使用的Web服务置于一个独立的存储单元中，并置于优先访问权，有效地减少了组合请求过程的大量冗余组合请求分析操作，避免了大量冗余本地Web服务集访问操作，从而有效地提高了Web服务组合系统的执行效率。在相同工作环境下，以300个本地测试集和4000个虚拟Web服务组合请求为对象；设置N为5，M为200的实验环境参数；另外，为了挖掘尽可能多的有效组合路径以保证实验环境的一致性，在不影响组合效率和结果质量的前提下，将现有方法中使用基于回溯策略的路径有效检查阶段转换成在所有潜在有效路径搜索完成后的路径有效性检查。实验结果表明：现有方法平均耗时为1290.9ms，而采用本发明的Web服务组合方法平均耗时为119.8ms。

下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。

附图说明

图1是本发明Web服务组合方法的框架图；

图2是本发明Web服务组合方法的流程图。

具体实施方式

参照图1、图2，本实施例以某300个本地测试集和4000个Web服务组合请求场景为对象，组合最大延迟为500ms，构建基于分层存储结构的Web服务组合方法。具体步骤如下：

第一步，根据组合场景中有效Web服务数量和系统对组合最大延迟最低要求，设定Web服务请求处理虚拟存储单元最大存储记录数5，且通常该数值远小于有效Web服务数量；设定记录单元存储内容主体格式为：<Request，Result，Frequency>。以访问频率Frequency为评价基准，采用最近最少使用策略构建Web服务请求处理虚拟存储单元的添加和更新策略，且采取添加和访问频率更新同步进行策略，每次扫描或添加记录时对存储单元中所有存储记录的访问频率信息进行更新，进而对历史组合请求记录进行跟踪和记录。完成对Web服务请求处理虚拟存储单元的建立。

Web服务请求处理虚拟存储单元处于存储框架的顶层，存储容量最小但访问优化级最高和速度最快，其作用和位置相当于计算机系统结构中的高速Cache，主要用于存储最可能处理的Web服务组合请求及其组合处理结果，且所有匹配过程中的匹配策略以完全匹配为主。在Web服务组合处理过程中，Web服务组合请求将首先被发送到该存储单元进行匹配查询，如果存在与该请求相一致的记录，则转入第四步；否则，Web服务组合请求将被发送到热点Web服务存储单元进行处理。

第二步，根据组合场景中有效Web服务数量和系统对组合最大延迟最低要求，设定热点Web服务虚拟存储单元最大存储记录数200，且通常该数值小于有效Web服务数量；设定记录单元存储内容主体格式为：<ws>；采用标识号轮询策略构建热点Web服务虚拟存储单元的添加和更新策略，获取到历史组合请求过程中参与组合的Web服务的跟踪和记录。

热点Web服务虚拟存储单元处于Web服务请求处理虚拟存储单元和本地Web服务集之间，存储容量大于Web服务请求处理虚拟存储单元，但小于本地Web服务集，但访问优化级和速度都小于Web服务请求处理虚拟存储单元的优化级和速度，但大于本地Web服务集，其作用和位置相当于计算机系统结构中的主存储器；主要用于存储最可能参与组合的Web服务，其可视为本地Web服务集的缩略版。当该存储单元收到Web服务组合请求时，将以其所存储的Web服务集作为分析对象，利用前向搜索和回溯策略并结合路径末节点存储输出参数集机制构建Web服务组合分析算法。如果组合分析结果获取到若干潜在有效的Web服务组合路径，则转入第四步；否则，Web服务组合请求将被发送到本地Web服务集进行处理。

第三步，采用前向搜索和回溯策略，并采取路径末节点存储输出参数集机制构建Web服务组合算法，循环扫描目标Web服务集中的有效Web服务，直至该路径满足当前Web服务组合请求或已扫描该目标Web服务集中所有潜在可组合的有效Web服务，从而完成热点Web服务虚拟存储单元和本地Web服务集的Web服务组合请求处理算法。

本地Web服务集存储单元处于存储框架的底层，存储容量最大但访问优化级最小和访问速度最慢，其作用和位置相当于计算机系统结构中的联机外部存储器，主要用于所有组合服务器可以访问的有效Web服务。当该模块收到Web服务组合请求处理时，其将直接基于前向搜索和回溯策略的Web服务组合算法对整个Web服务集进行扫描和分析，并转入第四步；

第四步，根据Web服务请求内容，对处理结果进行功能因素和非功能因素的组合路径有效性检验；如果存在有效的Web服务组合路径，则将所有有效的Web服务组合路径及其对应的Web服务组合请求信息添加到Web服务请求处理虚拟存储单元，并将所有参与组合的有效Web服务添加到热点Web服务虚拟存储单元；否则，将组合失败分析结果及其对应的Web服务组合请求信息添加到Web服务请求处理虚拟存储单元。最后将处理结果返回给Web服务请求者。

Claims (1)

1.一种Web服务组合方法，其特征在于包括下述步骤：

(a)根据组合场景中有效Web服务数量和系统对组合效率最低要求，设定Web服务请求处理虚拟存储单元最大存储记录数N，各虚拟存储单元存储内容主体格式为：<Request，Result，Frequency>，并采用最近最少使用策略，构建Web服务请求处理记录添加和维护策略，对历史组合请求记录跟踪和记录，完成对Web服务请求处理虚拟存储单元的构建；

其中，Request是存储记录所对应的Web服务组合请求的输入、输出、前置条件以及影响参数集；Result表示在历史请求过程存储记录所对应的Web服务组合请求的组合处理结果；Frequency表示存储记录所对应的Web服务组合请求的访问频率；

(b)根据组合场景中有效Web服务数量和系统对组合效率最低要求，设定热点Web服务虚拟存储单元的最大存储记录数M，各虚拟存储单元存储内容主体格式为：<ws>，并采用标识号轮询策略，构建Web服务记录添加和维护策略，对历史组合请求处理过程中所使用的Web服务进行跟踪和记录，完成对热点Web服务虚拟存储单元的构建；

其中，ws为存储记录所对应的Web服务的输入、输出、前置条件以及影响参数集；

(c)采用前向搜索和回溯策略，构建热点Web服务虚拟存储单元和本地Web服务集的Web服务组合请求处理算法；

(d)提取Web服务组合请求和处理结果信息存储到Web服务请求处理虚拟存储单元；提取所有有效Web服务组合路径上参与的Web服务信息，并存储到热点Web服务虚拟存储单元。

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