CN104168330A - 一种基于关系图的解决Web服务组合异常问题的最优补偿方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于分布式的Web服务组合领域，具体涉及一种基于关系图的解决Web服务组合异常问题的最优补偿方法。本发明包括：选取QoS指标作为衡量Web服务消耗代价大小的标准；使用遗传算法搜索具有相反功能的Web服务或组合；选取遗传算法的初始集群，使用选择、交叉、变异操作，最终获得代价最小的Web服务或者组合；将使用遗传算法获取的最优的Web服务或组合；分析业务流程中各个Web服务之间的逻辑控制关系用关系图表述出来；根据关系图；对于需要补偿的Web服务，直接调用与其绑定的补偿服务。本发明可以在消耗代价最小的情况下，处理异常，使业务流程恢复到一致状态，保证其一致性。

Description

一种基于关系图的解决Web服务组合异常问题的最优补偿方法

技术领域

本发明属于分布式的Web服务组合领域，具体涉及一种基于关系图的解决Web服务组合异常问题的最优补偿方法。 

背景技术

当前，随着互联网技术的不断发展，基于网络的分布式计算模型得到了广泛的应用，不同的用户选择不同的分布式技术来构建自己的分布式平台，随着用户需求的复杂化，功能单一的服务已然无法达到用户要求，这就需要跨平台的协同合作。 

Service-Oriented Architecture，简称SOA，即面向服务的体系结构的出现正好可以是解决上述问题的方法。将软件作为服务，并且协调这些软件服务之间的关系来完成更复杂的业务功能就是SOA的核心思想。 

其中，SOA的主要实现方式和构成要素就是Web服务，Web服务是一个相互之间独立存在的，耦合松散的，自包含特性的服务，是基于可编程的应用程序，可通过使用具有分布特性的XML文件的标准来表述和发布并且可以发现，调控以及配置Web服务，实现分布式平台下的彼此之间可以相互调用执行的应用程序的开发。如何将这些Web服务组合到一起，达到用户的要求，成为了研究的重中之重。因此人们提出了Web服务组合这个概念。Web服务组合的概念可以理解为将网络上获取得相对功能单一，容易理解并且可靠性高的Web服务使用某种机制组合起来从而成为一种具有新的功能服务的技术。由上面提到的Web服务的特性可以知道，将这些彼此相对独立的Web服务组合到一起，必然会导致各种异常的出现。因为组合构成Web服务组合的Web服务是彼此之间毫无关系的，Web服务可能都是由不同生产者生产，进而导致Web服务彼此结构各异，将这些彼此异构的服务组合在一起，必将造成组合的耦合程度松散。由于网络存在各种不确定性，在Web服务组合中，构成组合的成员是动态随机选取而组合在一起的，以上种种原因都将导致在使用Web服务组合来达到用户要求的过程中，出现异常问题的概率极高。采用何种手段来保证业务流程中的一致性，如何解决执行过程中的异常状况至关重要。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种保证业务流程一致性的基于关系图的解决Web服务组合异常问题的最优补偿方法。 

本发明的目的是这样实现的： 

(1)分析Web服务组合中包含的Web服务，即业务流程执行中需要调用的各个Web服务； 

(2)选取QoS指标作为衡量Web服务消耗代价大小的标准； 

(3)了解Web服务组合中各个Web服务的功能，使用遗传算法搜索具有相反功能的Web服务或组合； 

(4)选取遗传算法的初始集群，使用选择、交叉、变异操作，最终获得代价最小的Web服务或者组合，其功能与原来业务流程中的Web服务功能是相反的，即是原来Web服务的逆操作； 

(5)将使用遗传算法获取的最优的Web服务或组合，作为补偿服务绑定到各自相应的Web服务上； 

(6)分析业务流程中各个Web服务之间的逻辑控制关系，以及它们之间的补偿依赖关系，利用图的特性，将这些关系用关系图表述出来； 

(7)当业务流程执行过程中出现异常时，便可根据关系图,了解哪些服务需要补偿； 

(8)对于需要补偿的Web服务，直接调用与其绑定的补偿服务，取消其对业务流程的影响，恢复一致性； 

(9)结束。 

步骤(4)中，每个参与在业务流程中的Web服务选取补偿服务为： 

(4.1)选取初始集群，作为遗传算法的起始； 

(4.2)判断该初始集群是否收敛，若收敛，执行(4.9)；否则，执行(4.3)； 

(4.3)执行选择算子，使用轮盘赌的选择方法； 

(4.4)判断其概率范围是否小于交叉概率。若小于，则执行(4.5)；否则，执行(4.6)； 

(4.5)执行交叉算子，将原有的两个个体进行替换重新组合，最后获得不同于这两个个体的新个体； 

(4.6)判断概率范围是否小于变异概率。若小于，则执行(4.7)；否则，执行(4.8)； 

(4.7)执行变异算子，随机的更改群体中的某些个体的某些基因座上原有的基因值； 

(4.8)判断是否收敛。若收敛，执行(4.9)；否则，执行(4.3) 

(4.9)输出结果，结束。 

本发明的有益效果在于：本发明通过关系图的方式将整个业务流程的逻辑关系表示出来，并且描述各个服务之间的补偿依赖关系，这样就可以直观的看到各个服务之间的关系，当异常出现时，便可根据这个关系图，对各个与异常服务相关的服务进行补偿。根据以上方法便可以在消耗代价最小的情况下，处理异常，使业务流程恢复到一致状态，保证其一致性。 

附图说明

图1本发明针对的示例图； 

图2本发明针对的流程图； 

图3本发明中的遗传算法图； 

图4本发明的关系图构造图； 

图5本发明的补偿依赖关系图。 

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。 

基于以上问题，本发明提出一种基于关系图的解决Web服务组合异常问题的最优补偿方法。从事务补偿的角度出发，将运行较长时间的Web服务划分成一系列短事务，适当放宽事务属性；用QoS指标作为衡量代价标准，通过使用遗传算法，为Web服务组合中的每个服务选取一个代价最小的补偿服务，并与之绑定；将业务流程中的各个Web服务之间的逻辑关系以及它们的补偿依赖关系用关系图表示出来，这样当异常出现时，直接根据关系图，找到需要补偿的服务，调用与之绑定的补偿服务即可实现对异常的处理，保证业务流程的一致性。 

本发明提供的一种基于关系图的解决Web服务组合异常问题的最优补偿方法，其步骤包括： 

(1)分析Web服务组合中包含的Web服务，即业务流程执行中需要调用的各个Web服务； 

(2)选取QoS指标作为衡量Web服务消耗代价大小的标准； 

(3)了解Web服务组合中各个Web服务的功能，使用遗传算法搜索具有相反功能的Web服务或组合； 

(4)选取遗传算法的初始集群，使用选择、交叉、变异操作，最终获得代价最小的Web服务或者组合，其功能与原来业务流程中的Web服务功能是相反的，即是原来Web服务的逆操作； 

(5)将使用遗传算法获取的最优的Web服务或组合，作为补偿服务绑定到各自相应的Web服务上； 

(6)分析业务流程中各个Web服务之间的逻辑控制关系，以及它们之间的补偿依赖关系，利用图的特性，将这些关系用关系图表述出来； 

(7)当业务流程执行过程中出现异常时，便可根据关系图了解哪些服务需要补偿； 

(8)对于炫耀补偿的Web服务，直接调用与其绑定的补偿服务，取消其对业务流程的影响，恢复一致性； 

(9)结束。 

本发明提供的一种基于关系图的解决Web服务组合异常问题的最优补偿方法，其特征为： 

通过分析业务流程中的Web服务的功能，以QoS作为衡量代价的标准，使用遗传算法， 为Web服务组合中的每个服务选取一个代价最小的补偿服务，这个补偿服务可能是单个服务，也可能是一组服务的组合。补偿服务的功能是与原业务流程中的Web服务功能相反的服务，即原服务的逆操作。将选取的补偿服务与原Web服务组合中与之对应的服务绑定在一起。分析业务流程中各个服务之间的逻辑关系及补偿依赖关系用关系图表示出来。当异常出现时，即可根据关系图，了解哪些服务需要被补偿。对于需要被补偿的服务，直接调用先前与之绑定好的补偿服务即可。这样便可对业务流程中出现的异常进行有效的补偿，恢复其一致性。 

本发明通过最优补偿来解决Web服务组合中的异常问题的方法。该方法从业务流程的角度来描述Web服务组合的工作过程，针对在业务流程中的Web服务执行先后顺序已经确定的情况下，从QoS的角度，选取QoS指标，使用遗传算法，迭代优化，最终搜索得到各个指标综合起来代价最小的补偿服务，并将之绑定在业务流程中的Web服务上。这样，当业务流程中的Web服务出现异常时，便可直接调用绑定的补偿服务，取消异常服务对业务流程的影响。通过关系图的方式将整个业务流程的逻辑关系表示出来，并且描述各个服务之间的补偿依赖关系，这样就可以直观的看到各个服务之间的关系，当异常出现时，便可根据这个关系图，对各个与异常服务相关的服务进行补偿。 

本发明是针对在业务流程中的Web服务执行先后顺序已经确定的情况下进行的。图1为本发明使用的一个实例。通过分析旅客出游的实例，说明本发明的工作步骤： 

(1)了解各个Web服务的功能，以及它们之间的逻辑关系和补偿以来关系。 

(2)选取QoS指标作为衡量代价的标准，并使用权值将各个指标综合起来最为最终的代价； 

(3)分析业务流程中的各个Web服务，了解它们各自的功能，使用遗传算法，通过迭代优化，最终选取代价最低的服务或服务组合，这些服务或组合是与原业务流程中的服务相互一一对应的，功能是相反的，即互逆的。具体流程见图3所示。 

(4)分析业务流程中各个Web服务相互之间的逻辑关系，以及它们之间的补偿依赖关系，使用关系图表示出来，见图4，图5所示，其中图5是对图4的扩展，添加了不相邻Web服务之间的补偿依赖关系。 

当业务流程出现异常时，直接根据关系图，判断哪些服务需要被补偿。对于需要被补偿的服务，即可调用先前与之绑定好的补偿服务，来取消其对业务流程的影响，解决异常问题，恢复业务流程的一致性 。

Claims (2)

1.一种基于关系图的解决Web服务组合异常问题的最优补偿方法，其特征在于：

(1)分析Web服务组合中包含的Web服务，即业务流程执行中需要调用的各个Web服务；

(2)选取QoS指标作为衡量Web服务消耗代价大小的标准；

(3)了解Web服务组合中各个Web服务的功能，使用遗传算法搜索具有相反功能的Web服务或组合；

(4)选取遗传算法的初始集群，使用选择、交叉、变异操作，最终获得代价最小的Web服务或者组合，其功能与原来业务流程中的Web服务功能是相反的，即是原来Web服务的逆操作；

(5)将使用遗传算法获取的最优的Web服务或组合，作为补偿服务绑定到各自相应的Web服务上；

(6)分析业务流程中各个Web服务之间的逻辑控制关系，以及它们之间的补偿依赖关系，利用图的特性，将这些关系用关系图表述出来；

(7)当业务流程执行过程中出现异常时，便可根据关系图,了解哪些服务需要补偿；

(8)对于需要补偿的Web服务，直接调用与其绑定的补偿服务，取消其对业务流程的影响，恢复一致性；

(9)结束。

2.根据权利要求1所述的一种基于关系图的解决Web服务组合异常问题的最优补偿方法，其特征在于：所述步骤(4)中，每个参与在业务流程中的Web服务选取补偿服务为：

(4.1)选取初始集群，作为遗传算法的起始；

(4.2)判断该初始集群是否收敛，若收敛，执行(4.9)；否则，执行(4.3)；

(4.3)执行选择算子，使用轮盘赌的选择方法；

(4.4)判断其概率范围是否小于交叉概率。若小于，则执行(4.5)；否则，执行(4.6)；

(4.5)执行交叉算子，将原有的两个个体进行替换重新组合，最后获得不同于这两个个体的新个体；

(4.6)判断概率范围是否小于变异概率。若小于，则执行(4.7)；否则，执行(4.8)；

(4.7)执行变异算子，随机的更改群体中的某些个体的某些基因座上原有的基因值；

(4.8)判断是否收敛。若收敛，执行(4.9)；否则，执行(4.3)

(4.9)输出结果，结束。