[发明专利]一种基于脚本的Web服务执行优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及Web服务技术，特别是涉及一种基于脚本的Web服务执行优化方法。

背景技术

Web服务是一种新的面向服务的体系结构，是一种基于现有成熟的Internet技术的分布式应用程序技术框架。Web服务是是基于网络的、分布式的模块化组件，由URL进行标识，它遵守标准的技术规范(SOAP、WSDL、UDDI)，对外提供一组通过XML构件进行定义和描述的接口，其它应用可以通过基于因特网的协议(HTTP)及使用基于XML的消息与Web服务进行交互。Web服务技术实现了异构的计算资源、数据资源和服务资源的有效无缝聚合和广泛共享。一个Web服务可由多个网络构件集成组装形成，一个Web服务也可用调用其它Web服务，从而形成更大的应用系统，为软件复用奠定了技术基础，软件开发成本大大降低成为可能。

当前学术界和工业界都对Web服务展开了研究和实践探讨，研究热点主要集中在Web服务组合建模和验证、Web服务发现、服务质量(QoS)、服务调度等方面。尽管现有的技术使得Web服务实现可用、互操作、可扩展等特点，很好的解决了异构平台的协作问题。但是要使Web服务真正获得成功，还有许多困难和局限。主要表现在：

(1)Web服务组合的正确性尚需验证。Web服务组合的正确是Web服务正确执行的前提条件。Web服务是由多个其他服务通过服务组合而成的执行序列，服务编排和执行过程中的任何细微差错，都可能导致执行序列的错误执行，因此保证Web服务组合的正确非常重要。

(2)Web服务计算性能遭遇瓶颈。通信是分布式系统最基本的特征，Web服务采用通信协议SOAP来封装远程调用和交换的数据，SOAP本身是基于XML的协议。同时Web服务的其他协议和规范(如WSDL)也是基于XML的说明。Web服务执行时需要进行协议和规范的解析工作，由于Web服务执行是通信密集型计算，耗费在SOAP协议解析和Web服务脚本解析的延时，大大降低了Web服务执行的效率，阻碍了Web服务计算性能的提高。

(3)Web服务执行的QoS服务质量尚需保证。Web服务在保证正确执行得同时，还需要保证Web服务执行的质量(包括Web服务的可靠性、可用性、强壮等)。由于参与的Web服务的其他服务具有自治和自演化特征，例如：是否可用、响应需要花费的时间、是否能够连续工作？当它不可用时，是等待还是继续寻找其他可使用的Web服务？这都涉及Web服务执行的效率和Web服务系统的健壮。实际也就是在若干个待选服务中，如何选取质量最优的服务资源。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于脚本的Web服务执行优化方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种基于脚本的Web服务执行优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.采用Cpi演算对Web服务的描述脚本进行简约归一化；

当前形式化描述服务的方法主要包括有限自动机、Petri网、进程代数和语义网等。它们的基本原理是类似的：用形式化语言对服务组合进行建模，然后使用各自的形式化方法进行演算和推理。其中自动机理论、Petri网和语义网对服务组合建模更为直观、图形化，但是不适合服务数量较大的情况。进程代数因其简单、形式化的描述和推理特性，被认为是描述服务组合交互行为的有效方法。

Pi演算是Robin Milner提出的以移动通信为研究重点的并发理论，它常用来描述进程间的交互行为和并发通信操作。但传统的Pi演算有其局限性，不能描述进程间交互行为的约束规则和进程的归属，使用Pi演算描述多个原子服务间的协作和语义，势必非常复杂和困难。本发明通过深入分析Web服务组合的特点和BPEL的语法特征，对Pi演算进行语义扩充，给出Cpi演算的操作语义，用于表达交互进程所属的服务，以及约束条件对Web服务交互行为的影响。

Web服务的执行是其成员服务间进程交互和并发通信的过程，原子服务间要满足一定的约束规则，同时Web服务的执行会涉及大量的进程操作，而每个进程都有其对应的归属服务，即原子服务。因此本发明采用进程代数描述Web服务组合和执行，作为一种中间表达方式，类似于编译过程中的中间语言，对BPEL脚本文件进行归一化描述，表达Web服务及其成员服务的具体行为和状态变迁。

b.通过分析Web服务的BPEL脚本，提取约束规则集，给出服务可用和可达性分析方法，用于形式化验证Web服务组合偏序序列的正确性，从而保障Web服务组合的正确。