[发明专利]基于服务优先级的Web服务替换方法

权利要求书

1.一种基于服务优先级的Web服务替换方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一：预处理

在每个复合服务生成以后，将复合服务所能调用的Web服务记录于本地Web服务库，应用skyline算法，筛选出互相之间不能比较优劣且服务质量高的Web服务，作为服务替换发生时的候选服务集；

步骤二：复合服务优先级排序

当QoS不再满足用户的需求时，计算机系统依据复合服务中各服务的重要性，计算当前复合服务中各个服务的替换优先级，确定服务替换的先后顺序；

步骤三：基于服务优先级的Web服务替换

根据步骤二得到的替换优先级顺序，使用步骤一所述候选服务集中的服务对复合服务进行替换，

首先进行单个替换，根据步骤二得到的替换优先级顺序，利用Web服务DRASS替换算法逐个选取步骤一候选服务集中的服务作为替换者，直到找到新服务使新复合服务的QoS满足用户的需求，替换完成；

当逐个遍历了整个候选服务集中的服务而无法得到满足的替换时，替换进入多个替换阶段，替换操作寻找替换优先级最高的d个服务进行替换，d的初始值为2，每次加1，直到找到一种替换使新复合服务满足用户的需求或者d=8；

当d=8时仍然不能满足用户的需求，则复合服务重组；

步骤四：返回步骤一。

2.根据权利要求1所述的一种基于服务优先级的Web服务替换方法，其特征在于：其替换系统包括以下部分：

QoS管理器（1）：用于与用户进行IO交互，并调度其他对Web服务的操作；

QoS监视器（2）：用于监管复合服务的服务质量，当前QoS不再符合用户的需求时，QoS监视器向QoS 管理器（1）报告Web服务的失效行为；

服务替换装置（3）：当QoS 管理器（1）接收到Web服务失效的消息时，通知服务替换装置（3），由其通过服务替换，修复失效的复合服务；

服务优先级计算装置(4)：计算复合服务中每个服务的替换优先级，确定服务替换的先后顺序；

注册服务库（5）：用于注册本地服务库的所有可选服务；

服务过滤器（6）：执行多维skyline操作，对本地服务库里的服务进行筛选，得到互相之间不能比较优劣、且服务质量高的skyline服务，作为被替换服务的候选服务集；

Web服务（7）：多维skyline算法过滤后的各服务的候选服务集；

服务替换的具体步骤为：

A、在每个复合服务生成以后，QoS管理器（1）记录其本地服务库信息，然后通过服务过滤器（6）筛选出QoS较优的Web服务，作为服务替换发生时的候选服务集；

B、当QoS监视器（2）监听到复合服务QoS不再满足用户的需求时，通知QoS管理器（1）；

C、QoS管理器（1）与服务替换装置（3）进行通信，授意服务替换装置（3）对复合服务进行替换操作，以使其满足新QoS需求；

D、服务替换装置（3）在进行替换前先启动服务优先级计算装置（4），计算复合服务中各服务的替换优先级；

E、服务优先级计算装置（4）分解复合服务流程，并根据计算得到的替换优先级对服务进行排序；

F、服务替换装置（3）根据上一步得到的服务优先级序列对复合服务采用权利要求1步骤三的方法进行替换，最后反馈替换结果给QoS管理器（1）。

3.根据权利要求2所述的一种基于服务优先级的Web服务替换方法，其特征在于：所述服务过滤器（6）进行多维skyline操作，对本地服务库里的服务进行筛选，剔除掉能被其他服务支配的服务；Web服务QoS模型涉及的属性数量对应skyline算法的空间纬度数，每个QoS属性值映射为skyline模型相应的纬度上的值。

4.根据权利要求2所述的一种基于服务优先级的Web服务替换方法，其特征在于：    所述服务优先级计算装置（4）分解复合服务、计算替换优先级的步骤为：

建立QoS模型的四元组：Q = (T, C, R, A)

其中T为服务响应时间，C为服务执行代价，R为可靠性，A为有效性；

建立属性重要性组成的四元组：Dl (?,S) ={ D_t(?,S), D_c(?,S), D_r(?,S), D_a(?,S)}

属性重要性表示系统?中的服务S的 QoS属性T, C, R, A值的变化对系统QoS相应属性值的影响程度；

服务S在复合服务?中的重要性：D_g(?,S)；

建立用户根据服务的局部重要性构成的服务矩阵：G[i,j]=S_k

G的行代表各QoS属性，表示S_k服务在i行相应属性的局部重要性在所有服务中排j位；

公式1. 顺序结构下服务的QoS计算公式：

其中n为复合服务中原子服务的个数，s为复合服务，si为原子服务；

公式2. 选择结构下服务的QoS计算公式：

       其中p_i为第i个选择分支执行的概率；

公式3. 并行结构下服务的QoS计算公式：

公式4.循环结构下服务的QoS计算公式：

       其中m为每个循环体执行的次数；

公式5. 局部重要性的计算公式：

其中X为QoS属性，X(?)系统的属性X， X(S)为服务S的属性X，而?X(?)/?X(S)为系统属性X对服务S属性X求偏导；

公式6. 服务全局重要性的计算公式：

      其中a₁, a₂, a₃, a₄为各个局部重要性的权重，假设S在G中各属性行对应的列数为j₁, j₂, j₃, j₃;则a₁=(n- j₁+1) ? n，a₂=(n- j₂+1) ? n，a₃=(n- j₃+1) ? n，a₄=(n- j₄+1) ? n；

复合服务中各服务替换优先级的判断步骤为：

G、分解复合服务流程，区分不同的结构；

H、根据公式1-4，计算复合服务的Q=（T, C, R, A）的表达式；

I、对Q应用公式5，对每个服务T, C, R, A属性分别求偏导，得到Dl；

J、根据上一步得到的局部重要性值Dl，构建矩阵G；

K、根据矩阵G，得到每个服务的局部重要性的权重a1, a2, a3, a4；

L、应用公式6，计算全局重要性；

M、把复合服务中所有的服务按照全局重要性值从高到低排序，得到各服务替换优先级。