分布式計(jì)算環(huán)境下軟構(gòu)件適應(yīng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、1.提出了用于描述軟構(gòu)件行為協(xié)議的網(wǎng)結(jié)構(gòu)CBN(Component Behavior Net)，給出了將軟構(gòu)件行為進(jìn)程代數(shù)描述轉(zhuǎn)換為CBN網(wǎng)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換規(guī)則與算法，給出了生成的CBN網(wǎng)描述的化簡(jiǎn)算法。根據(jù)軟構(gòu)件行為協(xié)議的CBN網(wǎng)描述，利用Petri Net同步距離性質(zhì)計(jì)算交互的軟構(gòu)件行為之間的同步關(guān)系，得到軟構(gòu)件行為之間的映射關(guān)系的集合，即適配器描述。適配器描述是自動(dòng)軟構(gòu)件行為適應(yīng)過程中關(guān)鍵一步，如果適配器描述不充分，在計(jì)算適配器行為協(xié)議

2、過程中可能會(huì)丟失一些消息的交互，導(dǎo)致被適應(yīng)后的系統(tǒng)中存在死鎖。
　　 2.提出了一種軟構(gòu)件行為適應(yīng)框架，給出了適配器行為協(xié)議計(jì)算方法。定義了框架的組成部件并描述了組成部件之間的協(xié)同關(guān)系。為了分析支持?jǐn)?shù)據(jù)交互的軟構(gòu)件行為不匹配問題，用死鎖來判斷軟構(gòu)件行為協(xié)議STS(Symbolic Transition Systems)表示的同步合成產(chǎn)品中是否發(fā)生了行為不匹配，并給出了死鎖的形式化定義及檢測(cè)死鎖的算法。利用自動(dòng)機(jī)的自動(dòng)分析能力，在

3、計(jì)算軟構(gòu)件行為協(xié)議STS表示及適配器描述的STS表示的同步矢量產(chǎn)品過程中自動(dòng)計(jì)算適配器的行為協(xié)議。適配器遵循它的行為協(xié)議協(xié)調(diào)軟構(gòu)件的交互。
　　 3.給出了軟構(gòu)件行為適應(yīng)過程中數(shù)據(jù)處理方法。在自動(dòng)計(jì)算適配器行為協(xié)議過程中，利用一個(gè)輔助過程Store存儲(chǔ)有關(guān)接收到的數(shù)據(jù)的信息，用一個(gè)矢量過程處理每個(gè)同步矢量中描述的軟構(gòu)件行為的交互。每次由軟構(gòu)件發(fā)送的數(shù)據(jù)被矢量過程接收并存儲(chǔ)，在同步矢量中描述的每個(gè)軟構(gòu)件的接收事件與存儲(chǔ)過程Stor

4、e進(jìn)行交互，檢查這個(gè)事件需要的數(shù)據(jù)是否都被得到，如果沒有則需要等待直到需要的數(shù)據(jù)都被得到。保證當(dāng)多個(gè)軟構(gòu)件之間按照行為協(xié)議進(jìn)行消息交互時(shí)，如果發(fā)生消息排序不一致，軟構(gòu)件仍能夠正確交互。保證適配器的接收操作與發(fā)送操作的順序與軟構(gòu)件行為操作的順序一致，從而得到正確的適配器行為，保證軟構(gòu)件之間按照距確的方式進(jìn)行行為交互。
　　 4.給出了適配器屬性驗(yàn)證技術(shù)并進(jìn)行正確性驗(yàn)證。采用Petri Net理論等形式化的方法驗(yàn)證了適配器的安全性、

5、活性、有界性、信息完整性等，并給出了相應(yīng)的驗(yàn)證規(guī)則及算法。按照本文中生成適配器算法計(jì)算得到的適配器具有活性、有界性，能夠使軟構(gòu)件的行為操作從開始狀態(tài)到達(dá)正確的終止?fàn)顟B(tài)，并且軟構(gòu)件中的行為序列被保持到適配器的行為序列中，沒有發(fā)生信息丟失情況，保持了軟構(gòu)件交互過程中信息的完整性。
　　 開發(fā)復(fù)雜的分布式系統(tǒng)主要通過組合一些相互交互的軟件實(shí)體構(gòu)建而成，這些軟件實(shí)體可以是子系統(tǒng)、對(duì)象、構(gòu)件或Web服務(wù)，也可以是它們互相合作提供的子功能。

6、理想狀態(tài)下，基于構(gòu)件的系統(tǒng)是將已經(jīng)開發(fā)好的軟構(gòu)件按照一定的規(guī)則組合在一起，實(shí)現(xiàn)新的需求，這些軟構(gòu)件互相兼容。在實(shí)際應(yīng)用中，軟構(gòu)件不被修改就被使用是難以做到的，由于軟件實(shí)體的行為不兼容等問題使得服務(wù)之間不能夠正確交互。為了重用軟構(gòu)件，在一定程度上先適應(yīng)軟構(gòu)件，然后使用這些軟構(gòu)件。軟構(gòu)件適應(yīng)研究的內(nèi)容是提供一種有效的方法解決軟構(gòu)件在交互過程中出現(xiàn)的各種不匹配，使得軟構(gòu)件以正確的方式進(jìn)行交互。
　　 本論文研究通用、自動(dòng)的軟構(gòu)件行為適

7、應(yīng)問題，即給定軟構(gòu)件接口信息，計(jì)算機(jī)自動(dòng)計(jì)算出適配器的行為協(xié)議，適配器根據(jù)它的行為協(xié)議協(xié)調(diào)構(gòu)件的交互。基于這一背景，論文研究分布式計(jì)算環(huán)境下軟構(gòu)件適應(yīng)相關(guān)理論、模型及關(guān)鍵技術(shù)，主要包括識(shí)別軟構(gòu)件行為之間的同步關(guān)系、判斷軟構(gòu)件行為之間不匹配的發(fā)生、計(jì)算適配器的行為協(xié)議、驗(yàn)證適配器屬性等。圍繞上述主要研究?jī)?nèi)容，本文的主要工作總結(jié)如下：
　　 1.擴(kuò)充了軟構(gòu)件接口描述模型。給出了軟構(gòu)件符號(hào)接口的形式化定義，采用進(jìn)程代數(shù)擴(kuò)充了軟構(gòu)件接口

8、描述，使其能夠描述順序、選擇、并行的行為結(jié)構(gòu)。
　　 2.采用CBN網(wǎng)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)軟構(gòu)件符號(hào)信息及行為協(xié)議信息。提出了將軟構(gòu)件行為的進(jìn)程代數(shù)描述轉(zhuǎn)換為CBN網(wǎng)描述的轉(zhuǎn)換規(guī)則與算法，并對(duì)生成的CBN網(wǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了化簡(jiǎn)，給出了化簡(jiǎn)算法。根據(jù)Petri Net同步距離性質(zhì)計(jì)算交互的軟構(gòu)件行為之間的同步關(guān)系，得到軟構(gòu)件行為之間的映射關(guān)系的集合，即適配器描述。
　　 3.設(shè)計(jì)了一個(gè)自動(dòng)的軟構(gòu)件行為適應(yīng)框架，給出了適配器行為協(xié)議計(jì)算方法，

9、并給出了數(shù)據(jù)的處理方法。為了分析支持?jǐn)?shù)據(jù)交互的軟構(gòu)件行為不匹配問題，采用符號(hào)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(Symbolic Transition Systems,STS)作為軟構(gòu)件行為協(xié)議的圖形描述工具，并給出了STS描述與CBN網(wǎng)描述之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。用死鎖來判斷軟構(gòu)件行為不匹配的發(fā)生。根據(jù)軟構(gòu)件行為協(xié)議描述及適配器描述自動(dòng)計(jì)算適配器的行為協(xié)議。在計(jì)算適配器行為協(xié)議過程中，用一個(gè)矢量過程處理每個(gè)同步矢量中描述的軟構(gòu)件行為的交互，用一個(gè)輔助過程Store來存

10、儲(chǔ)有關(guān)接收到的數(shù)據(jù)信息。在同步矢量中描述的每個(gè)軟構(gòu)件的接收事件與存儲(chǔ)過程Store進(jìn)行交互，檢查這個(gè)事件需要的數(shù)據(jù)是否都被得到，如果沒有則需要等待直到需要的數(shù)據(jù)都被得到。這種對(duì)數(shù)據(jù)的處理過程可以實(shí)現(xiàn)對(duì)消息順序的重新排序。
　　 4.采用形式化方法從適配器的安全性、活性、有界性、信息完整性等方面進(jìn)行適配器有效性的驗(yàn)證。
　　 5.最后，以一個(gè)分布式計(jì)算環(huán)境下的應(yīng)用案例一移動(dòng)小額支付視頻點(diǎn)播系統(tǒng)為例，詳細(xì)介紹了本文中提出的自