·1214· 北京科技大学学报 第34卷 是基于语义的a.本文研究的主要内容是在获得 流模板的服务性质分析，本文将模板之间的关系归 了匹配的服务工作流模板集合之后，如何根据模板 纳为输入依赖关系、输入/输出依赖关系、资源依赖 集合中服务工作流模板之间的关系，在服务工作流 关系和资源冲突关系四种，定义如下 执行过程中动态的优化组合服务工作流模板. 定义1输入依赖关系：假设两个服务工作流 1 服务工作流模板 模板WFTemplate:和WFTemplate,nput:和Input; 分别是它们的输入信息，如果Iput:=Input,则 1.1服务工作流模板定义 WFTemplate:和WFTemplate,为输入依赖关系. 目前，对于服务工作流模板，已有一些学者给出 当两个服务工作流模板间存在输入依赖关系 了模型定义：文献B]将服务工作流模板定义为一 时，它们的输入是相同的，为了节省两个服务工作流 个四元组WorkFlowTemplate=<Identity,Descrip- 模板间数据传输的时间和费用，可以将它们进行合 tion,ServiceSet,Qof>.Identity是模板的唯一标识： 并，其输出结果为两个模板输出结果的并集. Description是对模板的描述，它是一个五元组De 定义2输入/输出依赖关系：假设两个服务工 scription =Fields,Input,Output,Function,Type 作流模板WFTemplate:和WFTemplate,Input,/ >,描述的是模板涉及的领域、输入/输出信息、服务 Output,.、nput,/Output.是它们的输入输出信息，如果 功能语义以及模板类型：ServiceSet描述组成此模板 3 Input,∈Output,则WFTemplate;和WFTemplate 的服务集ServiceSet=<Services,Relations>,它包 为输入/输出依赖关系 括服务集合Services及服务关系集合Relations;Qof 当两个服务工作流模板间存在输入/输出依赖 为衡量此流程的服务质量.文献4]定义抽象工作 关系时，它们执行的先后顺序是固定的，不能颠倒也 流模板为一个五元组AT=<Dom,Des,Func,S,R 不能并行，否则会引起逻辑上的错误而使服务工作 >,Dom描述抽象模板中的抽象服务所使用的领域 流无法执行. 本体；Des是模板的功能性文字描述：Func=<In, 定义3资源依赖关系：假设两个服务工作流 Out,pre,ef>,是抽象模板所需要的输入、输出、执 模板WFTemplate:和WFTemplate,Res:和Res,分 行前件以及执行效果；S是一组组成模板的抽象服 别是它们执行所需要的资源，如果Res:nRes,≠g, 务；R是抽象服务之间的关系 则WFTemplate:和WFTemplate,为资源依赖关系. 通过对比分析，发现以上两个服务工作流模板 定义4资源冲突关系：假设两个服务工作流 定义内容大致相同，本文在定义服务工作流模板的 模板WFTemplate:和WFTemplate,存在资源依赖关 时候借鉴了以上两种定义方法.考虑到本文研究的 系，且在服务工作流执行的过程中，[StartTime:, 内容与语义无关，所以删除了上面定义中关于语义 EndTime:]∩StartTime,EndTime]≠☑，则WFTem- 的部分：同时，由于要研究的服务工作流模板间关系 plate;和WFTemplate;为资源冲突关系.其中 包括资源间的关系，所以在定义中加入了资源的属 StartTime表示服务工作流模板执行开始时间，End- 性，于是有了本文关于服务工作流模板的定义： Time表示服务工作流模板执行结束时间， WFTemplate =<ID,Function,Input/Output, 当两个服务工作流模板间存在资源依赖关系 Res,ServiceSet,Qos > 时，不能够将两模板并行执行，否则会引发资源冲 (1)D是服务工作流模板的唯一标识 突，使得两者关系变为资源冲突关系，从而会影响组 (2)Function描述了服务工作流模板的功能 合的服务工作流的性能 (3)Input/.Output描述了服务工作流模板的输 2基于模板的服务工作流的优化组合算法 入输出信息 (4)Res描述了执行服务工作流模板所需要的 网络环境处于不断变化之中，服务可能随时加 资源 入或退出网络，服务能力也处于不断变化之中，这样 (S)ServiceSet描述组成服务工作流模板的服 就要求服务工作流必须能够适应服务的动态变化 务集ServiceSet=<Services,Relations>,它包括服 同时，虽然根据推理组合模板而成的服务工作流逻 务集合Services以及服务关系集合Relations. 辑上是正确的，但是结构上并不是最优的.所以，在 (6)Q0s是服务工作流模板的服务质量 服务工作流执行过程中动态优化组合服务工作流十 1.2服务工作流模板间的关系 分必要. 定义了服务工作流模板之后，通过对服务工作 Petri网是一种可以用来对具有并发、异步、不北 京 科 技 大 学 学 报 第 34 卷 是基于语义的［4，6］． 本文研究的主要内容是在获得 了匹配的服务工作流模板集合之后，如何根据模板 集合中服务工作流模板之间的关系，在服务工作流 执行过程中动态的优化组合服务工作流模板． 1 服务工作流模板 1. 1 服务工作流模板定义 目前，对于服务工作流模板，已有一些学者给出 了模型定义: 文献［3］将服务工作流模板定义为一 个四 元 组 WorkFlowTemplate = ＜ Identity，Descrip￾tion，ServiceSet，Qof ＞ ． Identity 是模板的唯一标识; Description 是对模板的描述，它是一个五元组 De￾scription = ＜ Fields，Input，Output，Function，Type ＞ ，描述的是模板涉及的领域、输入/输出信息、服务 功能语义以及模板类型; ServiceSet 描述组成此模板 的服务集 ServiceSet = ＜ Services，Relations ＞ ，它包 括服务集合 Services 及服务关系集合 Relations; Qof 为衡量此流程的服务质量． 文献［4］定义抽象工作 流模板为一个五元组 AT = ＜ Dom，Des，Func，S，R ＞ ，Dom 描述抽象模板中的抽象服务所使用的领域 本体; Des 是模板的功能性文字描述; Func = ＜ In， Out，pre，eff ＞ ，是抽象模板所需要的输入、输出、执 行前件以及执行效果; S 是一组组成模板的抽象服 务; R 是抽象服务之间的关系． 通过对比分析，发现以上两个服务工作流模板 定义内容大致相同，本文在定义服务工作流模板的 时候借鉴了以上两种定义方法． 考虑到本文研究的 内容与语义无关，所以删除了上面定义中关于语义 的部分; 同时，由于要研究的服务工作流模板间关系 包括资源间的关系，所以在定义中加入了资源的属 性，于是有了本文关于服务工作流模板的定义: WFTemplate = ＜ ID，Function，Input /Output， Res，ServiceSet，Qos ＞ ． ( 1) ID 是服务工作流模板的唯一标识． ( 2) Function 描述了服务工作流模板的功能． ( 3) Input /Output 描述了服务工作流模板的输 入输出信息． ( 4) Res 描述了执行服务工作流模板所需要的 资源． ( 5) ServiceSet 描述组成服务工作流模板的服 务集 ServiceSet = ＜ Services，Relations ＞ ，它包括服 务集合 Services 以及服务关系集合 Relations． ( 6) Qos 是服务工作流模板的服务质量． 1. 2 服务工作流模板间的关系 定义了服务工作流模板之后，通过对服务工作 流模板的服务性质分析，本文将模板之间的关系归 纳为输入依赖关系、输入/输出依赖关系、资源依赖 关系和资源冲突关系四种，定义如下． 定义 1 输入依赖关系: 假设两个服务工作流 模板 WFTemplatei 和 WFTemplatej ，Inputi 和 Inputj 分别是 它 们 的 输 入 信 息，如 果 Inputi = Inputj ，则 WFTemplatei和 WFTemplatej 为输入依赖关系． 当两个服务工作流模板间存在输入依赖关系 时，它们的输入是相同的，为了节省两个服务工作流 模板间数据传输的时间和费用，可以将它们进行合 并，其输出结果为两个模板输出结果的并集． 定义 2 输入/输出依赖关系: 假设两个服务工 作 流 模 板 WFTemplatei 和 WFTemplatej ，Inputi / Outputi、Inputj /Outputj 是它们的输入输出信息，如果 Inputi ∈ Outputj ，则 WFTemplatei 和 WFTemplatej 为输入/输出依赖关系． 当两个服务工作流模板间存在输入/输出依赖 关系时，它们执行的先后顺序是固定的，不能颠倒也 不能并行，否则会引起逻辑上的错误而使服务工作 流无法执行． 定义 3 资源依赖关系: 假设两个服务工作流 模板 WFTemplatei 和 WFTemplatej ，Resi 和 Resj 分 别是它们执行所需要的资源，如果 Resi∩Resj≠$， 则 WFTemplatei 和 WFTemplatej 为资源依赖关系． 定义 4 资源冲突关系: 假设两个服务工作流 模板 WFTemplatei 和 WFTemplatej 存在资源依赖关 系，且在服务工作流执行的过程中，［StartTimei， EndTimei ］∩［StartTimej ，EndTimej ］≠$，则 WFTem￾platei 和 WFTemplatej 为 资 源 冲 突 关 系． 其 中 StartTime表示服务工作流模板执行开始时间，End￾Time 表示服务工作流模板执行结束时间． 当两个服务工作流模板间存在资源依赖关系 时，不能够将两模板并行执行，否则会引发资源冲 突，使得两者关系变为资源冲突关系，从而会影响组 合的服务工作流的性能． 2 基于模板的服务工作流的优化组合算法 网络环境处于不断变化之中，服务可能随时加 入或退出网络，服务能力也处于不断变化之中，这样 就要求服务工作流必须能够适应服务的动态变化． 同时，虽然根据推理组合模板而成的服务工作流逻 辑上是正确的，但是结构上并不是最优的． 所以，在 服务工作流执行过程中动态优化组合服务工作流十 分必要． Petri 网是一种可以用来对具有并发、异步、不 ·1214·