分布式软件的交互行为监测机制的设计与实现

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1、参考文献........................................................................................................................59附录........................................................................................................................63致谢.......

2、.................................................................................................................64III万方数据湖南工业大学硕士学位论文：分布式软件的交互行为监测机制的设计与实现第一章绪论1.1研究背景及意义Internet的出现使计算机软件面临的环境从静态封闭逐步走向动态开放，为适应这种发展趋势，软件系统也由集中式逐渐转变为分布式软件[1]。近年来，分布式软件在国民经济中起着越来越

3、重要的作用，诸如电信、金融和医疗领域的服务系统、交通控制系统以及电子商务系统等日益渗透到人们的工作和生活中。然而，分布式软件常常发生故障或失效，给人们的工作、生活带来不利影响，比如银行电子交易系统的失效会带来巨大的经济损失，而医疗系统的失效甚至会危及生命。随着分布式软件的规模越来越庞大、功能越来越复杂，人们对其可用性、可靠性和安全性等可信性质给予了更高的期望和要求。软件可信是指软件系统总是按照其设定目标所期望的方式运行[2]。软件本质上是代替人执行一定的行为，软件的可信性主要表现在其行为可信上，即要求软件系统的运

4、行行为及其结果总是符合人们的期望[3]。行为的可信不是凭空而来的，需监测软件实体间的交互行为，收集可信相关数据，在此基础上，依据行为监测信息，对软件行为进行在线的诊断、预测和可信评估等，进而对软件行为实施动态调控，最终提高软件行为的可信性。可见，交互行为监测在保障软件的可信性中处于基础地位。因此，如何对分布式软件的交互行为进行有效监测，是一个具有理论意义和应用价值的研究课题。在开放、动态的网络环境中，分布式软件由多个异构的软件实体松散聚合而成，实体元素可动态加入或离开系统，它们以各种协同方式进行互连、互通、协作和

5、联盟，交互行为复杂多变。尽管软件监测技术已经历了四十多年的发展，但对于分布式软件的交互行为监测来说，仍面临诸多挑战，其中以下几个问题有待探索和解决。(1)对什么进行监测的问题。由于分布式软件规模庞大且交互行为错综复杂，不可能也没必要对所有的运行行为实施监测，因此要弄清到底监测什么，明确监测对象，以控制合适的监测粒度。(2)如何进行有效监测的问题。面对规模庞大、松散聚合、行为复杂的分布式软件，对有效监测其交互行为提出了诸多要求。要求监测机制能以灵活、松散、透明的方式融入目标系统；要求能在目标系统运行过程中，灵活定制

6、监测对象，动态开启或关闭监测功能；要求能在一定程度上实现自主监测；要求能随着目标系统的规模扩展，监测规模也能进行在线扩展。1万方数据第一章绪论(3)如何提高监测效率的问题。在动态变化的网络环境中进行大规模的交互行为监测，如何保证在尽量降低监测负载的情况下，高效地收集和存储监测信息，对于提高监测效率是很重要的。由上可知，研究分布式软件的交互行为监测机制是十分必要的。因此，本文从监测对象、监测框架、监测代理、监测需求管理和监测信息管理等方面系统地研究了分布式软件的交互行为监测机制。研究监测对象，旨在明确对交互行为中哪

7、些可信相关数据进行监测；研究监测框架和监测代理，旨在对交互行为实施有效监测，捕获所需的行为信息，提高监测的透明性、独立性、动态性和可扩展性；研究监测需求管理，旨在支持动态配置、自主调整和自动部署监测需求，提高监测的可控性、自主性和可用性；研究监测信息管理，旨在尽量降低监测负载的情况下高效地收集和存储监测信息，方便对监测信息的后续处理。1.1相关研究现状及分析监测是一种在软件开发和维护中广泛使用的技术[4]，通过监测可提供系统运行实况，以便对系统进行容错处理、故障诊断和性能优化等。软件行为监测是指监测软件运行时行为

8、，收集行为信息，为行为诊断、预测和可信评估等提供基础数据。由于分布式软件应用日益广泛，其行为监测受到高度关注，国内外对此已展开了大量研究，出现了一些较为成熟的监测技术、监测工具和监测系统。在监测技术方面，主要包括基于构件包装、基于截获器、基于AOP、基于程序插桩、基于监测API、基于软件断言、基于综合约束以及一些其它方面的监测技术。在基于构件包装的监测技术方面，文[5,6