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1、第30卷第4期苏州大学学报(工科版)Vol30No.42010年8月JOURNALOFSUZHOUUNIVERSITY(ENGINEERINGSCIENCEEDITION)Aug.2010文章编号:1673-047X(2010)-04-0014-06基于有色Petri网的Web服务组合建模与分析111,2张侃,朱稷涵,张广泉(1.苏州大学计算机科学与技术学院,江苏苏州215006;2.中国科学院软件研究所计算机科学国家重点实验室,北京100080)摘要:形式化定义了Web服务组合过程中的5种基本逻辑结构,并采用有色Petri网表示,然后将其抽象为服务的代数运算
2、;在此基础上,提出了经过服务运算后得到的服务的性质及组合服务的构造方法;最后通过实例分析,说明该建模方法可以保证组合的服务是正确且可终止的。关键词:有色Petri网;Web服务组合;建模;可达性分析中图分类号:TP311文献标识码:A0引言随着互联网的高速发展,面向服务计算(SOC)已经成为近年来软件领域研究的主要内容之一。而作为SOC构成基础的Web服务,在电子商务、企业应用整合(EAI)等方面占据着越来越重要的地位。Web服务具有松散耦合、平台无关、技术开放等特点,故适合在互联网这种异构、开放的环境下发布和使用。而在构成复杂的Web服务时,需要将已有的Web服务进
3、行正确的组合。因此,如何正确地组合Web服务成为有效利用这些服务的关键。为此,根据Web服务组合过程中的逻辑结构,本文定义了Web服务组合的5种基本结构,并提出了通过这些结构形成的服务的性质及组合服务的构造方法。1基于有色Petri网的Web服务组合模型Petri网具有异步和并发的特点、形式化的语义及图形化的表示,因此它常常被用做Web服务的组合和分析。但是,普通的Petri网不能描述Web服务内部的信息流,而有色Petri网通过采用着色Token的方法,弥补了这一缺陷,使有色Petri网可以完整地描述Web服务模型。本文限于篇幅,只给出有色Petri网的基本概念。1.1基本
4、概念定义1有色Petri网(ColoredPetriNe,tCPN)是一个七元组CPN=(,P,T,F,E,C,G),其中(P,T,F)为一个网:为颜色的非空有限集,={Msg,Value,String},其中:Msg表示控制信息,Value表示传递的数值,String表示传递的字符串值,下文的颜色集若无特殊说明,则统一使用此处的,并不再声明;P为有限状态库所集;T为有限变迁库所集;F为有限弧集,F(P!T)∀(T!P);E为弧函数,E:F#Boolexpression,表示一个弧到一个布尔表达式的映射,其中:fF:Type(E(f))=C(p)MS∃Ty
5、pe(Var(E(f)))!,p为f连接的库所,C(p)MS表示p处颜色集合,E表示调用Web服务时收稿日期:2010-03-24作者简介:张侃(1988-),男,主要研究方向为Web服务、Petri网理论。基金项目:中国科学院计算机科学国家重点实验室开放课题(编号SYSKF0908);江苏省高校自然科学基金项目(编号08KJB520010);苏州大学国家级大学生创新性实验计划项目(编号101028524)。第4期张侃,朱稷涵,张广泉:基于有色Petri网的Web服务组合建模与分析15输入、输出的参数;C为颜色函数,C:P#,C(p)表示p中的颜色类型属于;
6、G为卫式函数,G:T#Boolexpression,其中:tT:Type(Var(G(t)))!(Type(G(t))=Boolean,G表示调用一个服务时除输入外要满足的条件。本文主要讨论Web服务的内部结构,因此,对于用于服务发现和服务调用的信息不再赘述。而对于主要的服务网模型,定义如下:定义2一个服务WS的服务网(servicesnet)的CPN模型为WSN=(,P,T,F,E,C,G,In,Out),其中:(,P,T,F,E,C,G)为一个CPN;In为WS的输入库所,其中:xP∀T:(x,In)∀F,表示In没有前集;Out为Ws的输出库所,其中:xP
7、∀T:(Ou,tx)∀F,表示Out没有后集。根据服务的粒度,可以将服务分为两种:基本服务和组合服务。基本服务只有一种基本结构,而组合服务包括4种:Sequence、Concurrence、Recycle和Choose。定义3基本服务具有原子性,即不能再分,只需调用自身的功能便可完成任务,它是组成Web服务的基础。对于基本服务S,可以构造其CPN模型WSN=(,P,T,F,E,C,G,In,Out),如图1所示,其中:P={In,Out};T={t};F={
