分類號 密級 U D C 編號 中國科學(xué)院研究生院 碩士學(xué)位論文 擎事務(wù)處理框架的設(shè)計與實現(xiàn) 指導(dǎo)教師 鐘華 研究員 中國科學(xué)院軟件研究所 申請學(xué)位級別 碩士 學(xué)科專業(yè)名稱 計算機(jī)軟件與理論 論文提交日期 論文答辯日期 培養(yǎng)單位 中國科學(xué)院軟件研究所 學(xué)位授予單位 中國科學(xué)院研究生院 答辯委員會主席 金芝 研究員中國科學(xué)院軟件研究所 碩士學(xué)位論文 獨創(chuàng)性聲明 本人聲明所呈交的論文是我個人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明。 簽名： _ 日期： _ 關(guān)于論文使用授權(quán)的說明 本人完全了解中國科學(xué)院軟件研究所有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：中國科學(xué)院軟件研究所有權(quán)保留送交論文的復(fù)印件，允許論文被查閱和借閱；中國科學(xué)院軟件研究所可以公布論文的全部或部分內(nèi)容，可以采用影印、縮印或其它復(fù)制手段保存論文。 （保密的論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定） 簽名： _ 導(dǎo)師簽名： _ 日期： _ 中 國科學(xué)院軟件研究所 摘要 i 摘 要 務(wù)規(guī)范族中服務(wù)復(fù)合層的重要標(biāo)準(zhǔn)。 持 通過 對 務(wù)的編制(建模業(yè)務(wù)流程， 從而 使編程人員能夠集中關(guān)注業(yè)務(wù)邏輯。但是，目前的 言缺乏事務(wù)創(chuàng)建，提交，上下文傳播等原語，使得其與 一方面，在面向服務(wù)的計算環(huán)境下，許多應(yīng)用場景需要松弛事務(wù)模型來保證事務(wù)性復(fù)合服務(wù)的原子性。 針對這些問題，論文提出了 擎事務(wù)服務(wù)的概念模型。它在 務(wù)協(xié)調(diào)框 架的基礎(chǔ)上，刻畫了 擎事務(wù)服務(wù)的處理需求，劃分了相關(guān)角色，并描述了有關(guān)組件的功能。并且，從 程充當(dāng)事務(wù)發(fā)起者與事務(wù)參與者兩種 典型 場景，分別描述了不同角色及組件之間的交互關(guān)系和處理流程。同時，模型中還引入基于應(yīng)用語義的松弛事務(wù)模型來保證事務(wù)性復(fù)合服務(wù)的松弛原子性，應(yīng)用 面向方面編程 (術(shù) 作為 擎與事務(wù)服務(wù)的集成技術(shù)。 在 擎事務(wù)服務(wù)概念模型指導(dǎo)下， 論文為 擎 計并實現(xiàn)了一個事務(wù)處理框架 持 務(wù)事務(wù)規(guī)范 定義的兩種事務(wù)類型，并具備用戶自定義的松弛原子性保障能力，從而提高了 程運行的可靠性，增強(qiáng) 了 為企業(yè)級流程運行平臺的競爭力。 最后， 論文 設(shè)計并實現(xiàn)了一個應(yīng)用案例，展示了 擎事務(wù)服務(wù) 的 實用性 ，并對 行了功能和非功能方面的測試 ，說明了其可用性 。 關(guān)鍵詞 ： 務(wù)事務(wù)，松弛原子性， 英文摘要 i is an on an by it is to is no to as On in is to a We of on We of We to of as of a is It to of it a we a on it to 目錄 i 目 錄 第一章 緒論 . 1 究背景 . 1 向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu) . 1 務(wù)復(fù)合的提出 . 2 務(wù)復(fù)合的異常處理和事務(wù)支持 . 3 文的研究問題 . 4 文工作 . 4 文組織 . 5 第二章 事務(wù)處理與 務(wù)技術(shù) . 6 務(wù)處理技術(shù) . 6 布事務(wù) . 6 務(wù)并發(fā)控制 . 8 務(wù)恢復(fù) . 9 務(wù)技術(shù) . 10 務(wù)的技術(shù)基礎(chǔ) . 11 范 . 12 務(wù)事務(wù)規(guī)范 . 15 于應(yīng)用語義的松弛事務(wù)模型 . 19 第三章 擎的事務(wù)服務(wù) . 23 擎事務(wù)服務(wù)的概念模型 . 23 務(wù)協(xié)調(diào)框架 . 23 . 25 弛原子性執(zhí)行保障 . 29 事務(wù)服務(wù)的集成技術(shù) . 32 OP . 32 用 成 事務(wù)服務(wù) . 33 第四章 務(wù)處理框架的設(shè)計與實現(xiàn) . 35 介 . 35 計目標(biāo) . 36 體架構(gòu)與模塊介紹 . 36 . 37 . 39 . 39 . 41 . 44 . 45 設(shè)計與實現(xiàn) . 46 署描述符 . 47 署和運行時 支持 . 48 擎擴(kuò)展 . 49 第五章 務(wù)處理框架應(yīng)用案例及系統(tǒng)測試 . 51 中國科學(xué)院軟件研究所 擎事務(wù)處理框架的設(shè)計與實現(xiàn) 例背景 . 51 部服務(wù) . 51 程 . 53 戶端 . 53 試方案 . 54 試結(jié)果分析及結(jié)論 . 56 能測試結(jié)果 . 56 能測試結(jié)果 . 56 第六章 結(jié)束語 . 60 文的主要貢獻(xiàn) . 60 一步的工作 . 60 附錄 署描述符 . 62 參考文獻(xiàn) . 66 發(fā)表文章目錄 . 70 致 謝 . 71 中國科學(xué)院軟件研究所 第一章 緒論 1 第一章 緒論 本章介紹研究背景、論文工作和論文組織。 究背景 二十世紀(jì)九十年代末，隨著分布式對象技術(shù)和 術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了務(wù) (術(shù) 。 務(wù)是指那些由 標(biāo) 識的應(yīng)用組件，其接口和綁定信息可以通過 義、描述和查找；同時， 務(wù)通過基于議的 息，可與其它軟件 、 應(yīng)用直接交互 1。 換言之， 務(wù)就是可以通過標(biāo)準(zhǔn)的 議訪問的應(yīng)用組件，它不依賴于特定的硬件、操作系統(tǒng)和編程環(huán)境 。 通過上述定義可知， 務(wù) 提供 了 一種一致化編程模型，從而在企業(yè)內(nèi)外都可以利用通用的 信息 基礎(chǔ)設(shè)施 和 以一種通用的方法進(jìn)行 業(yè)務(wù) 集成 。 務(wù)的出現(xiàn) 使 得業(yè)務(wù) 集成比以前更快、更容易而且更便宜 ，并且 實現(xiàn)了業(yè)務(wù)功能的松散集成 。充分 利用現(xiàn)有的語言 、 平臺 以及 遺留 應(yīng)用，可以以一種增量的方式來集成和應(yīng)用 務(wù) 。 企業(yè)業(yè)務(wù)集成也因此逐步過渡到以 務(wù)為基礎(chǔ)的面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)之上，但是，如何在面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)上實現(xiàn)靈活多變的企業(yè)業(yè)務(wù)集成，成為目前迫切需要解決的一個主要問題 2,3,4。在面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)中，需要將企業(yè)內(nèi)部的整個價值鏈分為較小的服務(wù)單元，不僅可以將應(yīng)用之間的交互標(biāo)準(zhǔn)化，而且可以為業(yè)務(wù)流程提供更多的靈活性。因此，面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)首先解決了如何描述和組織服務(wù)的問題，以便服務(wù)可以被動態(tài)地、自動地發(fā)現(xiàn)和使用。而 務(wù)發(fā)布的服務(wù)模塊組合起來，使之成為銜接以 務(wù)為基礎(chǔ)的信息基礎(chǔ)設(shè)施和企業(yè)業(yè)務(wù)應(yīng)用集成之間的橋梁。 向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu) 隨著企業(yè)業(yè)務(wù)集成對靈活性和多樣性要求的提高，以及各種新技術(shù)的出現(xiàn)和成熟致使目前的 分布式對象技術(shù) 發(fā)生了深刻的變化 。 “軟件成為服務(wù)”帶來了 一種新的 軟件架構(gòu)的出現(xiàn) 一般而言， 有三種類型的角色：服務(wù)提供者、服務(wù)請求者和服務(wù)代理者 。 圖 述了相關(guān)的角色和角色之間的交互行為 。 服務(wù)提供者托管 可通過網(wǎng)絡(luò)訪問應(yīng)用組件 (服務(wù)的一個實現(xiàn) )，定義服務(wù)描述并把它發(fā)布到服務(wù)代理者，同時，響應(yīng)對所提供服務(wù)的請求；服務(wù)請求者通過服務(wù)代理者查找所需的業(yè)務(wù)服務(wù)并調(diào)用該服務(wù)來實現(xiàn)業(yè)務(wù)解決方案；服務(wù)代理者管理已經(jīng)發(fā)布的服務(wù)，產(chǎn)生由服務(wù)提供者發(fā)布的軟件接口并根據(jù)注冊分類提供業(yè)務(wù)服務(wù)的查詢服務(wù) 。 在這些角色之間使用三種基本操作：發(fā)服 務(wù) 代 理 者S e r v i c eB r o k e 請 求 者S e r v i c eR e q u e s t o F i n B i n P u b l i s 提 供 者S e r v i c eP r o v i d e 向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu) 中國科學(xué)院軟件研究所 擎事務(wù)處理框架的設(shè)計與實現(xiàn) 2 布 (作，使服務(wù)提供者可以向服務(wù)代理者注冊自己的功能和訪問接口；發(fā)現(xiàn) (作使服務(wù)請求者可以通過服務(wù)代理者查找所需的服務(wù)；綁定 (作將服務(wù)綁定于服務(wù)提供者之上 。 目 前，基于 務(wù)的 成為 企業(yè) 計算新的發(fā)展方向，即，企業(yè)用務(wù)方式提供自己的業(yè)務(wù)功能，各種客戶可以撇開實現(xiàn)服務(wù)的具體技術(shù)，查找和綁定這些服務(wù)，這種企業(yè)計算模式 和其它企業(yè) 計算模式 的不同之處在于 前者能 提供業(yè)務(wù)敏捷性 ，即企業(yè)能快速、有效地響應(yīng)變化并且利用各種變化獲得競爭優(yōu)勢 5。 這種業(yè)務(wù)敏捷性能否真正獲得還取決于該計算模式的實現(xiàn) 。 在 企業(yè)信息基礎(chǔ)設(shè)施之上集成涵蓋整個業(yè)務(wù)流程的企業(yè)業(yè)務(wù)應(yīng)用， 一方面 ， 提供服務(wù) 的信息基礎(chǔ)設(shè)施必須滿足業(yè)務(wù)需求的動態(tài)變化 ，另一方面， 業(yè)務(wù)模型也要能適應(yīng)信息基礎(chǔ)設(shè)施 的 變遷和多樣性 。 因此，在業(yè)務(wù)模型和信息基礎(chǔ)設(shè)施之間，需要有新的中間模型作為中介，使得企業(yè)業(yè)務(wù)需求的任何變化，都可以反映到中間模型中；同樣，該中間模型需要適應(yīng) 底層 的信息基礎(chǔ)設(shè)施變化，屏蔽信息基礎(chǔ)設(shè)施的變化對業(yè)務(wù)模型的影響 。 具體來說，在基于 務(wù)的 實現(xiàn)業(yè)務(wù)集成，需要 一種能夠以平臺無關(guān)的方式充分反映 企業(yè) 業(yè)務(wù) 流程的 服務(wù) 模型及相關(guān)工具；而且該模型及相關(guān)工具應(yīng)該支持對組成企業(yè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的 務(wù)的描述，支持 務(wù)之間的交互關(guān)系、復(fù)合模式以及應(yīng)該滿足的約束關(guān)系的定義和支持 從 服務(wù) 模型自動生成 運行 代碼 。 通過 創(chuàng)建位于 企業(yè)業(yè)務(wù) 和 底層 信息基礎(chǔ)設(shè)施 之間的抽象 的中間模型，進(jìn)而保證底層技術(shù)的實現(xiàn)與企業(yè)業(yè)務(wù)需求的一致性 。 務(wù)復(fù)合的提出 上文中我們提到 在企業(yè)業(yè)務(wù) 和底層 信息基礎(chǔ)設(shè)施 之間的 中間模型，可以保證底層技術(shù)的實現(xiàn)與企業(yè)業(yè)務(wù)需求的一致性 。 而 務(wù)復(fù)合 (可以反映企業(yè)業(yè)務(wù)模型的變化，又可以適應(yīng) 以 務(wù)為基礎(chǔ)的信息基礎(chǔ)設(shè)施的變遷 。 近年來，隨著 務(wù)復(fù)合研究的展開，不同的研究人員對 務(wù)復(fù)合的概念有著不同的認(rèn)識 . 以下我們列舉幾個具有代表性的定義，它們從不同的角度對 務(wù) 復(fù)合進(jìn)行了描述： 司的定義 6： 務(wù)復(fù)合是支持業(yè)務(wù)流程邏輯的一組 務(wù)，其本身既可以是最終的應(yīng)用，也可以是新的 務(wù)，復(fù)合是通過確定不同務(wù)的執(zhí)行順序和 務(wù)之間的復(fù)雜交互來實現(xiàn) 。 斯坦福大學(xué) 組的定義 7： 務(wù)復(fù)合就是研究如何通過復(fù)合自治的 務(wù)而獲得新的功能的問題，通過復(fù)合有助于減少新應(yīng)用的開發(fā)時間和費用 。 驗室的定義 8： 務(wù)復(fù)合實際上是服務(wù)提供者將已有的 務(wù)作為新的服務(wù)的構(gòu)筑模塊重用，并且在總體上實現(xiàn)對各個模塊的增值 。 這種增 值體現(xiàn)在新的服務(wù)滿足特定需求的能力，以及可以提供更高的可用性和障 。 佐治亞大學(xué) 計算機(jī)系的定義 9： 務(wù)復(fù)合主要研究用于服務(wù)復(fù)合的方法論和用于建模的服務(wù)和功能的抽象方式 。 從上述定義可以看出， 務(wù)復(fù)合的本質(zhì)是協(xié)調(diào)若干 務(wù)共同工作，它在面向服務(wù)的企業(yè)計算模式中扮演著 中間 模型的角色，即通過 務(wù)的復(fù)合，最終能靈活實現(xiàn)上層的業(yè)務(wù)模型，屏蔽底層 信息基礎(chǔ)設(shè)施 的變遷 。 從 理論上中國科學(xué)院軟件研究所 第一章 緒論 3 講 ，新的 業(yè)務(wù)應(yīng)用 可以 由 一系列 務(wù)方便地 復(fù)合 ，而且這個過程不需要任何編程工作 。 可視化工具能夠把多個服務(wù)按照合適的 次序連接在一起，并生成實施復(fù)合操作所必需的消息代碼 . 因此，如何復(fù)合這些已有的、自治的 務(wù)構(gòu)筑企業(yè)新的業(yè)務(wù)應(yīng)用的問題也成為軟件工程領(lǐng)域一個新的熱點問題 10. 依據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的不同，我們將 務(wù)復(fù)合技術(shù)分為面向流程、面向數(shù)據(jù)和面向語義三類： 面向流程的 務(wù)復(fù)合，主要通過協(xié)調(diào)分散的局部業(yè)務(wù)功能，解決企業(yè)業(yè)務(wù)應(yīng)用的問題 6,11。 多數(shù)采用工作流或者與之相類似的流程引擎來透明地調(diào)度和管理 務(wù)；并且提供諸如事務(wù)、可靠消息傳遞等功能保證 務(wù)復(fù)合的可用性和可靠性 . 面向數(shù)據(jù)的 務(wù)復(fù) 合，主要處理數(shù)據(jù)密集型企業(yè)應(yīng)用中的兩類問題：一類是異構(gòu)數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)處理 12；另一類是對物理上分布的，而且無法實現(xiàn)集中處理的數(shù)據(jù) (例如在全球各地的天文觀測數(shù)據(jù) 13,14)的處理 。 不同數(shù)據(jù)源產(chǎn)生的數(shù)據(jù)本身僅能提供 務(wù)復(fù)合所需數(shù)據(jù)的部分?jǐn)?shù)據(jù) 。 如何組織相關(guān)的務(wù)并從中獲取所需數(shù)據(jù)，并在此基礎(chǔ)上提供數(shù)據(jù)的匯總和分析等功能，便成為該類型 務(wù)復(fù)合的基本任務(wù) 。 面向語義的 務(wù)復(fù)合，已有的 務(wù)描述標(biāo)準(zhǔn)都不能描述 務(wù)的語義，通過構(gòu)造 務(wù)復(fù)合的語義模型，使得可以利用高層的抽象模型而不需要底層具體的程序?qū)崿F(xiàn)來描述 務(wù)復(fù)合 。 主要難點集中在 務(wù) . 5(稱 范是目前支持 面向流程的 務(wù)復(fù)合的主流規(guī)范，它使編程人員專注于業(yè)務(wù)邏輯，通過對 務(wù) 的編制 (實現(xiàn)業(yè)務(wù)流程 。 同時 用 述 的業(yè)務(wù)流程是完全可執(zhí)行 和 可移植的 ，因此 一步分離了業(yè)務(wù)邏輯與實現(xiàn)細(xì)節(jié)，提 高了業(yè)務(wù)流程構(gòu)建的敏捷性。 務(wù)復(fù)合的異常處理和事務(wù)支持 事務(wù)處理技術(shù)是保證信息可靠性和一致性的重要技術(shù)。事務(wù)的概念最早來源于數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，被用來確保應(yīng)用程序?qū)?shù)據(jù)庫訪問的一致性和可靠性。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展以及應(yīng)用需求的變化，以往的集中式應(yīng)用演化為網(wǎng)絡(luò)分布應(yīng)用，事務(wù)處理技術(shù)也發(fā)展為分布式事務(wù)處理。 當(dāng)包含在 務(wù)復(fù)合中的 務(wù)發(fā)生異常時，需要有一套相應(yīng)的異常處理機(jī)制 16，而事務(wù)是提高系統(tǒng)可靠性和容錯能力的一項關(guān)鍵技術(shù) 。 和傳統(tǒng)的分布式事務(wù)不同，在復(fù)合 務(wù)環(huán)境中，因為不同的 務(wù) 實現(xiàn)可能采用不同的實現(xiàn)技術(shù)，以及執(zhí)行時間的長短不一，所以支持 務(wù)的事務(wù) 處理 必須能夠支持這種自治 。 另一方面，由于事務(wù)的參與者之間沒有統(tǒng)一的事務(wù)語義、事務(wù) 上下文 表示和協(xié)調(diào)協(xié)議，而 上下文表示 、服務(wù)的協(xié)調(diào)和管理又需要以一種松散的和非集中的方式進(jìn)行 17，所以， 務(wù) 事務(wù)是一種建立在不同事務(wù) 性 服務(wù)和非事務(wù)性服務(wù)實現(xiàn)之上的全局事務(wù) 。 務(wù)復(fù)合需要提供新型的事務(wù) 處理 機(jī)制，能夠描述和實現(xiàn) 務(wù)進(jìn)行事務(wù)交互的模式 。 新型的事務(wù)機(jī)制應(yīng)能和 務(wù)交互的松散耦合特性相適應(yīng) 。 以 8,19(簡稱 )為代表的 務(wù)事務(wù)規(guī)中國科學(xué)院軟件研究所 擎事務(wù)處理框架的設(shè)計與實現(xiàn) 4 范 給出了 支持異構(gòu)事務(wù)處 理平臺及協(xié)議之間互操作 的技術(shù)解決方案 。不同的事務(wù)參與者通過對自身處理機(jī)制的包裝 實現(xiàn)相互協(xié)作來完成分布式事務(wù)的處理過程。其中， 范提供了支持現(xiàn)有的各種標(biāo)準(zhǔn)事務(wù)機(jī)制的協(xié)調(diào)框架，這個框架提供了活動的激活、注冊和協(xié)調(diào)方面的服務(wù)，以實現(xiàn)利用預(yù)定義的協(xié)調(diào)上下文 (制活動的創(chuàng)建、協(xié)調(diào)協(xié)議的選擇和活動的提交處理 。 范則定義了可以在協(xié)調(diào)框架內(nèi)使用的原子事務(wù) 類型和業(yè)務(wù)活動事務(wù)類型。 文的 研究問題 擎 是 程的 執(zhí)行和管理 環(huán)境 ， 為了保障 以 程 形成的復(fù)合 務(wù)執(zhí)行 的 可靠性 和一致性 ，需要為 擎引入事務(wù) 處理功能 。這需要解決以下幾方面的問題： (1) 關(guān)注點分離使 得 不同層次 的 務(wù) 規(guī)范依賴比較松散， 同時 也造成各個規(guī)范之間難以實現(xiàn)無縫集成。 程 開發(fā) 人員關(guān)心 業(yè)務(wù)邏輯 的編寫 ， 規(guī)范 關(guān)注的是協(xié)調(diào)協(xié)議， 業(yè)務(wù) 層次 邏輯與 系統(tǒng) 協(xié)調(diào)行為 是 分開 的 。但是在 言中缺乏事務(wù)創(chuàng)建， 提交，上下文傳播等原語而使兩個規(guī)范之間存在溝壑。 這就需要考慮 如何 引入事務(wù) 處理功能 對二者進(jìn)行集成 。 (2) 在面向服務(wù)的計算環(huán)境下，很多應(yīng)用場景使得原子事務(wù)模型的 語義 因過于嚴(yán)格而無法適用。目前的方法是通過松弛事務(wù)模型保證事務(wù)性復(fù)合服務(wù)的松弛原子性。 這需要考慮 如何在 程的事務(wù)域中既實現(xiàn)松弛原子性又可以使得 程的編程人員定義其中包含的應(yīng)用語義 。 本文針對這些 問題進(jìn)行 了 研究，并給出 了 相應(yīng)的解決方案。 文工作 論文工作主要圍繞 如何在 擎 中引入 事務(wù) 處理功能并實現(xiàn) 展開研究： (1) 擎事務(wù)服務(wù)的概念模型 論文 分析 擎 事務(wù) 服務(wù)的 處理需求 ，劃分相關(guān)角色，并描述相關(guān)職責(zé)和功能， 以 義的 務(wù)協(xié)調(diào)框架為基礎(chǔ) ， 提出 擎事務(wù)服務(wù)的概念模型。從 程充當(dāng)事務(wù)發(fā)起者與事務(wù)參與者兩個場景 ，分別討論概念模型中不同角色及組件之間的交互關(guān)系和處理流程。 再 在中科院軟件所軟件工程 技術(shù) 中心提出的基于應(yīng)用語義的松弛事務(wù)模型 20的基礎(chǔ)上討論如何解決在 程中支持用戶自定義松弛原子性的問題。 (2) 擎與事務(wù)服務(wù)的集成技術(shù) 在引入事務(wù)服務(wù) 模型 之后， 擎 需要一種 支持其 與事務(wù)服務(wù)交互 的 機(jī)制。要達(dá)到這個目的可以有多種選擇，如說通過擴(kuò)展 范增加支持事務(wù)處理的語言要素來實現(xiàn) 21， 但這將影響 程的可移植性。我們將研究如何在保持 現(xiàn)有規(guī)范的基礎(chǔ)上 對 擎 與事務(wù)服務(wù)進(jìn)行集成 。 在部署時為 動配置有關(guān)的事務(wù)屬性 ， 在運行時對事務(wù)邊界進(jìn)行 界定與控制 。 (3) 務(wù)處理框架的設(shè)計與實現(xiàn)： 中國科學(xué)院軟件研究所 第一章 緒論 5 由中科院軟件所軟件工程中心開發(fā)的 擎，我們在基礎(chǔ)上設(shè)計并 實現(xiàn) 了 事務(wù) 處理框架 使 得 持 由 范 所定義的兩種事務(wù)類型，同時 具備 支持用戶自定義松弛原子性的 特色，從而提高 了 程 執(zhí)行 的可靠性，增強(qiáng) 為企業(yè)級流程運行平臺的競爭力 。此外，我們還 通過 一個 應(yīng)用案例 展示 了 系統(tǒng)的 使用 ， 并進(jìn)行了系統(tǒng)的功能和非功能測試，說明 了 其 可用 性 。 文組織 論文的后續(xù)章節(jié)按以下方式組織： 第二章 介紹事務(wù)處理技術(shù)和 務(wù) 技術(shù) 。 我們介紹了事務(wù)處理的關(guān)鍵技術(shù)和 務(wù)技術(shù)的 概況。其中特別詳細(xì)介紹了 務(wù)中的兩個規(guī)范：一個是 支持 務(wù)復(fù)合的 范； 另 一個是 用于 務(wù)事務(wù)的 規(guī)范 。 此外，我們還簡單介紹了基于應(yīng)用語義的松弛事務(wù)模型的基本概念。 第三章介紹 擎的事務(wù)服務(wù)。我們首先介紹了 務(wù)協(xié)調(diào)框架的體系結(jié)構(gòu) 。在此基礎(chǔ)上， 提出了 擎事務(wù)服務(wù)的概念模型， 從 程作為事務(wù)發(fā)起者和事務(wù)參與者兩個角度刻畫 了其處理流程 。同時，描述了松弛原子性執(zhí)行保障算法 。最后，我們介紹了一種將 擎 與事務(wù)服務(wù)進(jìn)行集成的技術(shù)： 22，它是在 范的 基礎(chǔ)上 ， 擎與事務(wù)服務(wù)的 一種 交互支持機(jī)制。同時它還可用于支持為 動配置其他的基礎(chǔ)服務(wù)，以實現(xiàn) 擎處理的靈活性和可擴(kuò)展性。 第四章主要介紹 務(wù)處理框架 (設(shè)計與實現(xiàn)。我們 以 基礎(chǔ)對 擎事務(wù)服務(wù)概念模型中事務(wù)處理框架組件的一個具體實現(xiàn)。論文分析了 設(shè)計 目標(biāo) ，體系結(jié)構(gòu)，主要模塊的設(shè)計與實現(xiàn)。作為 事務(wù)服務(wù)的集成技術(shù)，論文還簡單討論了 設(shè)計與 實現(xiàn) 。 第五章介紹 務(wù)處理框架應(yīng)用案例。本章 將 介紹一個與真實應(yīng)用背景比較接近的應(yīng)用案例 。我們 設(shè)計和實現(xiàn)了 案例中的 程，外部服務(wù)，測試客戶端等，從而 展示了 務(wù) 服務(wù) 的實用性 。在此基礎(chǔ)上，我們還對了簡單的功能和性能方面的測試。 最后，第六章對全文工作進(jìn)行總結(jié)。我們列舉了論文工作的主要貢獻(xiàn)，并且對進(jìn)一步研究提出展望。 中國科學(xué)院軟件研究所 擎事務(wù)處理框架的設(shè)計與實現(xiàn) 6 第二章 事務(wù)處理與 本章將介紹與論文研究內(nèi)容相關(guān)的背景知識。首先介紹事務(wù)處理的關(guān)鍵技術(shù)，然后介紹 務(wù)技術(shù)， 包括 務(wù)的 核心 基礎(chǔ)，以及 務(wù) 的兩個重要規(guī)范：用于 務(wù)復(fù)合的 范和用于 務(wù)事務(wù)的范。 最后，介紹 由 中科院 軟件所 軟件工程中心提出 的 關(guān)于復(fù)合 務(wù)事務(wù) 處理 的“ 基于應(yīng)用語義的松弛事務(wù)模型 ”。 務(wù)處理技術(shù) 事務(wù)處理技術(shù)是保證信息可靠性和一致性的重要技術(shù)。在引入網(wǎng)絡(luò)分布計算環(huán)境后，事務(wù)處理需要解決分布 性帶來的問題。事務(wù)作用域不再集中在單一站點，而是分布在不同的多個網(wǎng)絡(luò)站點上。涉及網(wǎng)絡(luò)上多個服務(wù)器上對象的事務(wù)稱為分布式事務(wù)。 布事務(wù) 事務(wù)是具有 性的原子操作序列。在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中的數(shù)據(jù)和處理分布在不同的站點機(jī)上，要求分布事務(wù)處理。分布式事務(wù)在結(jié)構(gòu)上可以分為平面事務(wù)和嵌套事務(wù)。為了保證事務(wù)的原子性，分布事務(wù)處理采用兩階段提交協(xié)議。 (1) 概念： 事務(wù)處理技術(shù)是保證信息可靠性和一致性的重要技術(shù)。事務(wù)是具有性的原子操作序列。事務(wù)概念最早來源于數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，用于保證應(yīng)用程序?qū)?shù)據(jù)庫訪問的一致性和可靠性。在早期應(yīng)用中，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)內(nèi)部集成的事務(wù)管理模塊提供應(yīng)用所需的事務(wù)處理功能。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展以及應(yīng)用需求的變化，應(yīng)用的數(shù)據(jù)和處理分布在不同的站點機(jī)上，事務(wù)處理技術(shù)發(fā)展為分布式事務(wù)處理，并由專門的事務(wù)處理中間件提供事務(wù)服務(wù) 23。 從客戶端的角度看，事務(wù)是由一組操作組成的原子步驟，這組操作在執(zhí)行中不受其它并發(fā)客戶端操作的影響；它們或者全部正確完成，或者在服務(wù)器故障時，消除其執(zhí)行的所有影響。這樣，事務(wù)的執(zhí) 行總是使服務(wù)器的數(shù)據(jù)從一個一致性狀態(tài)遷移到另一個一致性狀態(tài)。 事務(wù)常常被稱作“原子事務(wù)”，它總是針對可恢復(fù)對象而言具有原子性。一個事務(wù)或者完整的執(zhí)行，使它的所有效果都記錄到相關(guān)對象中；或者由于故障等原因而取消所有的效果。 為了支持故障原子性和持久性，對象必須做到可恢復(fù)性。當(dāng)服務(wù)進(jìn)程由于硬件故障或軟件錯誤而崩潰時，所有已完成事務(wù)的更新必須保留在持久存貯中，這樣，當(dāng)新服務(wù)進(jìn)程啟動后，它可以利用這些更新信息來恢復(fù)對象狀態(tài)。 在引入網(wǎng)絡(luò)分布計算環(huán)境后，事務(wù)處理需要解決分布性帶來的問題。首先，中國科學(xué)院軟件研究所 第二 章 事務(wù)處理與 務(wù)技術(shù) 7 事務(wù)作用域不再集中在單一 站點，而是分布在多個網(wǎng)絡(luò)站點上，需要訪問在不同站點機(jī)上的對象。涉及多個服務(wù)器上對象的事務(wù)稱為分布式事務(wù)。分布式事務(wù)處理涉及到更多的不同類型的共享資源，分布式事務(wù)的并發(fā)控制保證在每個服務(wù)器上事務(wù)是局部可串行化的，還要保證整體是全局可串行化的 23。 分布式事務(wù)處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 示。每個節(jié)點上都有自己的調(diào)度和數(shù)據(jù)管理，保證局部數(shù)據(jù)的一致性和可靠性。與此同時，各站點上的調(diào)度要與協(xié)調(diào)站點上的事務(wù)管理進(jìn)行遠(yuǎn)程通信，實現(xiàn)全局的分布式事務(wù)控制 23。 事務(wù)管理調(diào)度數(shù)據(jù)管理調(diào)度數(shù)據(jù)管理調(diào)度數(shù)據(jù)管理站點機(jī)A 站點機(jī)B 站點機(jī)C(2) 事務(wù)模型： 分布式事務(wù)在結(jié)構(gòu)上可以分為平面事務(wù)和嵌套事務(wù)。 在平面事務(wù)中，客戶端調(diào)用多個服務(wù)器的操作。平面事務(wù)完成一個操作之后才發(fā)起下一個操作。因此，這些事務(wù)順序訪問服務(wù)器上的對象。當(dāng)服務(wù)器被鎖住時，事務(wù)只能等待。 在嵌套事務(wù)中，頂層事務(wù)可以創(chuàng)建子事務(wù)，子事務(wù)又可以任意程度地進(jìn)行嵌套。就事務(wù)的并發(fā)訪問和故障處理而言，子事務(wù)對它的父事務(wù)是原子的。在同一個層次運行的子事務(wù)，它們可以并發(fā)運行，并且它們對數(shù)據(jù)的訪問是串行化的。每一個子事務(wù)都可獨立進(jìn)行故障處理，而不受父事務(wù)和其它子事務(wù)的影響。如果某個子事務(wù) 執(zhí)行失敗，其父事務(wù)可以啟動并運行另一個事務(wù)來完成同樣的工作。只有當(dāng)所有的子事務(wù)都完成以后，父事務(wù)才能提交或放棄。父事務(wù)放棄時，所有的子事務(wù)都被放棄。如果某個子事務(wù)放棄，父事務(wù)可以決定是否放棄。即使子事務(wù)被放棄，父事務(wù)仍