基于模板匹配的BPEL程序故障修复及优化技术

BPEL(business process execution language)是一种可执行的Web服务组合语言.与传统程序相比,BPEL程序在编程模型、执行方式等方面存在较大差异.这些新特点使得如何定位并修改测试阶段发现的BPEL程序故障成为挑战,面向传统软件的故障修复技术难以直接应用于BPEL程序.从变异分析角度出发,提出一种基于模板匹配的BPEL程序故障修复方法BPELRepair.为了克服基于变异分析的故障修复技术计算开销高的缺点,从补丁生成、测试用例选择以及终止条件3个角度提出多种优化策略.开发一个BPEL故障修复支持工具,提高故障修复的自动化程度与效率.采用经验研究的方式,评估所提故障修复技术及优化策略的有效性.实验结果表明,所提故障修复方法能够成功修复约53%的BPEL程序故障;所提优化策略能够显著降低搜索匹配、补丁程序验证、测试用例执行与故障修复等方面的开销.

A Template-Based Approach for Automatic Mapping between Business Process and BPEL Process

In order to support just-in-time reconfiguration of business process execution language （BPEL） process, a template-based mapping method is proposed to map business level process to BPEL process. The method builds up mapping relationships between the key points of business level process and BPEL process, which helps users to adjust the business level process with simplified operations, and automatically maps the changes to BPEL. In addition, a case of the application of the method in a clothing enterprise was illustrated.

A Reflective Approach for Dynamic Change of BPEL Process

WS-BPEL （Web Service Business Process Execution Language）, as an emerging workflow standard, provides a simple and effective way to construct Web Services-oriented workflows. However, to the best of our knowledge, few effort from the industry and academia has addressed the dynamic change problems of BPEL process. This paper proposes a reflective approach to solve this problem. In this paper, a formal meta-object model of process instance is defined; the behavioral consistency criterion based on this model is proposed; a set of modification primitives are given to modify the meta-object while keeping the change atomic and consistent; and in addition, the MOP is offered to provide the programming interfaces for dynamic BPEL process change.

一种基于CPN的BPEL异常处理逻辑的开发方法

针对WS-BPEL在面向服务软件异常处理方面不够完善的问题,提出了一种基于着色Petri网描述的BPEL异常处理逻辑开发方法。该方法利用着色Petri网(CPN)形式化地描述BPEL的异常处理机制,建立BPEL的异常处理CPN模型,指导对BPEL的异常处理逻辑开发,并依据此建模思想,提出了一个BPEL的异常处理CPN模型的转换工具,用以实现将异常处理的BPEL着色Petri网模型转换成对应的带异常处理的BPEL代码。该工具可在输入的原始的没有异常处理功能的BPEL代码基础上,通过动态地添加BPEL的异常处理语言成份,形成带有异常处理功能的BPEL流程。最后通过引入供应商流程案例,阐述了该方法的具体使用过程。

BPEL流程数据竞争和死锁检测算法研究

针对BPEL(Business Process Execution Language)流程中出现的数据竞争和死锁问题,提出了一种基于图理论的检测方法.首先把BPEL流程转化为BPEL片段图,然后通过求BPEL片段图中强连通分量的方式判定流程是否存在死锁;通过求BPEL片段图中节点间的可达性以判定节点间的可并发性来检测流程中的数据竞争.该方法采用约束求解技术对BPEL中的变迁条件和联合表达式进行分析,提高了检测的准确性.实际应用结果表明,该方法可以检测出流程中的数据竞争和死锁,提高流程的可靠性.

基于BPEL的Web服务快速组合框架

针对当前Web服务组合语言以及Web服务组合过程的复杂性,提出基于业务流程执行语言(BPEL)的Web服务快速组合框架。该框架用有向无环图(DAG)表示服务组合逻辑,通过对DAG解析自动生成发布工作流所需要的各种文档。对原型系统的验证结果表明,该框架能将BPEL的复杂性隐藏起来,达到Web服务快速组合的目的。

BPEL流程建模中的交叠模式分析与转换

由图形化流程建模语言生成可执行的业务流程语言(business process execution language,简称BPEL)时,对于源模型中顺序与并发结构交织的情况(称为交叠模式),传统的复制相关活动方法缺少系统分析及形式化描述.针对这一现状,提出基于工作流网的UML活动图生成BPEL方法,以自由选择工作流网作为活动图的理论基础,利用活的、有界的自由选择网系统的合成规则,定义合理的自由选择工作流网中的两种交叠模式,针对其中一种给出复制相关活动的形式化转换方法,并借助Petri网的并发正则表达式证明转换等价性,说明另一种交叠模式中复制相关活动方法的适用范围.针对BPEL流程建模及图形化流程语言生成块状语言过程中的交叠模式转换问题,给出形式化的描述与解决方法.

采用函数式语言的BPEL模型形式化验证方法

通信顺序进程(communicating sequential process,CSP)是一种经典的形式化方法,CSP_M是在CSP基础上提出的一种函数式语言。目前Web服务组合中BPEL(business process execution language)模型缺乏可执行的形式化编程语言,通过CSP_M提出了一种基于函数式语言的BPEL模型验证方法。首先给出了基于CSP_M的BPEL模型建模与验证框架;其次给出了CSP_M的进程代数定义;再次详细描述了BPEL语言到CSP以及CSP_M的映射方法;最后以一个在线购物系统为例,讨论了该方法的使用效果。实验表明该方法可以提高BPEL模型的可靠性。

基于BPEL的网格工作流系统

设计并实现了一个基于业务流程执行语言(business process execution language,BPEL)的网格工作流管理系统.针对满足网格环境中的特殊需求,如状态的交互、动态服务绑定、高吞吐量和可扩展性、界面友好的工作流定义工具等,分别提出了BPEL与Web服务资源框架(Web service resource framework,WSRF)整合方法、BPEL的简单集群架构和面向应用组件的工作流定义等.最后,给出了在中国教育科研网格公共支撑平台(ChinaGrid supporting platform,CGSP)中网格工作流系统的原型实现.实验结果表明,原型系统支持负载均衡是正确、可行和有效的.

BPEL流程静态优化技术研究

提出了一种基于同步和并发分析的业务流程执行语言(BPEL)流程静态优化算法.该算法首先利用同步分析技术对流程中的同步结构进行处理:细化流程的同步粒度、删除冗余的同步依赖和增大流程的并发度;然后采用程序依赖图对流程进行数据流与控制流分析,利用节点合并-重组算法减少流程中顺序活动的数量,进一步增大流程的并发度.实验表明,该算法能够有效提高流程的执行效率,减少流程的执行时间.

基于BPEL的电厂竞价系统设计

由于电厂竞价系统需要基于重用来灵活地应对竞价规则的频繁变更,提出采用基于Web服务的业务流程执行语言(BPEL)和面向服务架构(SOA),建立电厂竞价系统。设计了系统的架构层次和部署结构,描述了基于BPEL的系统流程管理框架。最后,应用Active VOS Desinger对电厂参与日前市场竞价的流程建模,部署到BPEL Server中,快速实现了面向竞价流程的组合服务编制和发布。

基于BPEL4WS的网格服务组合体系结构及其分析

开放网格服务基础结构 OGSI(Open Grid Services Infrastrstructure)把 Web 服务工作流引入到网格任务描述中,给出了几种 Web 服务与网格技术相融合机制,但并没有界定如何进行网格服务组合。而 BPEL4WS(BusinessProcess Execution Language for Web Services)是描述 Web 服务业务工作流的工业标准。通过对 BPEL4WS 和 OGSI在生命周期管理、Web 服务实例化和状态交互管理等方面异同的深度分析,提出了一种兼容 OGIS 并使用 BPEL4WS来合成网格服务的高层体系结构。介绍了一个电力网电能损耗理论计算的实际应用原型系统,表明该文提出的体系结构可应用于网格服务的建模和构造。

BPEL谓词约束建模及可行路径分析

为了解决由于缺乏谓词约束表达式的建模和分析带来的业务流程执行语言(business process execution language,BPEL)中路径分析不准确问题,提出了一种针对BPEL中XPath表达式的谓词约束分析和建模方法,并在此基础上提出了BPEL可行路径的分析算法.与以往BPEL建模中大多仅考虑结构化行为不同,该方法系统分析了数据封装对执行路径的影响.该方法综合考虑BPEL中表达式的语法结构以及结构化活动对BPEL中变量的影响,采用扩展行为影响的变量结构树对BPEL中原子数据表达式进行建模,并进一步考虑了复合谓词表达式的建模和基于此模型的BPEL可行路径分析方法.最后,结合案例分析了该方法的可行性.

BPEL组合服务流程动态性能的定量预测方法

针对服务质量研究在流程模型相关性和流程性能动态性方面存在的不足,将吞吐量和响应时间引入到组合服务流程性能评估的流程级指标中,借助排队网络系统的相关结论,研究了组合服务流程动态性能的定量预测方法,给出了针对组合服务流程执行语言(BPEL)的动态性能临界值计算方法,并通过一个示例介绍了该方法在BPEL组合服务流程的动态性能定量预测和组合方案优化中的应用。

基于扩展同步Petri网的BPEL建模

使用业务流程执行语言(BPEL)描述复杂业务流程时容易出错。针对以上问题,通过对同步Petri网进行扩展,设计一个更适合BPEL建模的模型SPN-NET,给出各种BPEL结构化活动到SPN-NET的转换,提出一种具有一般性的相似性化简算法。合理性验证和性能分析表明,该模型简洁紧凑,可理解性好。

WS-BPEL业务流程与访问控制

针对面向服务的体系结构下企业应用安全需求,通过分析WS-BPEL业务流程特点,提出一种面向执行体的访问控制模型。该模型可以动态地进行权限授予与回收,并引入角色和约束机制。在此基础上,将流程活动映射到访问控制模型元素,从而在流程定义和权限管理隔离的情况下,实现WS-BPEL业务流程执行过程中的访问控制策略实施。

层次化服务流程向可执行BPEL转换的方法

基于人工智能规划的服务组合算法得到的组合方案是一种层次化服务流程(layered service process,LSP),由服务之间的数据流(而非传统块结构流程中的控制结构)加以驱动执行。为使该类服务流程能在业务过程执行语言(business process execution language,BPEL)引擎上直接执行,研究了将LSP转换为BPEL的方法,追求BPEL执行效率的优化。给出了LSP的形式化模型,分析了将LSP转换为BPEL的3种策略(完全拆分、按层拆分、按块拆分),定性对比了三者之间的性能优劣。针对按块拆分策略,提出了9条规则用于对LSP的拆分,提出了块拆分算法和块合并算法。通过一个LSP案例对转换过程进行了演示,并通过实验证实了该转换方法可以获得比其他转换策略性能更好的BPEL。

面向WS-BPEL的访问控制策略合成研究

在Web服务组合中,外部子服务通常会定义访问控制策略以保护资源被安全的使用,同时组合脚本中也存在着复杂的逻辑控制结构,这两点因素使安全管理员在描述组合服务的访问控制策略变得非常复杂。提出一种基于条件的访问控制策略模型以及基于该模型的策略合成代数,将WS-BPEL语言中常见控制结构映射成策略合成表达式,通过合成外部子服务的访问控制策略,生成组合服务的访问控制策略。最后,设计了原型系统描述策略合成的流程。

一种BPEL流程数据竞争检测方法

对使用业务流程执行语言(BPEL)组织流程中存在的数据竞争问题进行了研究,根据BPEL特性提出了一个静态分析和动态监控相结合的有效检测方法。实验结果表明,该方法能够准确检测出流程中存在的数据竞争,提高了流程的可靠性。

基于Agent的BPEL服务组合技术

业务流程执行语言(BPEL)利用服务间执行顺序、交互关系及工作流方式组合,形成具有一定业务功能的大粒度服务。在服务质量(QoS)及非功能属性变化很快的网络环境中,传统BPEL服务组合方式的灵活性和自适应性均显得不足。鉴于此,利用智能体(Agent)的自主性和社会性等特点,将Agent服务选择改为开放服务,通过BPEL组合Agent服务。流程执行中,使得Agent实现了服务动态协商与选择。最后,利用指挥控制系统平台分析了基于Agent的BPEL服务组合构架优点。