基于事务的服务状态一致性维护方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于事务的服务状态一致性维护方法，该方法通过引入并区分四种恢复属性以支持恢复属性的多样性，通过构建可回滚组合服务实例集合和带有等待队列的不可回滚组合服务实例集合，支持根据恢复属性、时间戳大小和动态检测到的冲突关系来动态确定被调度的组合服务实例中的服务实例与任意其它相关服务实例在这两个集合中的归属情况，以完成组合服务引擎中的服务的并发调度、夭折和恢复、提交。本发明支持服务恢复属性的多样性和多种控制模式、能够保证并发调度的可串行性和可恢复性、避免饿死现象发生，允许多个执行了不可补偿事务的组合服务实例并发调度和执行、支持服务实例之间的动态冲突检测、可有效减少长期运行事务的连锁夭折。
【专利说明】基于事务的服务状态一致性维护方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及操作系统中运行的服务的状态一致性维护方法，具体涉及一种基于事务的服务状态一致性维护方法。
【背景技术】
[0002]事务处理技术最早源于数据库管理系统(DBMS:Data Base Management System)。事务作为构成一个逻辑工作单元的操作集合，其正确执行需要保证ACID (Atomicity>Consistency、Isolation、Duration)特性，即原子性、一致性、隔离性和持久性。原子性指的是事务中的动作要么全部执行，要么一个都不执行；一致性指的是任何时刻，数据库必须处于一致性状态；隔离性是指未提交事务的内部状态对其它事务不可见；持久性则是指已提交事务对数据库的修改是永久性的。并发控制和恢复是事务处理的两个核心技术。
[0003]经过近40年的发展，事务处理技术已被广泛应用于政府、国防、金融、电信、电力等领域，其相关理论和实践也在不断完善和成熟。从最初的单机系统逐渐延伸到分布式计算、无线移动计算等环境中，从数据库事务衍生出具有扩展语义的Web事务、用于保证并行程序多个线程访存一致性的软件事务内存和硬件事务内存等，事务处理的内涵和外延得到不断拓展，该技术成为保证共享数据的并发访问一致性和失效恢复正确性的一种有效手段。
[0004]近年来，面向服务的计算日益得到关注。服务作为一个软件实体，封装了若干操作，形成一个逻辑工作单元，服务的运行实例可进行持久存储的写操作(例如，对数据库、文件、内存或设备缓存进行更新)，一个或多个服务通过串行、并行、互斥、优先(服务S1优先于服务S2,是指在执行过程中总是试图先执行S1，若S1失效，则执行s2)、循环等控制模式进行组合，形成定义了服务执行偏序的组合服务，对应一个具有特定语义的操作序列集合，往往具有长期运行的特点，通常将具有事务特性的长期运行的组合服务称为长事务(LRT=LongRunning Transaction)。组合服务实例由存在串行、并行、互斥、优先等关系的多个服务实例组合构成，组合服务实例的创建、调度和执行等由组合服务引擎负责。对组合服务的调度以服务为单位，在一个服务实例得到执行之前，必须得到调度。
[0005]如图1所示，组合服务引擎用于为组合服务实例提供运行环境，组合服务引擎对外与组合服务定义模块、外部程序模块、失效恢复模块、监控和管理模块共四个外部模块进行交互，组合服务引擎内部由控制模式解释模块、执行代码激活模块、并发调度模块三个组成模块组成。前述三个组成模块中，控制模式解释模块负责解释组合服务定义模块提供的组合服务定义及其中的各种控制模式，控制组合服务实例的执行；执行代码激活模块根据被调用外部应用的类型、地址、参数等，调用外部应用程序，以处理组合服务具体操作，或者与其它系统进行集成；并发调度模块中使用已有的调度方法(如时戳法、传统锁、过程锁、基于混合粒度冲突检测的调度、或者基于QoS的并发调度方法等)，并发调度模块从控制模式解释模块获取组合服务定义对应的组合服务实例及服务实例执行序列，被调度执行的服务实例通过执行代码激活模块通过外部程序模块调用对应的外部程序来完成具体操作，并发调度模块调用失效恢复模块，将产生失效的服务的补偿服务提交给并发调度模块参与调度。监控和管理模块提供监控和管理组合服务运行状态、查看运行历史记录的功能，具体包括用户管理、角色管理、审计管理、资源控制、过程管理、过程状态监控等等，从而可以获得组合服务实例运行状态的完整视图。一个组合服务的多个并发实例或者多个并发的组合服务实例之间存在潜在的读写冲突，而事务机制可以描述串行、嵌套等复杂的依赖关系以及状态迁移，能够提供并发和失效情况下的一致性输出和执行正确性保证，可用于协调组合服务实例的调度与执行。因此，如何利用事务处理技术协调组合服务实例的并发调度、避免并发执行的组合服务相互影响而产生破坏一致性的结果，成为本发明所考虑的问题。
[0006]目前保证服务状态一致性的基本并发控制方法主要包括时戳法和传统锁方法。时戳法就是在每个服务启动时，为其赋予一个唯一的时戳，相当于对服务进行全局排序，不允许一个服务读/写比自身的时戳大的服务所读/写了的数据项，否则当前服务将被重启，并赋予一个新的时戳。时戳法无需等待，发生冲突的服务仅简单地回滚(rollback)和重启。冲突发生时，时戳法要求时戳小的服务先执行，否则回滚和重启，不会形成循环等待。在只读服务比较多的情况下，时戳法能够保证较好的性能。不同服务中所封装的操作集合的语义不同，其恢复属性也有所区别，时戳法仅适用于所有服务都是可回滚的情况。传统锁方法是另一种广为采用的方法。一个服务在对数据项进行访问时必须对其上锁，操作完成后显式释放锁。任何时刻数据项上只能有一个写锁，写锁使得该数据项上并发的其它锁申请被拒绝。最常用的锁方法是两阶段锁(Two Phase Locking)协议，通过区分读/写锁和支持多粒度锁可以提高并发度。以上方法的不足主要体现在以下三点:1)并不是所有的服务都是可回滚的，服务的恢复属性具有多样性，如可忽略、可补偿、可重试、不可补偿且不可重试等，并发调度需要结合服务的不同恢复属性考虑失效时的可恢复性，当存在并发冲突时，不同的恢复属性的处理方式应有所差异，避免单一的回滚和重启引起系统资源和时间的浪费；2)服务往往具有长期运行的特点，在访问冲突较多且存在大量长事务的情况下，时戳法会由于频繁的回滚和重启而造成资源和时间的浪费，引起效率大大降低，而锁方法采用保守的冲突策略，即防止并发冲突引起的不一致情况，会出现因资源冲突而引起的事务等待；在访问冲突较多且存在大量长事务的情况下，长时间等待锁可能会引起“饿死”现象，造成资源利用率低下；3)仅支持较为固定、单一的平坦事务和嵌套事务，没有充分考虑服务间存在的多种控制模式，缺乏对服务间的串行、并行、互斥、优先、循环等多种控制模式的支持。
[0007]为将事务处理技术扩展应用于更广泛的领域，出现了并发与恢复相结合的统一理论框架，其核心思想是将可串行性和可恢复性作为衡量一个并发调度是否正确的重要准则。即如果两个服务实例的执行顺序是不可交换的，则称两者是冲突的，且包含冲突服务实例的组合服务实例也是冲突的。如果若干个组合服务实例的两个调度序列建立在相同的服务和服务组合之上，且其中产生冲突的服务实例在两个调度中的执行顺序是相同的，那么称这两个调度是冲突等价的。由于合理的串行调度能够保证事务执行过程中数据的一致性，当一个并发调度冲突等价于一个正确的串行调度时，则称该并发调度是可串行的，具有可串行性。可恢复的调度就是要保证一个组合服务实例CSi在影响并与冲突于它的组合服务实例CS」被回滚之后仍可被提交(commit)或回滚，也就是说，在CS」被回滚时CSi尚未执行会引发CSi不可回滚的服务实例。现有基于并发与恢复相结合思想的维护状态一致性的方法有过程锁(Process Locking)、基于混合粒度冲突检测的调度、以及基于QoS的并发调度。这三种方法充分考虑到了事务恢复属性、以及组成过程的实体之间控制模式的多样性，提出了可有效保证可串行性和可恢复性的调度机制。但也存在着不足:过程锁机制为了防止出现不可串行化的调度，往往只允许一个组合服务实例执行不可补偿服务，这很大程度上限制了调度的并发性；基于混合粒度冲突检测的调度不能避免连锁夭折，即一旦某个组合服务实例被夭折，那么受其影响的实例也会被夭折，连锁夭折会引发多个组合服务实例的夭折退出，一则已执行部分宣布无效，二则还需耗费额外的资源进行补偿，对于已长期运行多时的组合服务而言，其代价往往是很大的；基于QoS的并发调度中事务间的冲突关系是在全局调度前静态设置的，对于具有黑盒特征的服务而言，在实际使用中，静态设定冲突关系是有一定难度和局限性的。
[0008]综上所述，一种设计良好的基于事务的服务状态一致性维护方法不但应支持服务的多种恢复属性和控制模式，能够保证并发调度的可串行性和可恢复性、避免饿死现象的发生，而且应具有具有以下重要特性:1)能够突破一次只能执行一个不可补偿事务的限制，提高调度的并发性；2)减少长期运行事务之间的连锁夭折，降低潜在的系统开销；3)支持服务实例之间的动态冲突检测。
【发明内容】
[0009]本发明要解决的技术问题是提供一种支持服务恢复属性的多样性和多种控制模式、能够保证并发调度的可串行性和可恢复性、避免饿死现象发生，允许多个执行了不可补偿事务的组合服务实例并发调度和执行、支持服务实例之间的动态冲突检测、可有效减少长期运行事务的连锁夭折的基于事务的服务状态一致性维护方法。
[0010]为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为:
一种基于事务的服务状态一致性维护方法，其实施步骤如下:
1)预先构建用以区分提交了不可补偿服务的组合服务实例与其它组合服务实例的可回滚组合服务实例集合和带有等待队列的不可回滚组合服务实例集合，其中可回滚组合服务实例集合中组合服务实例的执行结果可被消除，而带有等待队列的不可回滚组合服务实例集合中的组合服务实例已执行不可补偿的服务，执行结果不能完全撤销；设定系统中组合服务实例已执行时间的阀值；组合服务实例被调度的时间先后采用时戳来标识，从待调度组合服务队列中获取被调度的组合服务实例，判断是否由于冲突原因导致所述被调度的组合服务实例曾被夭折，如果所述被调度的组合服务实例由于冲突原因曾被夭折则维持原时戳，否则按照单调递增的方式给所述被调度的组合服务实例分配一个新的时戳；将所述被调度的组合服务实例加入到可回滚组合服务实例集合中，完成被调度的组合服务实例的初始化；
2)从被调度的组合服务实例中获取一个服务实例作为当前服务实例，将当前服务实例对应的组合服务实例的已执行时间在原值的基础上增加当前服务实例的已执行时间；判断当前服务实例对应的组合服务实例的已执行时间大于设定的已执行时间阀值、当前服务实例不是补偿服务两个条件是否同时成立，如果两个条件同时成立，则将所述指定服务实例的恢复属性设置为“不可补偿且不可重试”；判断当前服务实例的恢复属性是否为“可忽略”，当恢复属性非“可忽略”时则直接为当前服务实例分配执行凭证并执行它，否则先为当前服务实例申请获得执行凭证，然后再为当前服务实例分配执行凭证并执行它；最终判断当前服务实例的恢复属性为“可重试”或“不可补偿且不可重试”、当前服务实例与不可回滚组合服务实例集合中某个组合服务实例中的服务实例冲突两个条件是否同时成立，在所述两个条件同时成立时，将当前服务实例对应的组合服务实例移入所述不可回滚组合服务实例集合的等待队列；判断当前服务实例对应的组合服务实例是否同时存在于所述可回滚组合服务实例集合和不可回滚组合服务实例集合等待队列中，如果同时存在则将当前服务实例对应的组合服务实例移出所述不可回滚组合服务实例集合的等待队列并从可回滚组合服务实例集合中删去，然后将当前服务实例对应的组合服务实例移入所述不可回滚组合服务实例集合中；
3)判断被调度的组合服务实例的所有服务实例是否已经执行完毕，如果被调度的组合服务实例中仍有服务实例尚未执行完毕，则跳转执行步骤2);否则，如果被调度的组合服务实例中所有服务实例已经执行完毕，则提交被调度的组合服务实例。
[0011]进一步地，所述步骤2)中为当前服务实例申请获得执行凭证的详细步骤如下:
2.1)判断当前服务实例对应的组合服务实例在不可回滚组合服务实例集合中、当前服务实例与可回滚的组合服务实例集合中某个组合服务实例的一个已获取执行凭证的服务实例是冲突的两个条件是否同时成立，如果上述两个条件同时成立，则对与当前服务实例冲突的服务实例对应的组合服务实例进行夭折和失效恢复；否则，跳转执行下一步；
2.2)判断当前服务实例对应的组合服务实例在可回滚组合服务实例集合中、当前服务实例与可回滚的组合服务实例集合中某个组合服务实例的一个已获取执行凭证的服务实例冲突、当前服务实例对应的组合服务实例的时戳小于与当前服务实例冲突的服务实例对应的组合服务实例的时戳三个条件是否同时成立，如果上述三个条件同时成立，则对与当前服务实例冲突的服务实例对应的组合服务实例进行夭折和失效恢复；否则，跳转执行下一步;
2.3)判断当前服务实例对应的组合服务实例在可回滚组合服务实例集合中、当前服务实例与不可回滚的组合服务实例集合中某个组合服务实例的一个已获取执行凭证的服务实例冲突两个条件是否同时成立，如果上述两个条件同时成立，则控制当前服务实例对应的组合服务实例进入等待状态，且在与当前服务实例冲突的服务实例对应的组合服务实例结束后返回重新执行步骤2.3);否则，跳转执行下一步；
2.4)判断当前服务实例的恢复属性为“可重试”或“不可补偿且不可重试”、当前服务实例对应的组合服务实例与某个被调度的组合服务实例冲突、当前服务实例对应的组合服务实例的时戳大于冲突的组合服务实例的时戳三个条件是否同时成立，如果上述三个条件同时成立，则控制当前服务实例对应的组合服务实例进入等待状态，且在与当前服务实例对应的组合服务实例冲突的组合服务实例结束后跳转执行步骤2.3);否则，跳转执行下一
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少；
2.5)判断当前服务实例的恢复属性为“可重试”或“不可补偿且不可重试”、当前服务实例对应的组合服务实例在不可回滚组合服务实例集合中、当前服务实例对应的组合服务实例与不可回滚组合服务实例集合中的某个组合服务实例冲突三个条件是否同时成立，如果上述三个条件同时成立，则按照时戳大小将当前服务实例对应的组合服务实例插入不可回滚组合服务实例集合的等待队列中，当前服务实例对应的组合服务实例进入等待状态，直至当前服务实例对应的组合服务实例的时戳成为不可回滚组合服务实例集合的等待队列中最小的时戳时跳转执行步骤2.3);否则，为当前服务实例分配执行凭证，执行当前服务实例。
[0012]进一步地，所述步骤2.1)和2.2)中对与当前服务实例冲突的服务实例对应的组合服务实例进行夭折和失效恢复的详细步骤如下:
2.1.1)通过调用组合服务引擎外部的失效恢复模块，生成用于补偿并撤销其执行结果的服务或者组合服务，将所述服务或者组合服务提交到待调度组合服务队列中；
2.1.2)撤销当前服务实例对应的组合服务实例中已执行服务实例获得的执行凭证；
2.1.3)将当前服务实例对应的组合服务实例从所属的可回滚组合服务实例集合或不可回滚组合服务实例集合中移出。
[0013]进一步地，所述步骤3)中提交被调度的组合服务实例的详细步骤如下:
3.1)遍历被调度的组合服务实例中的服务实例，判断遍历的当前服务实例是否与任意某个组合服务实例的一个获取了执行凭证的服务实例冲突、被调度的组合服务实例的时戳大于与当前服务实例发生冲突的服务实例对应的组合服务实例的时戳两个条件是否同时成立，如果上述两个条件同时成立，则控制被调度的组合服务实例进入等待状态，并检测与当前服务实例发生冲突的服务实例对应的组合服务实例是否已经结束，如果与当前服务实例发生冲突的服务实例对应的组合服务实例已经结束则跳转执行下一步；
3.2)撤销被调度的组合服务实例中已执行服务实例所获得的执行凭证；
3.3)将被调度的组合服务实例从所属的可回滚组合服务实例集合或不可回滚组合服务实例集合中移出。
[0014]本发明基于事务的服务状态一致性维护方法具有下述优点:
1、本发明提出的基于事务的方法能够保证并发调度的可串行性和可恢复性、避免饿死现象的发生，从而维护服务状态的一致性。首先，假设该调度中存在组合服务实例形成的一个等待环，任取环中的两个服务实例CSi和CSp本发明预先构建可回滚组合服务实例集合(REC集)和带有等待队列的不可回滚组合服务实例集合(NREC集)，这两个服务实例属于REC集或带有等待队列的NREC集，通过分别分析服务实例CSi和CS」在REC集或带有等待队列的NREC集中分布的四种组合情况可知，本发明中相关操作步骤不会引起服务实例CSi和CSj间的基于冲突的循环等待，因此调度中不存在等待环，该方法能保证调度的可串行性；第二，本发明通过动态维护REC集和带有等待队列的NREC集来保证NREC集中的组合服务实例是不可补偿的，通过将与NREC集中成员冲突的组合服务实例保留在由可恢复的组合服务组成的REC集中，可避免其由于冲突引发的不可补偿的组合服务的夭折，从而保证调度的可恢复性；第三，本发明能够保证调度的可串行性，调度中不存在死锁，即不存在循环等待情况，且一般情况下，时戳较小的实例的优先级高，时戳大的实例要么等待，要么被夭折，虽然时戳小的实例也可能等待时戳大的实例，但被等待的实例将最终完成并提交，被夭折的实例再次参与调度时，仍然维持原时戳，因此本发明在调度中也不存在饿死现象。
[0015]2、本发明能够有效减少系统资源开销。首先，本发明中NREC集中包含的都是已执行不可补偿的服务且执行结果不能完全撤销的组合服务实例，从本发明步骤2)的调度组合服务实例中的当前服务实例的步骤可以看出，NREC集中的组合服务实例数目不是唯一的，即本发明允许多个执行了不可补偿事务的组合服务实例的并发调度和执行，从而在保证可串行性和可恢复性的同时，避免了过程锁机制只允许一个组合服务实例执行不可补偿服务的限制；第二，本发明能够支持服务的恢复属性的多样性，通过引入“可忽略”(non-vital)、“可补偿”(compensable)、“可重试”(retirable)、“不可补偿且不可重试”(pivot)四种恢复属性，允许服务/组合服务实例在被夭折或产生失效时通过补偿、重试、执行可选路径等方式提交，从而可提高组合服务实例的提交率，减少单一恢复属性下频繁夭折引起的系统资源损耗；第三，本发明中执行凭证分发、以及服务实例的调度流程中均考虑到了长事务的中途夭折会造成资源的浪费，提出了组合服务实例已执行时间的阀值，一旦某组合服务实例的已执行时间超过该值，那么夭折该组合服务实例将被认为是不可接受的，具体做法是将该组合服务实例的当前被调度服务实例的恢复属性设为“不可补偿且不可重试”(Pivot)，即不可补偿且不可重试的，这样一旦该服务实例获得执行凭证被调度执行，其所在组合服务实例最终进入NREC集，从而避免将其加入到连锁夭折中，造成不必要的损失，与基于混合粒度冲突检测的调度方法相比，能够有效减少连锁夭折的发生。
[0016]3、本发明支持服务实例之间的动态冲突检测且支持多种控制模式，具有良好的灵活性与适应性。首先，从本发明的冲突检测办法可知，本发明支持冲突的动态检测，通过构建的冲突矩阵以及矩阵中基于服务操作语义和持久存储访问特性的冲突检测函数来动态判断服务实例或者组合服务实例之间是否存在冲突，从而为正确调度做出辅助决策，与基于QoS的并发调度中在调度前获取所有冲突信息的静态冲方法相比，具有更好的灵活性；第二，本发明通过将并发调度模块与控制模式解释模块相结合，不仅可以用于平坦、嵌套结构的组合服务的调度，还支持以串行、并行、互斥、优先、循环等多种控制模式连接的复杂组合服务的调度，可用于组成服务之间具有复杂偏序和依赖关系的组合服务的并发调度，适用范围更广。
[0017]综上所述，本发明基于事务的服务状态一致性维护方法支持服务恢复属性的多样性和多种控制模式、能够保证并发调度的可串行性和可恢复性、避免饿死现象发生，允许多个执行了不可补偿事务的组合服务实例并发调度和执行、支持服务实例之间的动态冲突检测、可有效减少长期运行事务。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为现有技术的组合服务引擎的框架结构示意图。
[0019]图2为本发明实施例中组合服务实例初始化的流程示意图。
[0020]图3为本发明实施例的方法流程示意图。
[0021]图4为本发明实施例中REC集和NREC集的原理结构示意图。
[0022]图5为本发明实施例中夭折和失效恢复的流程示意图。
[0023]图6为本发明实施例中提交组合服务实例的流程示意图。
[0024]图7为本发明实施例中组合服务引擎的框架结构示意图。
[0025]图8为构建本发明实施例中组合服务引擎以及组合服务引擎的总体工作流程示意图。
【具体实施方式】
[0026]如图2和图3所示，本实施例基于事务的服务状态一致性维护方法的实施步骤如下: I)预先构建用以区分提交了不可补偿服务的组合服务实例与其它组合服务实例的可回滚组合服务实例集合(以下简称REC集)和带有等待队列的不可回滚组合服务实例集合(以下简称NREC集)，其中REC集中组合服务实例的执行结果可被消除，而带有等待队列的NREC集中的组合服务实例已执行不可补偿的服务，执行结果不能完全撤销；设定系统中组合服务实例已执行时间的阀值TMf ；组合服务实例被调度的时间先后采用时戳来标识，从待调度组合服务队列中获取被调度的组合服务实例CSi,判断是否由于冲突原因导致被调度的组合服务实例CSi曾被夭折，如果被调度的组合服务实例CSi由于冲突原因曾被夭折则维持原时戳，否则按照单调递增的方式给被调度的组合服务实例分配一个新的时戳TS(CSi)；将被调度的组合服务实例CSi加入到REC集中，完成被调度的组合服务实例CSi的初始化。
[0027]2)通过调用组合服务引擎的控制模式解释模块，从被调度的中获取一个服务实例作为当前服务实例Su，将当前服务实例Su对应的组合服务实例CSi的已执行时间在原值的基础上增加当前服务实例的已执行时间(CSi的已执行时间:=CSi的已执行时间+ Sij的执行时间);判断当前服务实例Su对应的组合服务实例CSi的已执行时间大于设定的已执行时间阀值TMf、当前服务实例SuF是补偿服务两个条件是否同时成立，如果两个条件同时成立，则将指定服务实例Sij的恢复属性设置为“不可补偿且不可重试”(pivot);判断当前服务实例Sij的恢复属性是否为“可忽略”(non-vital),当恢复属性非“可忽略”(non-vital)时直接为当前服务实例Su分配执行凭证并执行它，否则先为当前服务实例Su申请获得执行凭证，然后再为当前服务实例Sij分配执行凭证并执行它；最终判断当前服务实例Sij的恢复属性为“可重试”(retriable)或“不可补偿且不可重试”(pivot)、当前服务实例Sij与NREC集中某个组合服务实例中的服务实例冲突两个条件是否同时成立，在两个条件同时成立时，将当前服务实例Su对应的组合服务实例CSi移入NREC集的等待队列；判断当前服务实例Sij对应的组合服务实例CSi是否同时存在于REC集(CSi e REC)和NREC集的等待队列中，如果同时存在则将当前服务实例Su对应的组合服务实例CSi移出NREC集的等待队列并从REC集中删去，然后将当前服务实例Sij对应的组合服务实例CSi移入NREC集中；
3)判断被调度的组合服务实例CSi的所有服务实例是否已经执行完毕，如果被调度的组合服务实例CSi中仍有服务实例尚未执行完毕，则跳转执行步骤2);否则，如果被调度的组合服务实例CSi中所有服务实例已经执行完毕，则提交被调度的组合服务实例CSitl
[0028]参见图3，其中从上往下第一条水平虚线上侧的流程即为被调度的组合服务实例CSi的初始化流程，从上往下第二条水平虚线下侧的流程即为被调度的组合服务实例CSi的提交流程。被调度的组合服务实例CSi由多个服务实例通过串行、并行、互斥、优先等关系连接而组成，两条水平虚线之间的流程即为针对被调度的组合服务实例CSi中的每一个当前服务实例Sij的执行流程(包括申请执行凭证，在获得凭证，即被分配凭证后后执行该服务实例等)。每一个当前服务实例Su申请执行凭证前都需要所在组合服务实例在步骤I)被初始化过，只有在当前服务实例Su对应的被调度的组合服务实例CSi中所有需要执行完的服务实例被分配了执行凭证且得到执行后，才能够提交被调度的组合服务实例CSitj并不是每一个当前服务实例Su执行完毕后即可提交被调度的组合服务实例CSi,步骤2)的流程完成只是步骤3)提交的必要条件，而不是充分条件。
[0029]参见图3，本实施例中步骤2)中为当前服务实例申请获得执行凭证的详细步骤如下: 2.1)判断当前服务实例Su对应的组合服务实例CSi在NREC集中(S卩CSi e NREC)、当前服务实例Sij与可回滚的组合服务实例集合REC中某个组合服务实例CSk的一个已获取执行凭证的服务实例Skl是冲突的两个条件是否同时成立，如果上述两个条件同时成立，则对与当前服务实例Su冲突的服务实例Skl对应的组合服务实例CSk进行夭折和失效恢复；否则，跳转执行下一步；
2.2)判断当前服务实例Sij对应的组合服务实例CSi在REC集中(即CSi e REC)、当前服务实例Sij与可回滚的组合服务实例集合REC中某个组合服务实例CSk的一个已获取执行凭证的服务实例Skl冲突、当前服务实例Sij对应的组合服务实例CSi的时戳TS (CSi)小于与当前服务实例Sij冲突的服务实例Skl对应的组合服务实例CSk的时戳[即TS (CSiXTS (CSk)]三个条件是否同时成立，如果上述三个条件同时成立，则对与当前服务实例Sij冲突的服务实例Skl对应的组合服务实例CSk进行夭折和失效恢复；否则，跳转执行下一步；
2.3)判断当前服务实例Sij对应的组合服务实例CSi在REC集中(即CSi e REC)、当前服务实例Su与不可回滚的组合服务实例集合NREC中某个组合服务实例CSk的一个已获取执行凭证的服务实例Skl冲突两个条件是否同时成立，如果上述两个条件同时成立，则控制当前服务实例Su对应的组合服务实例CSi进入等待状态，且在与当前服务实例Su冲突的服务实例Skl对应的组合服务实例CSk结束后返回重新执行步骤2.3);否则，跳转执行下一
I K
少；
2.4)判断当前服务实例Sij的恢复属性为“可重试”(retriable)或“不可补偿且不可重试”(pivot)、当前服务实例Su对应的组合服务实例CSi与某个被调度的组合服务实例CSk冲突、当前服务实例Su对应的组合服务实例CSi的时戳大于冲突的组合服务实例CSk的时戳[TS(CSi) > TS(CSk)]三个条件是否同时成立，如果上述三个条件同时成立，则控制当前服务实例Su对应的组合服务实例CSi进入等待状态，且在与当前服务实例Su对应的组合服务实例CSi冲突的组合服务实例CSk结束后跳转执行步骤2.3);否则，跳转执行下一步；
2.5)判断当前服务实例的恢复属性为“可重试”(retriable)或“不可补偿且不可重试”(pivot)、当前服务实例Su对应的组合服务实例CSi在NREC集中、当前服务实例Sij对应的组合服务实例CSi与NREC集中的某个组合服务实例CSk冲突三个条件是否同时成立，如果上述三个条件同时成立，则按照时戳大小将当前服务实例Su对应的组合服务实例CSi插入NREC集的等待队列中，当前服务实例Sij对应的组合服务实例CSi进入等待状态，直至当前服务实例Su对应的组合服务实例CSi的时戳成为NREC集的等待队列中最小的时戳时，跳转执行步骤2.3);否则，为当前服务实例分配执行凭证，执行当前服务实例。
[0030]本实施例中，已经执行并提交了不可补偿服务的组合服务实例是不允许被夭折的。如图4所示，为了区分这种服务实例与被调度的其它服务实例，将被调度的组合服务实例动态地分为两个集合:REC集(执行结果可被消除)和NREC集(已执行不可补偿的服务，执行结果不能完全撤销)。其中，REC由正在运行的可以被补偿的组合服务实例组成，而NREC是由已经执行并提交了不可补偿服务的、相互之间不会产生冲突的组合服务实例组成。初始化时，所有的组合服务实例都属于REC ;系统维持一个NREC的等待队列，等待队列中的元素是将要执行不可补偿服务、但与NREC中某组合服务实例相互冲突的实例(例如图中CS8和CS9), —旦冲突解除，则允许等待队列中的实例加入NREC。当一个组合服务实例执行了不可补偿的服务并且不会与NREC中已有任何组合服务实例产生冲突时，该组合服务实例被移至NREC中。图4中，虚线箭头表示组合服务实例之间由于冲突而引起的等待关系，例如CS3和CS4之间、CS8和CS2之间、CS9和CS5之间，实线箭头表示等待进入NREC或其等待队列。长事务的中途夭折会造成资源的浪费、时间的损失，对系统性能的影响很大；同样，在产生连锁夭折时，执行时间长的组合服务实例的夭折会降低系统运行效率。为此，需设定已执行时间阀值，一旦某组合服务实例的已执行时间超过该值，那么夭折该组合服务实例将被认为是不可接受的，具体做法是当已执行时间超过设定的已执行时间阀值时，将该组合服务实例的当前被调度服务实例的恢复属性设为“不可补偿且不可重试”(pivot)，即不可补偿且不可重试的，这样一旦该服务实例获得执行凭证被调度执行，其所在组合服务实例最终进入NREC (即图4中属于NREC的超过已执行时间阀值的实例)，从而避免将其加入到连锁夭折中，造成不必要的损失。
[0031]如图5所示，本实施例步骤2.1)和2.2)中对与当前服务实例冲突的服务实例对应的组合服务实例进行夭折和失效恢复的详细步骤如下:
2.1.1)通过调用组合服务引擎外部的失效恢复模块，生成用于补偿并撤销其执行结果的服务或者组合服务，将服务或者组合服务提交到待调度组合服务队列中；
2.1.2)撤销当前服务实例Sij对应的组合服务实例CSi中已执行服务实例获得的执行凭证；
2.1.3)将当前服务实例Sij对应的组合服务实例CSi从所属的REC集或NREC集中移出。
[0032]如图6所示，本实施例步骤2)中提交被调度的组合服务实例CSi的详细步骤如下:
3.1)遍历被调度的组合服务实例CSi中的服务实例，判断遍历的当前服务实例Sij是否与任意某个组合服务实例CSk的一个获取了执行凭证的服务实例Skl冲突、被调度的组合服务实例CSi的时戳大于与当前服务实例Su发生冲突的服务实例Skl对应的组合服务实例CSk的时戳(即TS(CSi)> TS(CSk))两个条件是否同时成立，如果上述两个条件同时成立，则控制被调度的组合服务实例CSi进入等待状态，并检测与当前服务实例Su发生冲突的服务实例Skl对应的组合服务实例CSk是否已经结束，如果与当前服务实例Su发生冲突的服务实例Skl对应的组合服务实例CSk已经结束则跳转执行下一步；
3.2)撤销被调度的组合服务实例CSi中已执行服务实例所获得的执行凭证；
3.3)将被调度的组合服务实例CSi从所属的REC集或NREC集中移出。
[0033]如图7所示，本实施例中具体是通过扩展组合服务引擎、构造新的并发调度模块并替换基于已有方法的并发调度模块实现的。本实施例在保留组合服务引擎中的控制模式解释模块和执行代码激活模块的基础上构造新的并发调度模块，然后在并发调度模块内部构造并添加初始化子模块、动态冲突检测子模块、执行凭证分发子模块、夭折与失效恢复子模块、组合服务提交子模块、集合维护子模块共六个子模块，最后用新构造的并发调度模块替换现有的并发调度模块(先移除基于现有方法的并发调度模块，然后添加新构造的并发调度模块，接着建立新添加的并发调度模块与系统中原有模块间的接口)。然后，通过初始化子模块、动态冲突检测子模块、执行凭证分发子模块、夭折与失效恢复子模块、组合服务提交子模块、集合维护子模块共六个子模块完成本实施例前述的实施步骤。首先采用初始化子模块进行被调度的组合服务实例的初始化，包括从待调度组合服务队列中获取被调度的组合服务实例、根据该实例是否由于冲突原因曾被夭折进行区别处理、将实例加入到REC集中、逐个获取已被初始化的组合服务实例的服务实例，并激活服务实例调度；然后由执行凭证分发子模块调度组合服务实例的某服务实例，包括计算该服务实例所在组合服务实例的已执行时间，根据已执行时间是否大于阀值来决定是否设置该服务实例的恢复属性为“不可补偿且不可重试”(pivot)，申请获得执行凭证(根据恢复属性、已执行时间、冲突情况、时戳大小确定组合实例是否需要被夭折或进入等待状态)，为服务实例分配执行凭证并执行该服务实例，如果该服务实例的恢复属性为“可重试”(retriable)或“不可补偿且不可重试”(pivot)，则根据具体情况维护REC集和NREC集；由夭折与失效恢复子模块负责夭折组合服务实例并进行失效恢复，包括调用失效恢复模块，生成用于补偿并撤销其执行结果的服务/组合服务，将该服务/组合服务提交到待调度组合服务队列中，撤销组合服务实例中已执行服务实例获得的执行凭证，将组合服务实例从REC集或NREC集中移出；当组合服务实例完成给定任务，发出提交请求时，并发调度模块的组合服务提交子模块被激活，完成该组合服务实例提交，包括根据冲突情况和时间戳大小判断是否需要等待、撤销已执行服务实例所获得的执行凭证、将该组合服务实例从REC集或NREC集中移出，因此能够采用扩展的组合服务引擎进行基于事务冲突检测的并发调度，确保服务调度的可串行性和可恢复性，将系统的服务从一个一致性状态转换到另一个一致性状态。
[0034]本实施例中，并发调度模块内部构造并添加初始化子模块、动态冲突检测子模块、执行凭证分发子模块、夭折与失效恢复子模块、组合服务提交子模块、集合维护子模块共六个子模块分别负责初始化组合服务、动态检测组合服务实例或服务实例之间的并发冲突、分发服务实例的执行凭证、夭折组合服务实例并进行失效恢复、完成组合服务实例的提交、维护REC集和NREC集中的组成元素。
[0035]建立新添加的并发调度模块与系统中原有模块间接口的方法为:初始化子模块调用组合服务引擎的控制模式解释模块，逐个获取已被初始化的组合服务实例的服务实例；夭折与失效恢复子模块调用失效恢复模块，将产生失效的服务的补偿服务提交给并发调度模块参与调度；夭折与失效恢复子模块、组合服务提交子模块与组合服务引擎的执行代码激活模块进行交互，根据执行代码激活模块反馈的外部程序的执行情况，夭折或者提交相应的服务实例。本实施例中，前述的六个子模块的构造和添加方法如下:
(I)初始化子模块。初始化子模块负责初始化组合服务，包括分配时戳、将被初始化的当前组合服务实例加入正在运行且可被补偿的组合服务实例集合REC集中，按照控制模式中的偏序分别调度该组合服务实例中的各个服务。组合服务实例被调度的时间先后采用时戳来标识，每个组合服务实例CSi都被赋予一个单调递增的时戳TS (CSi)。根据下述实现流程及与其它子模块之间的接口来构造并添加该子模块:若当前组合服务实例尚未被夭折过，则获取系统时间，生成时间戳，将时间戳分配给当前组合服务实例；调用集合维护子模块，将当前组合服务实例加入到REC集中；调用控制模式解释模块，逐个获取已被初始化的组合服务实例的服务实例，调用执行凭证分发子模块，对服务实例进行调度。
[0036]本实施例中，初始化子模块执行被调度的组合服务实例的初始化的步骤参见图2，并发调度模块的初始化子模块从待调度组合服务队列中获取被调度的组合服务实例CSi ；接着判断CSi是否由于冲突原因曾被夭折，若是，则维持原时戳，否则分配一个新的时戳TS(CSi);然后将CSi加入到REC集中；最后调用控制模式解释模块，逐个获取已被初始化的组合服务实例的服务实例，调用执行凭证分发子模块，对服务实例进行调度。[0037](2)动态冲突检测子模块。动态冲突检测子模块负责在调度过程中动态检测服务实例之间是否存在冲突。为实现冲突检测，构建服务的冲突矩阵C0NF，该矩阵为nXn维U是系统中服务的个数)的，对于任意服务SjP & CONF (i, j)中存放的是一个基于该服务操作语义和持久存储访问特性的冲突检测函数confDetector (i，j)，用于判断服务Si和Sj在某些特定参数下的两个实例之间是否存在冲突。如果该函数返回TRUE，则表示存在冲突，否则返回FALSE，表示不存在冲突。以存款和取款两种服务为例，cbposit (amount)与withdraw (amount)的冲突检测函数通过判断两者访问的账户是否相同来确定两者是否冲突。根据下述实现流程及与其它子模块之间的接口来构造并添加该子模块:该子模块被执行凭证分发子模块调用，根据CONF矩阵及对应confDetector函数来判断被调度服务实例或组合服务实例与另一个正在被调度的服务实例或组合服务实例之间是否存在冲突，从而决定是否夭折对应组合服务实例或者使其进入等待状态；该子模块也被组合服务提交子模块所调用，根据CONF矩阵及对应confDetector函数来判断被调度服务实例是否与另一个已经获得执行凭证的 服务实例冲突，从而决定是否需要使该服务实例所属的组合服务实例进入等待状态。
[0038](3)执行凭证分发子模块。每当激活执行一个服务实例前，首先要获取它的执行凭证，根据被调度服务实例的执行是否会破坏调度的可恢复性和可串行性，确定是立即激活、延迟激活、还是夭折该服务实例或者相关服务实例的执行，具体的调度策略主要由服务的恢复属性、组合服务实例已执行时间、服务实例之间的动态冲突检测结果、组合服务实例的时戳大小四个因素决定。根据下述实现流程及与其它子模块之间的接口来构造并添加该子模块:该子模块被初始化子模块调用，用于按照一定策略为已初始化的某个组合服务实例的一个服务实例分配执行凭证；该子模块调用动态冲突检测子模块来判断服务实例/组合服务实例之间是否存在冲突，并结合服务的恢复属性、组合服务实例已执行时间、组合服务实例的时戳大小等信息来确定调用夭折与失效恢复子模块对相应组合实例进行处理、还是使其进入等待状态；为服务实例分配执行凭证，调用组合服务引擎的执行代码激活模块以执行被调度服务实例；调用集合维护子模块以变更REC集和NREC集成员。
[0039]本实施例中，并发调度模块的执行凭证分发子模块调度组合服务实例CSi的服务实例Su的具体步骤具体参见图3，其详细步骤为:首先，计算CSi的已执行时间；然后判断CSi的已执行时间是否大于阀值且Su是否是补偿服务，若是，则将Su的恢复属性设置为“不可补偿且不可重试”(pivot);接着，判断Su的恢复属性是否为“可忽略”(non-vital)，若是，则跳过下一步，即步骤“服务实例Su申请获得执行凭证”;服务实例Su申请获得执行凭证?’为Sij分配执行凭证，调用组合服务引擎的执行代码激活模块以执行Sij ;当Sij的恢复属性为“可重试”(retriable)或“不可补偿且不可重试”(pivot)时，判断是否与NREC集中的某个组合服务实例中的服务实例冲突，如果是，将CSi移入NREC集的等待队列，否则，当CS1 e REC集且在NREC集等待队列中时，将CSi移出NREC集的等待队列，并从REC集中删去，移入NREC集中。其中，服务实例Su申请获得执行凭证具体分为以下两个步骤a)和b)进行处理。
[0040]a)如果存在下述情况，则夭折相应的组合服务实例CSk:如果CSi e NREC集，且服务实例Sij与REC集中某个CSk的一个获取了执行凭证的服务实例Skl冲突，那么调用夭折与失效恢复子模块对CSk进行处理；如果CSi e REC集，且Sij与REC集中某个CSk的一个获取了执行凭证的服务实例Skl冲突，这时:若TS(CSi)CTS(CSk)，则调用夭折与失效恢复子模块对CSk进行处理。
[0041]b)如果存在下述情况，组合服务实例CSi进入等待状态，直至引起它等待的组合服务实例结束:如果CSi e REC集，Sij与NREC集中某个CSk的一个获取了执行凭证的服务实例Skl冲突，那么CSi进入等待状态，直至CSk结束，然后转至第(b)步；如果Sij的恢复属性为retriable或pivot，CSi与某个被调度的组合服务实例CSk冲突，且TS (CSi) > TS (CSk)，那么CSi进入等待状态，直至CSk结束，然后转至第(b)步；如果Su的恢复属性为“可重试”(retriable)或“不可补偿且不可重试” (pivot), CSi e NREC集，且CSi将来会与NREC集中其它某个CSk冲突，那么按照时戳大小将CSi插入NREC集的等待队列，CSi进入等待状态，直至CSi成为队列中时戳最小的实例，然后转至第(b)步。
[0042](4)夭折与失效恢复子模块。存在冲突的情况下，已执行不可补偿服务的组合服务实例的调度优先级相对更高，即调度中NREC集中的实例一般优先于REC集中的实例执行；在此基础上，当要调度不可补偿的服务实例时，时戳较大的组合服务实例要等待时戳较小的组合服务实例执行完毕。根据下述实现流程及与其它子模块之间的接口来构造并添加该子模块:该子模块被执行凭证分发子模块所调用，在必要时用以夭折REC集中与当前被调度的组合服务实例相互冲突的组合服务实例；该子模块调用失效恢复模块，将产生失效的服务的补偿服务提交给并发调度模块参与调度；调用集合维护子模块，将当前组合服务实例从REC集或NREC集中移出。
[0043]本实施例中，夭折与失效恢复子模块的工作流程参见图5，当夭折与失效恢复子模块接收到夭折某个组合服务实例的请求时，首先调用失效恢复模块，生成用于补偿并撤销其执行结果的服务/组合服务，并将该服务/组合服务提交到待调度组合服务队列中；然后撤销组合服务CSi中已执行服务实例获得的执行凭证；最后将CSi从REC集或NREC集中移出。
[0044](5)组合服务提交子模块。根据下述实现流程及与其它子模块之间的接口来构造并添加该子模块:当组合服务所封装的操作集合完成后，将激活组合服务提交子模块运行；该子模块调用动态冲突检测子模块来判断服务实例之间是否存在冲突，如果将要提交的组合服务实例中的某服务实例Sij与某个CSk的一个获取了执行凭证的服务实例Skl相互冲突，且TS (CSi) > TS (CSk)，那么CSi进入等待状态，直至CSk结束；组合服务提交子模块还将删除已执行服务实例的执行凭证，并调用集合维护子模块将当前组合服务实例从REC集或NREC集中移出。
[0045]本实施例中，组合服务提交子模块的的工作流程参见图6，当组合服务实例CSi完成给定任务，发出提交请求时，并发调度模块的组合服务提交子模块被激活，完成CSi的提交。具体步骤为:如果Su与某个CSk的一个获取了执行凭证的服务实例Skl冲突，且TS(CSi)>TS(CSk),那么CSi进入等待状态，直至CSk结束；撤销已执行服务实例所获得的执行凭证；将CSi从REC集或NREC集中移出。
[0046](6)集合维护子模块。集合维护子模块负责维护REC集和NREC集中的组成元素。根据下述实现流程及与其它子模块之间的接口来构造并添加该子模块:组合服务所在系统被启动时，集合维护子模块将创建全局的REC集实例表和NREC集实例表，以及一个NREC集的等待队列；该子模块被初始化、执行凭证分发、夭折与失效恢复和组合服务提交子模块所调用，用于变更REC集和NREC集成员。
[0047]本实施例方法模块化好、步骤清晰、可操作性强。本发明所提出的方法共两个步骤，第一步扩展组合服务引擎，构造新的并发调度模块，替换基于已有方法的并发调度模块。新的并发调度模块由初始化、动态冲突检测、执行凭证分发、夭折与失效恢复、组合服务提交、集合维护六个子模块组成，各个子模块的实现流程、与其它子模块之间的接口、以及新添加的并发调度模块与系统中原有模块间的接口具体、明确；第二步采用第一步扩展而来的组合服务引擎进行基于事务冲突检测的并发调度，从初始化、组合服务及服务实例的调度、组合服务的夭折与失效恢复、组合服务的提交四个方面，确保调度的可串行性和可恢复性，将系统从一个一致性状态转换到另一个一致性状态。
[0048]如图8所示，本实施例中扩展组合服务引擎以及组合服务引擎的工作步骤如下: 第一步，扩展组合服务引擎，构造新的并发调度模块，替换基于已有方法的并发调度模
块。方法是:保留组合服务引擎中的控制模式解释模块和执行代码激活模块，构造并发调度模块，并在并发调度模块内部构造并添加初始化、动态冲突检测、执行凭证分发、夭折与失效恢复、组合服务提交、集合维护六个子模块，用新构造的并发调度模块替换基于已有方法的并发调度模块。具体方法如下:
S1.1、构造并添加初始化子模块。初始化子模块负责初始化组合服务，包括分配时戳、将被初始化的当前组合服务实例加入正在运行且可被补偿的组合服务实例集合REC集(可回滚的组合服务实例集合REC集，参见第1.6步)中，按照控制模式中的偏序分别调度该组合服务实例中的各个服务。组合服务实例被调度的时间先后采用时戳来标识，每个组合服务实例CSi都被赋予一个单调递增的时戳TS (CSi)。根据下述实现流程及与其它子模块之间的接口来构造并添加该子模 块:若当前组合服务实例尚未被夭折过，则获取系统时间，生成时间戳，将时间戳分配给当前组合服务实例；调用集合维护子模块，将当前组合服务实例加入到REC集中；调用控制模式解释模块，逐个获取已被初始化的组合服务实例的服务实例，调用执行凭证分发子模块，对服务实例进行调度。
[0049]S1.2、构造并添加动态冲突检测子模块。并发冲突是引起数据状态不一致的根本原因，如果不存在冲突，那么任何调度都是可以接受的。因此，服务或组合服务实例之间的冲突检测在调度中是不可或缺的。动态冲突检测子模块负责在调度过程中动态检测服务实例之间是否存在冲突。为实现冲突检测，构建服务的冲突矩阵C0NF，该矩阵为nXn维(η是系统中服务的个数)的，对于任意服务&和\_，0^?(1，j)中存放的是一个基于该服务操作语义和持久存储访问特性的冲突检测函数confDetector (i, j),用于判断服务SjP Sj在某些特定参数下的两个实例之间是否存在冲突。如果该函数返回TRUE，则表示存在冲突，否则返回FALSE，表示不存在冲突。如果服务Si和Sj的所有实例都冲突，那么CONF (i, j) =TRUE,如果两者的所有实例都不冲突，那么CONF (i，j) =FALSE,两个服务的任意实例都是可交换的。根据下述实现流程及与其它子模块之间的接口来构造并添加该子模块:该子模块被执行凭证分发子模块调用，根据CONF矩阵及对应confDetector函数来判断被调度服务实例或组合服务实例与另一个正在被调度的服务实例或组合服务实例之间是否存在冲突，从而决定是否夭折对应组合服务实例或者使其进入等待状态；该子模块也被组合服务提交子模块所调用，根据CONF矩阵及对应confDetector函数来判断被调度服务实例是否与另一个已经获得执行凭证的服务实例冲突，从而决定是否需要使该服务实例所属的组合服务实例进入等待状态。
[0050]S1.3、构造并添加执行凭证分发子模块。每当激活执行一个服务实例前，首先要获取它的执行凭证，根据被调度服务实例的执行是否会破坏调度的可恢复性和可串行性，确定是立即激活、延迟激活、还是夭折该服务实例或者相关服务实例的执行，具体的调度策略主要由服务的恢复属性、组合服务实例已执行时间、服务实例之间的动态冲突检测结果、组合服务实例的时戳大小四个因素决定。恢复属性包括“可忽略”(non-vital)、“可补偿”(compensable)、“可重试”(retirable)、“不可补偿且不可重试”(pivot)四种,其中:“可忽略”是指一个服务执行不会影响数据状态，只读操作构成的服务是一种典型的可忽略的服务；如果一个服务执行结果可以通过补偿操作被撤销，则称该服务是“可补偿”的，补偿操作集合称作其补偿服务；如果一个服务经过有限次重复尝试，最终可确保提交，则称该服务是“可重试”的。已执行时间是指某组合服务实例从开始调度到当前时刻的总运行时间，初始值为O。长事务的中途夭折会造成资源的浪费、时间的损失，对系统性能的影响很大；同样，在产生连锁夭折时，执行时间长的组合服务实例的夭折会降低系统运行效率。为此，需设定已执行时间的阀值T,ef，一旦某组合服务实例的已执行时间超过Tref，那么夭折该组合服务实例将被认为是不可接受的，具体做法是当某组合服务实例的已执行时间超过TMf时，将该组合服务实例的当前被调度服务实例的恢复属性设为“不可补偿且不可重试”(pivot)，即不可补偿且不可重试的，这样一旦该服务实例获得执行凭证被调度执行，其所在组合服务实例最终进入NREC集，从而避免将其加入到连锁夭折中，造成不必要的损失。根据下述实现流程及与其它子模块之间的接口来构造并添加该子模块:该子模块被初始化子模块调用，用于按照一定策略为已初始化的某个组合服务实例的一个服务实例分配执行凭证；该子模块调用动态冲突检测子模块来判断服务实例/组合服务实例之间是否存在冲突，并结合服务的恢复属性、组合服务实例已执行时间、组合服务实例的时戳大小等信息来确定调用夭折与失效恢复子模块对相应组合实例进行处理、还是使其进入等待状态；为服务实例分配执行凭证，调用组合服务引擎的执行代码激活模块以执行被调度服务实例；调用集合维护子模块以变更REC集和NREC集成员。
[0051]S1.4、构造并添加夭折与失效恢复子模块。存在冲突的情况下，已执行不可补偿服务的组合服务实例的调度优先级相对更高，即调度中NREC集中的实例一般优先于REC集中的实例执行；在此基础上，当要调度不可补偿的服务实例时，时戳较大的组合服务实例要等待时戳较小的组合服务实例执行完毕。根据下述实现流程及与其它子模块之间的接口来构造并添加该子模块:该子模块被执行凭证分发子模块所调用，在必要时用以夭折REC集中与当前被调度的组合服务实例相互冲突的组合服务实例；该子模块调用失效恢复模块，将产生失效的服务的补偿服务提交给并发调度模块参与调度；调用集合维护子模块，将当前组合服务实例从REC集或NREC集中移出。
[0052]S1.5、构造并添加组合服务提交子模块。根据下述实现流程及与其它子模块之间的接口来构造并添加该子模块:当组合服务所封装的操作集合完成后，将激活组合服务提交子模块运行；该子模块调用动态冲突检测子模块来判断服务实例之间是否存在冲突，如果将要提交的组合服务实例中的某服务实例Su与某个CSk的一个获取了执行凭证的服务实例Skl相互冲突，且TS(CSi) > TS(CSk)，那么CSi进入等待状态，直至CSk结束；组合服务提交子模块还将删除已执行服务实例的执行凭证，并调用集合维护子模块将当前组合服务实例从REC集或NREC集中移出。
[0053]S1.6、构造并添加集合维护子模块。已经执行并提交了不可补偿服务的组合服务实例是不允许被夭折的，为了区分这种实例与被调度的其它实例，将被调度的组合服务实例动态地分为两个集合:可回滚的组合服务实例集合REC集(执行结果可被消除)和不可回滚的组合服务实例集合NREC集(已执行不可补偿的服务，执行结果不能完全撤销)。其中，REC集由正在运行的可以被补偿的组合服务实例组成，而NREC集是由已经执行并提交了不可补偿服务的、相互之间不会产生冲突的组合服务实例组成。初始化时，所有的组合服务实例都属于REC集；系统维持一个NREC集的等待队列，队列中的元素是将要执行不可补偿服务、但与NREC集中某组合服务实例相互冲突的实例，一旦冲突解除，则允许等待队列中的实例加入NREC集。当一个组合服务实例CSi执行了不可补偿的服务并且不会与NREC集中已有任何组合服务实例产生冲突时，CSi被移至NREC集中。集合维护子模块负责维护REC集和NREC集中的组成元素。根据下述实现流程及与其它子模块之间的接口来构造并添加该子模块:组合服务所在系统被启动时，集合维护子模块将创建全局的REC集实例表和NREC集实例表，以及一个NREC集的等待队列；该子模块被初始化、执行凭证分发、夭折与失效恢复和组合服务提交子模块所调用，用于变更REC集和NREC集成员。
[0054]S1.7、用新构造的并发调度模块替换基于已有方法的并发调度模块。方法是:
S1.7.1、移除基于已有方法的并发调度模块；
S1.7.2、添加新构造的并发调度模块，该模块由初始化、动态冲突检测、执行凭证分发、夭折与失效恢复、组合服务提交、集合维护六个子模块组成；
51.7.3、建立新添加的并发调度模块与系统中原有模块间的接口。具体为:初始化子模块调用组合服务引擎的控制模式解释模块，逐个获取已被初始化的组合服务实例的服务实例；夭折与失效恢复子模块调用失效恢复模块，将产生失效的服务的补偿服务提交给并发调度模块参与调度；夭折与失效恢复子模块、组合服务提交子模块与组合服务引擎的执行代码激活模块进行交互，根据执行代码激活模块反馈的外部程序的执行情况，夭折或者提交相应的服务实例。
[0055]第二步，采用第一步扩展而来的组合服务引擎进行基于动态冲突检测的事务并发调度，确保调度的可串行性和可恢复性，将系统从一个一致性状态转换到另一个一致性状态。具体方法为:
52.1并发调度模块的初始化子模块负责被调度的组合服务实例的初始化。步骤为: S2.1.1并发调度模块的初始化子模块从待调度组合服务队列中获取被调度的组合服
务实例CSi ；
S2.1.2如果CSi由于冲突原因曾被夭折，则维持原时戳，否则分配一个新的时戳TS(CSi)；
S2.1.3将CSi加入到REC集中；
S2.1.4调用控制模式解释模块，逐个获取已被初始化的组合服务实例的服务实例，调用执行凭证分发子模块，对服务实例进行调度。
[0056]S2.2并发调度模块的执行凭证分发子模块负责调度组合服务实例中的某个服务实例。调度组合服务实例CSi的服务实例Su的步骤为:
S2.2.1 CSi的已执行时间:=CSi的已执行时间+ Sij的执行时间； S2.2.2如果CSi的已执行时间大于Tref且Su不是补偿服务，那么将Su的恢复属性设置为“不可补偿且不可重试”(pivot)；
S2.2.3如果Sij的恢复属性为“可忽略”(non-vital )，则转到第S2.2.5步；
S2.2.4服务实例Sij申请获得执行凭证:
S2.2.4.1如果存在下述情况，则夭折相应组合服务实例:
1)如果CSie NREC集，且Sij与REC集中某个CSk的一个获取了执行凭证的服务实例Skl冲突，那么通过调用夭折与失效恢复子模块，转至第S2.3步对CSk进行处理；
2)如果CSie REC集，且Sij与REC集中某个CSk的一个获取了执行凭证的服务实例Sld冲突，这时:若TS(CSi)CTS(CSk)，则通过调用夭折与失效恢复子模块，转至第S2.3步对CSk进行处理。
[0057]S2.2.4.2如果存在下述情况，CSi进入等待状态，直至引起它等待的组合服务实例结束:
1)如果CSie REC集，Sij与NREC集中某个CSk的一个获取了执行凭证的服务实例Sld冲突，那么CSi进入等待状态，直至CSk结束，然后转至第S2.2.4.2步；
2)如果Sij的恢复属性为“可重试”(retriable)或“不可补偿且不可重试”(pivot)，CSi与某个被调度的组合服务实例CSk冲突，且TS (CSi) > TS (CSk)，那么CSi进入等待状态，直至CSk结束，然后转至第S2.2.4.2步；
3)如果Sij的恢复属性为“可重试”(retriable)或“不可补偿且不可重试”(pivot)，CSi e NREC集，且CSi将来会与NREC集中其它某个CSk冲突，那么按照时戳大小将CSi插入NREC集的等待队列，CSi进入等待状态，直至CSi成为队列中时戳最小的实例，然后转至第S2.2.4.2 步;
S2.2.5为Sij分配执行凭证，调用组合服务引擎的执行代码激活模块以执行Sij ；
S2.2.6如果Sij的恢复属性为“可重试”(retriable)或“不可补偿且不可重试”(pivot)，判断是否与NREC集中的某个组合服务实例中的服务实例冲突:如果是，将CSi移入NREC集的等待队列，否则，当CSi e REC集且在NREC集等待队列中时，将CSi移出NREC集的等待队列，并从REC集中删去，移入NREC集中。
[0058]S2.3并发调度模块的夭折与失效恢复子模块负责夭折组合服务实例并进行失效恢复。
[0059]其具体步骤为:
S2.3.1调用失效恢复模块，生成用于补偿并撤销其执行结果的服务/组合服务，将该服务/组合服务提交到待调度组合服务队列中；
S2.3.2撤销组合服务CSi中已执行服务实例获得的执行凭证；
S2.3.3将CSi从REC或NREC集中移出。
[0060]S2.4当组合服务实例CSi完成给定任务，发出提交请求时，并发调度模块的组合服务提交子模块被激活，完成CSi的提交。提交的步骤为:
S2.4.1如果Sij与某个CSk的一个获取了执行凭证的服务实例Skl冲突，且TS (CSi) >TS (CSk)，那么CSi进入等待状态，直至CSk结束；
S2.4.2撤销已执行服务实例所获得的执行凭证；
S2.4.3将CSi从REC集或NREC集中移出。[0061 ] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种基于事务的服务状态一致性维护方法，其特征在于实施步骤如下: .1)预先构建用以区分提交了不可补偿服务的组合服务实例与其它组合服务实例的可回滚组合服务实例集合和带有等待队列的不可回滚组合服务实例集合，其中可回滚组合服务实例集合中组合服务实例的执行结果可被消除，而带有等待队列的不可回滚组合服务实例集合中的组合服务实例已执行不可补偿的服务，执行结果不能完全撤销；设定系统中组合服务实例已执行时间的阀值；组合服务实例被调度的时间先后采用时戳来标识，从待调度组合服务队列中获取被调度的组合服务实例，判断是否由于冲突原因导致所述被调度的组合服务实例曾被夭折，如果所述被调度的组合服务实例由于冲突原因曾被夭折则维持原时戳，否则按照单调递增的方式给所述被调度的组合服务实例分配一个新的时戳；将所述被调度的组合服务实例加入到可回滚组合服务实例集合中，完成被调度的组合服务实例的初始化； .2)从所述被调度的组合服务实例获取一个服务实例作为当前服务实例，将当前服务实例对应的组合服务实例的已执行时间在原值的基础上增加当前服务实例的已执行时间；判断当前服务实例对应的组合服务实例的已执行时间大于设定的已执行时间阀值、当前服务实例不是补偿服务两个条件是否同时成立，如果两个条件同时成立，则将所述指定服务实例的恢复属性设置为“不可补偿且不可重试”;判断当前服务实例的恢复属性是否为“可忽略”，当恢复属性非“可忽略”时则直接为当前服务实例分配执行凭证并执行它，否则先为当前服务实例申请获得执行凭证，然后再为当前服务实例分配执行凭证并执行它；最终判断当前服务实例的恢复属性为“可重试”或“不可补偿且不可重试”、当前服务实例与不可回滚组合服务实例集合中某个组合服务实例中的服务实例冲突两个条件是否同时成立，在所述两个条件同时成立时，将当前服务实例对应的组合服务实例移入所述不可回滚组合服务实例集合的等待队列；判断当前服务实例对应的组合服务实例是否同时存在于所述可回滚组合服务实例集合和不可回滚组合服务实例集合等待队列中，如果同时存在则将当前服务实例对应的组合服务实例移出所述不可回滚组合服务实例集合的等待队列并从可回滚组合服务实例集合中删去，然后将当前服务实例对应的组合服务实例移入所述不可回滚组合服务实例集合中； .3)判断被调度的组合服务实例的所有服务实例是否已经执行完毕，如果被调度的组合服务实例中仍有服务实例尚未执行完毕，则跳转执行步骤2);否则，如果被调度的组合服务实例中所有服务实例已经执行完毕，则提交被调度的组合服务实例。
2.根据权利要求1所述的基于事务的服务状态一致性维护方法，其特征在于，所述步骤2)中为当前服务实例申请获得执行凭证的详细步骤如下: .2.1)判断当前服务实例对应的组合服务实例在不可回滚组合服务实例集合中、当前服务实例与可回滚的组合服务实例集合中某个组合服务实例的一个已获取执行凭证的服务实例是冲突的两个条件是否同时成立，如果上述两个条件同时成立，则对与当前服务实例冲突的服务实例对应的组合服务实例进行夭折和失效恢复；否则，跳转执行下一步； .2.2)判断当前服务实例对应的组合服务实例在可回滚组合服务实例集合中、当前服务实例与可回滚的组合服务实例集合中某个组合服务实例的一个已获取执行凭证的服务实例冲突、当前服务实例对应的组合服务实例的时戳小于与当前服务实例冲突的服务实例对应的组合服务实例的时戳三个条件是否同时成立，如果上述三个条件同时成立，则对与当前服务实例冲突的服务实例对应的组合服务实例进行夭折和失效恢复；否则，跳转执行下一步; .2.3)判断当前服务实例对应的组合服务实例在可回滚组合服务实例集合中、当前服务实例与不可回滚的组合服务实例集合中某个组合服务实例的一个已获取执行凭证的服务实例冲突两个条件是否同时成立，如果上述两个条件同时成立，则控制当前服务实例对应的组合服务实例进入等待状态，且在与当前服务实例冲突的服务实例对应的组合服务实例结束后返回重新执行步骤2.3);否则，跳转执行下一步； 2.4)判断当前服务实例的恢复属性为“可重试”或“不可补偿且不可重试”、当前服务实例对应的组合服务实例与某个被调度的组合服务实例冲突、当前服务实例对应的组合服务实例的时戳大于冲突的组合服务实例的时戳三个条件是否同时成立，如果上述三个条件同时成立，则控制当前服务实例对应的组合服务实例进入等待状态，且在与当前服务实例对应的组合服务实例冲突的组合服务实例结束后跳转执行步骤2.3);否则，跳转执行下一 .2.5)判断当前服务实例的恢复属性为“可重试”或“不可补偿且不可重试”、当前服务实例对应的组合服务实例在不可回滚组合服务实例集合中、当前服务实例对应的组合服务实例与不可回滚组合服务实例集合中的某个组合服务实例冲突三个条件是否同时成立，如果上述三个条件同时成立，则按照时戳大小将当前服务实例对应的组合服务实例插入不可回滚组合服务实例集合的等待队列中，当前服务实例对应的组合服务实例进入等待状态，直至当前服务实例对应的组合服务实例的时戳成为不可回滚组合服务实例集合的等待队列中最小的时戳时跳转执行步骤2.3);否则，为当前服务实例分配执行凭证，执行当前服务实例。
3.根据权利要求2所述的基于事务的服务状态一致性维护方法，其特征在于，所述步骤2.1)和2.2)中对与当前服务实例冲突的服务实例对应的组合服务实例进行夭折和失效恢复的详细步骤如下: .2.1.1)通过调用组合服务引擎外部的失效恢复模块，生成用于补偿并撤销其执行结果的服务或者组合服务，将所述服务或者组合服务提交到待调度组合服务队列中；.2.1.2)撤销当前服务实例对应的组合服务实例中已执行服务实例获得的执行凭证； .2.1.3)将当前服务实例对应的组合服务实例从所属的可回滚组合服务实例集合或不可回滚组合服务实例集合中移出。
4.根据权利要求1或2或3所述的基于事务的服务状态一致性维护方法，其特征在于，所述步骤3)中提交被调度的组合服务实例的详细步骤如下: .3.1)遍历被调度的组合服务实例中的服务实例，判断遍历的当前服务实例是否与任意某个组合服务实例的一个获取了执行凭证的服务实例冲突、被调度的组合服务实例的时戳大于与当前服务实例发生冲突的服务实例对应的组合服务实例的时戳两个条件是否同时成立，如果上述两个条件同时成立，则控制被调度的组合服务实例进入等待状态，并检测与当前服务实例发生冲突的服务实例对应的组合服务实例是否已经结束，如果与当前服务实例发生冲突的服务实例对应的组合服务实例已经结束则跳转执行下一步； .3.2)撤销被调度的组合服务实例中已执行服务实例所获得的执行凭证； .3.3)将被调度的组合服务实例从所属的可回滚组合服务实例集合或不可回滚组合服务实例 集合中移出。
【文档编号】G06F9/38GK103995691SQ201410215230
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年5月21日 优先权日:2014年5月21日
【发明者】任怡, 廖湘科, 吴庆波, 戴华东, 刘仁仕, 孔金珠, 邵立松, 阳国贵, 高珑, 史佩昌, 吕品, 刘晓东 申请人:中国人民解放军国防科学技术大学