专利名称：计算机组合服务快速重建系统及其重建方法
技术领域：
本发明涉及的是一种计算机技术领域的系统及其方法，具体是一种计算机组合服 务快速重建系统及其重建方法。
背景技术：
普适计算以用户需求为中心，从根本上改变了传统的用户适应机器的被动式服务 模式，在用户不受打扰的前提下，主动、动态地提供服务。然而，在普适计算环境下，硬件资 源从计算设备延伸至各种移动和嵌入设备，网络环境从Internet延伸至无线网络和传感 器网络，服务从显式演化为无形，这使得普适环境下系统的开发过程变得复杂、难控。面向服务计算是种以服务作为应用开发基本元素的计算范型，依照面向服务的体 系结构来构造应用以及协调应用中的服务组件。将面向服务的思想应用到普适计算领域 中，对普适计算系统的设计、开发、实现及维护具有积极的意义。然而，由于普适环境中的资 源是丰富、共享和动态的，所以一个组合服务在运行过程中经常会发生意想不到的错误，例 如，某个服务突然不可达等。为了保证组合服务的可靠的执行，目前大多数的技术都使用错 误处理的方法。当有错误发生时，这种方法往往是将组合服务恢复到初始状态，这大大降低 了组合服务执行的成功率，不能满足用户的需求。经过对现有技术文献的检索发现，N. B. Lakhal等人在论文“THROWS =An Architecture forHighly Available Distributed Execution of Web Services Compositions (声明异常类型高可用的分布式结构的网络服务的成分)”中对服务进行区 分，服务分为活力服务和非活力服务。如果所有的活力服务都正确执行了，那么认为组合服 务就成功的别执行了。如果有一个活力服务发生了错误，那么整个组合服务就不能正确执 行下去，整个组合服务就必须恢复到初始状态。在THROWS (声明异常类型)中，把组合服务 的运行控制权分配给分布的每一个engine (引擎)。每一个engine由代码产生器、运行监 视器、候选engine发现器以及运行历史管理模块组成，运行监视器和运行历史管理模块相 连接。但是该技术的不足是(1)很低的自适应性，因为当活力服务发生错误，整个组合服 务就必须回到初始状态；(2)低可用性，由于普适环境中的资源是丰富、共享和动态的，所 以一个组合服务在运行过程中往往会发生意想不到的错误。而该方法对于活力服务的错误 是无能为力的，导致了组合服务较低的执行成功率；(3)较低的执行效率，因为当活力服务 发生错误时，整个组合服务就回到初始状态，这样使得处理错误的代价很高，降低了执行的 效率。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，提供一种计算机组合服务快 速重建系统及其重建方法。本发明通过对服务进行监听，发现错误，自动查找可用的替代服 务并利用代理将发生错误的服务的状态转移到替代服务中，实现了服务的快速重建，提高 了组合服务成功执行的比例，能为用户提供稳定的服务。
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本发明是通过以下技术方案实现的本发明涉及的计算机组合服务快速重建系统，包括监控模块、目录控制模块、代 理控制模块、代理存储模块和目录存储模块，其中监控模块与目录控制模块相连传输服务 接口信息，监控模块与代理控制模块相连传输服务信息，目录控制模块与目录存储模块相 连传输目录管理以及查询信息，代理控制模块与代理存储模块相连传输代理管理信息。所述的监控模块包括监听单元、服务查找单元和更新代理单元，其中监听单元 和服务查找单元相连传输服务接口信息，服务查找单元和目录控制模块相连传输替代服务 接口信息，服务查找单元与更新代理单元相连传输代理重定向信息，更新代理单元与代理 控制模块相连传输服务信息。所述的目录控制模块包括目录查找单元和目录更新单元，其中目录查找单元 与监控模块相连传输服务接口信息，目录查找单元与目录存储模块相连传输服务接口信 息，目录查找单元与目录更新单元相连传输目录更新以及服务接口信息，目录更新单元与 目录存储模块相连传输目录更新以及服务接口信息。所述的目录查找单元包括本地目录查找子单元和远程目录查找子单元，其中 本地目录查找子单元和远程目录查找子单元相连传输服务接口信息，本地目录查找子单元 分别与监控模块、目录存储模块和目录更新单元相连传输服务接口信息，远程目录查找子 单元与目录存储模块相连传输服务接口信息。 所述的目录存储模块包括本地目录存储子模块和远程目录存储子模块，其中 本地目录存储子模块和远程目录存储子模块分别与目录控制模块相连传输目录管理以及 查询信息。所述的代理控制模块包括代理管理单元、代理生成单元、代理清除单元、代理初 始化单元和代理重定向单元，其中代理管理单元与监控模块相连传输代理重定向信息，代 理管理单元与代理生成单元相连传输代理生成指令信息，代理管理单元与代理重定向单元 相连传输代理重定向信息，代理重定向单元与代理存储模块相连传输重定向指令以及重定 向信息，代理生成单元与代理存储模块相连传输代理存储信息，代理生成单元与代理初始 化单元相连传输代理初始化信息，代理清除单元与代理存储模块相连传输清除代理指令信 息，代理初始化单元与代理存储模块相连传输代理初始化信息。本发明涉及的上述计算机组合服务快速重建系统的重建方法，包括以下步骤步骤一服务监听监控模块每隔时间τ向提供服务的服务A发送询问消息，并 且同时启动定时器，当t时间内收到回复消息且回复消息正常时，则T时间后重复执行步骤 一；否则，执行步骤二。步骤二 服务查找在存储的目录中进行查找处理，当存在和服务A具有相同接口 的可用服务B时，执行步骤三；否则，报告错误。所述的查找处理，包括以下步骤1)在最大运行时间T内，通过本地目录查找子单元在本地目录存储子模块中进行 查找，当本地目录存储子模块存在和服务A具有相同接口的可用服务B时，停止查找，执行 步骤三；否则，执行2)；2)在最大运行时间T内，通过远程目录查找子单元在远程目录存储子模块中进行 查找，当远程目录存储子模块存在服务A具有相同接口的可用服务B时，停止查找，执行步骤三；否则，停止查找，报告错误。步骤三，服务替换用服务B代替服务A，且把服务A的状态转移到服务B中，从而 完成服务的重建，服务B在服务A的基础上继续提供服务。与现有技术相比，本发明的有益效果是(1)高自适应性当组合服务发生错误时，系统会自动寻找相应的替代服务，自动 使用新的可用服务替换出错误的服务，并且自动进行状态迁移。(2)高可用性当组合服务出现故障时，系统会自动对故障进行修复，不影响服务 的使用。(3)高效性当组合服务发生故障时，大部分技术都是使整个组合服务回到初始 状态以保证组合服务不会执行有害的行为，而本技术是首先找到发生故障的服务，然后进 行替换和状态转移，最后整个组合服务从发生故障前的正确状态继续执行下去，从而大大 提高了成功率，且缩短了服务重建的时间，能为用户提供稳定的服务。
图1为本发明普适环境下的服务快速重建系统结构示意图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的实施例进一步描述本实施例在以本发明技术方案为前 提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下 述的实施例。实施例如图1所示，本实施例涉及的计算机组合服务快速重建系统，包括监控模块、目 录控制模块、代理控制模块、代理存储模块和目录存储模块，其中监控模块与目录控制模 块相连传输服务接口信息，监控模块与代理控制模块相连传输服务信息，目录控制模块与 目录存储模块相连传输目录管理以及查询信息，代理控制模块与代理存储模块相连传输代
理管理信息。所述的监控模块包括监听单元、服务查找单元和更新代理单元，其中监听单元 和服务查找单元相连传输服务接口信息，服务查找单元和目录控制模块相连传输替代服务 接口信息，服务查找单元与更新代理单元相连传输代理重定向信息，更新代理单元与代理 控制模块相连传输服务信息。所述的目录控制模块包括目录查找单元和目录更新单元，其中目录查找单元 与服务查找单元相连传输服务接口信息，目录查找单元与目录存储模块相连传输服务接口 信息，目录查找单元与目录更新单元相连传输目录更新以及服务接口信息，目录更新单元 与目录存储模块相连传输目录更新以及服务接口信息。所述的目录查找单元包括本地目录查找子单元和远程目录查找子单元，其中 本地目录查找子单元和远程目录查找子单元相连传输服务接口信息，本地目录查找子单元 分别与服务查找单元、目录存储模块和目录更新单元相连传输服务接口信息，远程目录查 找子单元与目录存储模块相连传输服务接口信息。所述的目录存储模块包括本地目录存储子模块和远程目录存储子模块，其中
6本地目录存储子模块与本地目录查找子单元相连传输目录管理和本地查询信息，远程目录 存储子模块与远程目录查找子单元相连传输目录管理和远程查询信息。所述的代理控制模块包括代理管理单元、代理生成单元、代理清除单元、代理初 始化单元和代理重定向单元，其中代理管理单元与更新代理单元相连传输代理重定向信 息，代理管理单元与代理生成单元相连传输代理生成指令信息，代理管理单元与代理重定 向单元相连传输代理重定向信息，代理重定向单元与代理存储模块相连传输重定向指令以 及重定向信息，代理生成单元与代理存储模块相连传输代理存储信息，代理生成单元与代 理初始化单元相连传输代理初始化信息，代理清除单元与代理存储模块相连传输清除代理 指令信息，代理初始化单元与代理存储模块相连传输代理初始化信息。所述的代理生成单元生成一个新的代理。所述的代理清除单元释放待清除的代理所占用的资源。所述的代理初始化单元将新生成的代理指向服务。所述的代理重定向单元使代理指向新替换的服务。本实施例涉及的上述计算机组合服务快速重建系统的重建方法，包括以下步骤一个在线流媒体系统，用户可以通过网络设备使用该流媒体系统提供的服务。当 前时刻用户A想看电影B，则A向流媒体系统C申请服务B。服务B可以是直接由流媒体系 统C提供的，也可以是由网络中其它系统提供。步骤一服务监听流媒体系统C的监控模块每隔时间τ向提供服务的服务B发 送询问消息，并且同时启动定时器，当t时间内收到回复消息且回复消息正常时，则T时间 后重复执行步骤一；否则说明服务B不能通过网络访问，执行步骤二。所述的询问消息包括消息标识和服务标识，其中消息标识表明消息的类型，服务 标识表明询问的是哪个服务。本实施例中所述的时间τ的取值为IOms ；所述的t的取值为200ms ；所述的T的 取值为120s。步骤二 服务查找流媒体系统C的监控模块激活服务查找单元，服务查找单元激 活目录查找单元，在存储的目录中进行查找处理，当存在和服务B具有相同接口的可用服 务B'时，执行步骤三；否则，报告错误。所述的接口是描述服务功能和使用方法的数据结构。所述的相同接口是指服务的功能相同且具有相同的输入和输出。所述的查找处理，包括以下步骤1)在最大运行时间T内，通过本地目录查找子单元在本地目录存储子模块中进行 查找，当本地目录存储子模块存在和服务B具有相同接口的可用服务B ‘时，停止查找，执 行步骤三；否则，执行2)；2)在最大运行时间T内，通过远程目录查找子单元在远程目录存储子模块中进行 查找，当远程目录存储子模块存在服务B具有相同接口的可用服务B ’时，停止查找，执行 步骤三；否则，停止查找，报告错误。本实施例中所述的最大运行时间T的取值为120s。步骤三，服务替换用服务B'代替服务B，且把服务B的状态转移到服务B'中， 从而完成服务的重建，服务B'在服务B的基础上继续提供服务。
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本实施例的优点当组合服务发生错误时，系统会自动寻找相应的替代服务，自动 使用新的可用服务替换出错误的服务，并且自动进行状态迁移；当服务出现故障时，系统会 自动对故障进行修复，不影响服务的使用；当组合服务发生故障时，首先找到发生故障的服 务，然后进行替换和状态转移，最后整个组合服务从发生故障前的正确状态继续执行下去。 本实施例在服务库足够大的情况下组合服务成功执行的比例在90%以上。
权利要求
一种计算机组合服务快速重建系统，其特征在于，包括监控模块、目录控制模块、代理控制模块、代理存储模块和目录存储模块，其中监控模块与目录控制模块相连传输服务接口信息，监控模块与代理控制模块相连传输服务信息，目录控制模块与目录存储模块相连传输目录管理以及查询信息，代理控制模块与代理存储模块相连传输代理管理信息。
2.根据权利要求1所述的计算机组合服务快速重建系统，其特征是，所述的监控模块 包括监听单元、服务查找单元和更新代理单元，其中监听单元和服务查找单元相连传输 服务接口信息，服务查找单元和目录控制模块相连传输替代服务接口信息，服务查找单元 与更新代理单元相连传输代理重定向信息，更新代理单元与代理控制模块相连传输服务信 肩、ο
3.根据权利要求1所述的计算机组合服务快速重建系统，其特征是，所述的目录控制 模块包括目录查找单元和目录更新单元，其中目录查找单元与监控模块相连传输服务 接口信息，目录查找单元与目录存储模块相连传输服务接口信息，目录查找单元与目录更 新单元相连传输目录更新以及服务接口信息，目录更新单元与目录存储模块相连传输目录 更新以及服务接口信息。
4.根据权利要求3所述的计算机组合服务快速重建系统，其特征是，所述的目录查找 单元包括本地目录查找子单元和远程目录查找子单元，其中本地目录查找子单元和远 程目录查找子单元相连传输服务接口信息，本地目录查找子单元分别与监控模块、目录存 储模块和目录更新单元相连传输服务接口信息，远程目录查找子单元与目录存储模块相连 传输服务接口信息。
5.根据权利要求1所述的计算机组合服务快速重建系统，其特征是，所述的目录存储 模块包括本地目录存储子模块和远程目录存储子模块，其中本地目录存储子模块和远 程目录存储子模块分别与目录控制模块相连传输目录管理以及查询信息。
6.根据权利要求1所述的计算机组合服务快速重建系统，其特征是，所述的代理控制 模块包括代理管理单元、代理生成单元、代理清除单元、代理初始化单元和代理重定向单 元，其中代理管理单元与监控模块相连传输代理重定向信息，代理管理单元与代理生成 单元相连传输代理生成指令信息，代理管理单元与代理重定向单元相连传输代理重定向信 息，代理重定向单元与代理存储模块相连传输重定向指令以及重定向信息，代理生成单元 与代理存储模块相连传输代理存储信息，代理生成单元与代理初始化单元相连传输代理初 始化信息，代理清除单元与代理存储模块相连传输清除代理指令信息，代理初始化单元与 代理存储模块相连传输代理初始化信息。
7.一种根据权利要求1所述的计算机组合服务快速重建系统的重建方法，其特征在 于，包括以下步骤步骤一服务监听监控模块每隔时间τ向提供服务的服务A发送询问消息，并且同 时启动定时器，当t时间内收到回复消息且回复消息正常时，则T时间后重复执行步骤一； 否则，执行步骤二 ；步骤二 服务查找在存储的目录中进行查找处理，当存在和服务A具有相同接口的可 用服务B时，执行步骤三；否则，报告错误；步骤三，服务替换用服务B代替服务A，且把服务A的状态转移到服务B中，从而完成 服务的重建，服务B在服务A的基础上继续提供服务。
8.根据权利要求7所述的计算机组合服务快速重建方法，其特征是，步骤二中所述的 查找处理，包括以下步骤1)在最大运行时间T内，通过本地目录查找子单元在本地目录存储子模块中进行查 找，当本地目录存储子模块存在和服务A具有相同接口的可用服务B时，停止查找，执行步 骤三；否则，执行2)；2)在最大运行时间T内，通过远程目录查找子单元在远程目录存储子模块中进行查 找，当远程目录存储子模块存在服务A具有相同接口的可用服务B时，停止查找，执行步骤 三；否则，停止查找，报告错误。
全文摘要
一种计算机技术领域的计算机组合服务快速重建系统及其重建方法，系统包括监控模块、目录控制模块、代理控制模块、代理存储模块和目录存储模块；方法包括步骤一，每隔时间τ向提供服务的服务A发送询问消息，当t时间内收到回复消息且回复消息正常时，则T时间后重复执行步骤一；否则，执行步骤二；步骤二，在存储的目录中进行查找处理，当存在和服务A具有相同接口的可用服务B时，执行步骤三；否则，报告错误；步骤三，用服务B代替服务A，且把服务A的状态转移到服务B中，服务B在服务A的基础上继续提供服务。本发明在服务运行过程中检查到服务的故障，并对服务进行自动替换，实现服务的快速重建，提高组合服务成功执行的比例。
文档编号H04L12/26GK101924774SQ20101027535
公开日2010年12月22日 申请日期2010年9月7日 优先权日2010年9月7日
发明者于程远, 陈俊清, 黄林鹏 申请人:上海交通大学