網(wǎng)格計(jì)算環(huán)境下企業(yè)事務(wù)工作流建模研究

1、網(wǎng)格計(jì)算環(huán)境下企業(yè)事務(wù)工作流建模研究    摘 要 目前，網(wǎng)格環(huán)境下的事務(wù)處理技術(shù)作為提高企業(yè)網(wǎng)格應(yīng)用可靠性與一致性的有效基礎(chǔ)設(shè)施，受到了廣泛的關(guān)注。本文在分析網(wǎng)格環(huán)境下事務(wù)屬性及恢復(fù)策略的基礎(chǔ)上，提出了一個(gè)具有事務(wù)支持的工作流動(dòng)態(tài)模型。通過實(shí)例分析，該模型可以很好的描述網(wǎng)格環(huán)境中企業(yè)業(yè)務(wù)流程的事務(wù)性。 關(guān)鍵詞 網(wǎng)格服務(wù) 工作流 模型 事務(wù) 網(wǎng)格工作流技術(shù)是近年來隨著網(wǎng)格計(jì)算研究的深入而快速發(fā)展起來的網(wǎng)格應(yīng)用之一，它的目的就是利用現(xiàn)有的工作流技術(shù)來自動(dòng)執(zhí)行網(wǎng)格環(huán)境中的業(yè)務(wù)流程，隨著網(wǎng)格基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)與發(fā)展，越來越多的企業(yè)和組織開始借助于其他機(jī)構(gòu)提供的網(wǎng)格

2、服務(wù)資源來完成自己的業(yè)務(wù)流程。在許多企業(yè)業(yè)務(wù)流程中，業(yè)務(wù)活動(dòng)的“事務(wù)性”需求特別明顯，即一個(gè)業(yè)務(wù)過程要么必須正常結(jié)束，要么通過補(bǔ)償操作撤銷已經(jīng)提交的執(zhí)行結(jié)果，來保證業(yè)務(wù)邏輯的一致性和正確性。復(fù)雜的網(wǎng)格環(huán)境為傳統(tǒng)的事務(wù)技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)，如何將事務(wù)處理技術(shù)合理地用于這種分布、異構(gòu)、動(dòng)態(tài)、自治的開放松偶合環(huán)境中對網(wǎng)格應(yīng)用的發(fā)展有著重要意義。 工作流過程模型是對企業(yè)業(yè)務(wù)流程的抽象，描述了業(yè)務(wù)流程的執(zhí)行過程，是整個(gè)工作流管理系統(tǒng)的起點(diǎn)和基礎(chǔ)。與傳統(tǒng)的過程模型相比，事務(wù)工作流的過程模型不僅要能夠描述過程語義，還要正確表達(dá)應(yīng)用的事務(wù)語義。因此本文針對網(wǎng)格工作流事務(wù)處理的特殊性，結(jié)合傳統(tǒng)事務(wù)處理技術(shù)，在網(wǎng)格

3、工作流模型的基礎(chǔ)上，提出了基于網(wǎng)格服務(wù)的事務(wù)工作流過程模型，并通過實(shí)例對過程模型進(jìn)行了分析。 一、網(wǎng)格工作流的事務(wù)模型 1.過程屬性與恢復(fù)策略 事務(wù)工作流中的子過程可能作為一個(gè)原子整體，也可能是一個(gè)非事務(wù)性的實(shí)體。同時(shí)，對于不同的活動(dòng)實(shí)體，由于執(zhí)行環(huán)境、業(yè)務(wù)邏輯等差異，它的恢復(fù)策略也不相同。在網(wǎng)格這一個(gè)松散耦合的自治、異構(gòu)、動(dòng)態(tài)的環(huán)境中傳統(tǒng)的“非全則無”原子性要求與相應(yīng)的恢復(fù)策略已不適應(yīng)復(fù)雜的網(wǎng)格環(huán)境。在此擴(kuò)展了事務(wù)類型，并根據(jù)不同的事務(wù)給出了相應(yīng)的恢復(fù)策略。 在網(wǎng)格環(huán)境中事務(wù)屬性可分為三個(gè)類型：原子類型、半原子類型、松散原子類型。原子類型的子過程，符合傳統(tǒng)事務(wù)“非全則無”的要求，例買票-&g

4、t;付款，買票與付款兩活動(dòng)必須針對同一公司一起發(fā)生或不發(fā)生。松散原子類型的子過程是一種松耦合的事務(wù)類型，子過程整體具有事務(wù)特性，而其間的子過程或活動(dòng)可動(dòng)態(tài)變化的業(yè)務(wù)邏輯過程。非原子類型的子過程則無需保證執(zhí)行過程中的原子性。 定義4:事務(wù)屬性TP=atomic, non-atomic, lose-atomic,其中 atomic、non-atomic、lose-atomic分別代表子過程的原子類型、非原子類型、松散原子類型。 工作流的子過程或活動(dòng)的異常恢復(fù)策略與具體業(yè)務(wù)有著密切關(guān)系，但在事務(wù)工作流中為了保持業(yè)務(wù)流程事務(wù)性狀態(tài)的一致性與正確性，在此把與事務(wù)相關(guān)的恢復(fù)策略提取出來，作為恢復(fù)策略屬性擴(kuò)

5、展活動(dòng)和子過程已有的屬性。 定義5:恢復(fù)策略屬性RP= Ignore, Abort, Alternate, Rollback, Retry 。 其中：忽略（Ignore）：若一個(gè)活動(dòng)在執(zhí)行過程中出現(xiàn)異常，該活動(dòng)已經(jīng)執(zhí)行所產(chǎn)生的行為不影響其他活動(dòng)的執(zhí)行，并且該活動(dòng)沒有執(zhí)行的部分也不影響其他活動(dòng)的執(zhí)行，則可以采用忽略策略。取消（Abort）：若在工作流執(zhí)行過程中，出現(xiàn)的異常使得整個(gè)流程不能繼續(xù)執(zhí)行下去，且已執(zhí)行的行為不需要進(jìn)行補(bǔ)償或沒有辦法補(bǔ)償，只能采取取消整個(gè)流程的措施。替換（Alternate）：在網(wǎng)格環(huán)境下當(dāng)一個(gè)服務(wù)出錯(cuò)或退出后，具有相同功能的不同服務(wù)來替換?；貪L（Rollback）：在工作

6、流執(zhí)行過程中，當(dāng)執(zhí)行到一個(gè)活動(dòng)實(shí)例出現(xiàn)異常時(shí)，已執(zhí)行的活動(dòng)實(shí)例已經(jīng)產(chǎn)生了一些影響，為了使得整個(gè)流程能通過其他路徑繼續(xù)下去或正常停止，必須對已執(zhí)行的行為產(chǎn)生的影響進(jìn)行消除，這是通過活動(dòng)補(bǔ)償完成的。重試（Retry）：在工作流執(zhí)行過程中，當(dāng)執(zhí)行到一個(gè)活動(dòng)實(shí)例出現(xiàn)異常時(shí)，可以重新執(zhí)行這個(gè)活動(dòng)實(shí)例，直到成功，或者規(guī)定重試次數(shù)的最大值，直到重試次數(shù)不到這個(gè)上限，工作流都可以從這個(gè)活動(dòng)開始重新執(zhí)行。 2.網(wǎng)格事務(wù)工作流過程模型 定義：網(wǎng)格事務(wù)工作流過程模型描述了具有事務(wù)特性的網(wǎng)格服務(wù)組合成的企業(yè)業(yè)務(wù)流程，可以抽象表示為一個(gè)多元組：TGWF=，P，T，A，C，G，Dep，Attr，Cons，它滿足如下條件:

7、 (1)是顏色集合，包含庫所顏色集P和變遷顏色集T，均為有限非空集。 (2)P是庫所的有限集合，它與活動(dòng)或子過程的輸入/輸出相對應(yīng)。 (3)T是變遷的有限集合，變遷分為基本變遷和復(fù)合變遷，基本變遷代表一個(gè)基礎(chǔ)服務(wù)，復(fù)合變遷代表一個(gè)由變遷（基本變遷或復(fù)合變遷）、庫所、弧組成的子過程。 (4)A是關(guān)系的有限集合，定義了在T上的所有服務(wù)之上的時(shí)序關(guān)系。AP×TT×P，PT=TA=T=。 (5)C是數(shù)據(jù)類型的函數(shù)：C(Pi)是狀態(tài)庫所的顏色集合，表示處在Pi狀態(tài)服務(wù)實(shí)例的屬性集；C(Ii)是輸入庫所的顏色，表示服務(wù)執(zhí)行操作的前置條件，C(Oi)輸出庫所的顏色，C(Fi)是活動(dòng)變遷的

8、顏色集合。 (6)G為變遷守護(hù)函數(shù)，它將變遷與表達(dá)式相關(guān)聯(lián)。 (7)Dep：中跨層次的服務(wù)之間的領(lǐng)帶關(guān)系集合； (8)Attr：|tT, tp atomic, non-atomic, lose-atomic , rp Ignore, Abort, Alternate, Rollback, Retry (9)Cons定義在T上的結(jié)束條件集合。 (10)存在兩個(gè)特殊位置i和o，且。 其中：T表示對應(yīng)網(wǎng)格服務(wù)組成的子過程，每個(gè)子過程對應(yīng)于一個(gè)基本服務(wù)或一個(gè)更小的子過程，T描述了子過程的層次結(jié)構(gòu)。顏色集合表達(dá)了流程相關(guān)變量以及流程中涉及的服務(wù)群信息，決定表達(dá)式可以使用的數(shù)據(jù)對象，服務(wù)群集合決定了執(zhí)行網(wǎng)

9、中各個(gè)變遷功能的資源。A描述了T中基本服務(wù)之間的時(shí)序關(guān)系，Cons定義了在T中的服務(wù)上的各種約束，一般情況下，事務(wù)流程按照A時(shí)序，及Cons中的約束條件正常執(zhí)行，在產(chǎn)生失效時(shí)，T、Dep、Attr描述了子過程中事務(wù)性恢復(fù)。 二、應(yīng)用實(shí)例分析 在此以某電子商務(wù)公司快速響應(yīng)客戶需求為例描述基于網(wǎng)格服務(wù)的事務(wù)工作流過程模型。公司在接到用戶訂單時(shí)，由兩個(gè)部門負(fù)責(zé)處理，客戶服務(wù)部門負(fù)責(zé)對客戶的賬戶進(jìn)行檢查，配送部門負(fù)責(zé)訂購貨物的配送工作。整個(gè)過程如圖所示：        T1子過程負(fù)責(zé)訂購貨物的配送，T2子過程負(fù)責(zé)客戶收費(fèi)事宜。T1又分為備貨T

10、11、運(yùn)送T12、T13配送完畢三個(gè)基本服務(wù)，T11與T12是一個(gè)松散了原子組合，因?yàn)閭湄?、與運(yùn)送服務(wù)有多個(gè)。T2可分解為一個(gè)檢查賬戶信譽(yù)T21與一個(gè)組合服務(wù)T22，T22繼續(xù)分解為計(jì)算費(fèi)用T2a與T2b劃賬兩個(gè)基本服務(wù)。在這個(gè)例子中，T1與T2定義為并發(fā)執(zhí)行，以提高效率，但T1依賴于T21，T22依賴于T13，在T1與T22中的Dep屬性描述了這種跨層次的依賴關(guān)系。 三、結(jié)論 本文針對網(wǎng)格環(huán)境下事務(wù)處理的特點(diǎn)，在網(wǎng)格工作流動(dòng)態(tài)過程模型的基礎(chǔ)，增加了過程模型中的事務(wù)屬性及恢復(fù)策略，定義了網(wǎng)格環(huán)境下的事務(wù)模型。該模型可以很好的適應(yīng)網(wǎng)格環(huán)境下企業(yè)跨組織關(guān)鍵業(yè)務(wù)的過程集成。 參考文獻(xiàn): 1李國中 劉書雷 吳秋云等:動(dòng)態(tài)服務(wù)聚合流程定義元模型及其應(yīng)用.計(jì)算機(jī)科學(xué)，2007，34（2），9194 2任 怡 管建波，吳泉源等:事務(wù)性服務(wù)組合的過程模型及良構(gòu)性判定.小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，2007，28（12），21872192 3管荷卿:WEB服務(wù)事務(wù)的研究總述. 計(jì)算機(jī)科學(xué)，2005，32（5）1316 4王 勇