摘  要： 針對(duì)如何更高效和準(zhǔn)確地將已存在的Web服務(wù)集成到業(yè)務(wù)流程中,，提出了服務(wù)構(gòu)件模型,。該模型以Web服務(wù)為業(yè)務(wù)功能實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，用BPMN建模用戶需求,，輸出為可執(zhí)行的BPEL模型,。該服務(wù)構(gòu)件模型內(nèi)部對(duì)原子服務(wù)進(jìn)行了重新定義，便于服務(wù)的查找,；而且加入了服務(wù)的QoS特征,，便于服務(wù)的選擇。
關(guān)鍵詞： Web服務(wù),；業(yè)務(wù)流程管理,；BPMN；BPEL

　企業(yè)應(yīng)用的復(fù)雜度越來(lái)越大,，關(guān)鍵性遺留系統(tǒng)也越來(lái)越多,，為了解決因遺留系統(tǒng)而出現(xiàn)的信息孤島、企業(yè)間的業(yè)務(wù)交互以及數(shù)據(jù)共享等問(wèn)題,，面向服務(wù)架構(gòu)SOA（Service-Oriented Architecture）,、業(yè)務(wù)流程管理BPM（Business Process Management）以及Web服務(wù)等技術(shù)得到了很大的發(fā)展，并且相關(guān)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)也日益成熟[1],。
　Web服務(wù)是SOA的主要實(shí)現(xiàn)技術(shù),，它提供了標(biāo)準(zhǔn)的訪問(wèn)接口以便在服務(wù)調(diào)用及組合方面變得更加方便[2]。目前,，存在大量可用的Web服務(wù),，包括企業(yè)內(nèi)部的、商用的以及開源的,，它們各自有優(yōu)勢(shì),，怎樣選擇一個(gè)能夠滿足業(yè)務(wù)需求以及非功能需求的服務(wù)便是一個(gè)比較難的問(wèn)題。現(xiàn)在的應(yīng)用系統(tǒng)在業(yè)務(wù)上變得越來(lái)越復(fù)雜,，這些業(yè)務(wù)不只是針對(duì)于本系統(tǒng),，還可能與其他系統(tǒng)，特別是與其他公司的系統(tǒng)進(jìn)行交互,。由此,，針對(duì)于每一項(xiàng)業(yè)務(wù)過(guò)程，都需要有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的描述方式，這樣的流程描述不只是針對(duì)于業(yè)務(wù)分析人員,，也要便于開發(fā)人員能夠在程序中直接應(yīng)用,。業(yè)務(wù)流程管理很大的用途或特點(diǎn)在于對(duì)Web服務(wù)的編排[3]，根據(jù)需求,，按照某種邏輯或者規(guī)則將存在的Web服務(wù)組裝成一個(gè)可執(zhí)行的流程,，該流程可以通過(guò)Web服務(wù)的接口標(biāo)準(zhǔn)暴露成為流程服務(wù)供其他應(yīng)用調(diào)用，也可以作為一個(gè)流程的子流程,。目前,，已存在很多的業(yè)務(wù)流程規(guī)范，主要分成兩個(gè)類別,，一個(gè)是基于可視化圖形的,，如BPMN、BPML,、XPDL等,；另一個(gè)是基于塊結(jié)構(gòu)的語(yǔ)言，如WS-BPEL,，可以直接被流程引擎執(zhí)行,。經(jīng)過(guò)實(shí)際的應(yīng)用和驗(yàn)證，WS-BPEL已經(jīng)成為事實(shí)上業(yè)務(wù)流程運(yùn)行時(shí)描述語(yǔ)言的標(biāo)準(zhǔn),，是專門為Web服務(wù)編排和組合描述而定制的一種規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)[4],。目前，很多執(zhí)行引擎都支持BPEL,，并且也存在相關(guān)的圖形編輯工具以減少BPEL建模的復(fù)雜度[5],。然而，各個(gè)建模工具實(shí)現(xiàn)方式各不相同,，對(duì)BPEL各個(gè)元素的圖形表示也沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)定義,，再則，BPEL屬于塊結(jié)構(gòu)語(yǔ)言,，對(duì)于業(yè)務(wù)流程的分析與設(shè)計(jì)人員顯得比較抽象和晦澀,?；谶@樣的問(wèn)題以及為了提高業(yè)務(wù)人員對(duì)業(yè)務(wù)流程的建模效率,，業(yè)務(wù)流程建模符號(hào)BPMN（Business Process Modeling Notation）被正式提出為標(biāo)準(zhǔn)[6]。它定義了各個(gè)元素的圖形表示,，便于業(yè)務(wù)人員更好地理解,。
　基于以上提出的在業(yè)務(wù)和功能上的需求以及可用的建模方法和工具，本文提出了一種服務(wù)構(gòu)件模型,，它通過(guò)BPMN來(lái)描述業(yè)務(wù)需求,，然后從大量的Web服務(wù)中選擇滿足要求的服務(wù)進(jìn)行綁定，最后生成可執(zhí)行的BPEL模型以及流程服務(wù)。主要是設(shè)計(jì)一種完整的流程模型來(lái)描述用戶調(diào)用Web服務(wù)的需求,、服務(wù)的匹配和綁定以及可執(zhí)行流程的生成,。用戶只需要將BPMN文件提交到模型中，處理后便可以自動(dòng)地部署對(duì)應(yīng)的可執(zhí)行流程服務(wù),，然后在執(zhí)行引擎中運(yùn)行,。
　本文提出的服務(wù)構(gòu)建模型是以Web服務(wù)為基礎(chǔ)的，這些Web服務(wù)可能來(lái)自不同的提供者,，可能是本公司的系統(tǒng),，也可能是其他合作者提供的服務(wù)，比如對(duì)于電子商務(wù)網(wǎng)站而言,，一些業(yè)務(wù)流程中的服務(wù)就會(huì)來(lái)自于其他公司,，如第三方支付服務(wù)、物流服務(wù)等,。對(duì)于要調(diào)用這些Web服務(wù)的客戶端,，必須先通過(guò)BPMN進(jìn)行需求建模，BPMN模型以圖形符號(hào)的形式描述了客戶端的功能需求,。隨后,，該BPMN會(huì)被切分成原子服務(wù)，該原子服務(wù)的格式是在WSDL基礎(chǔ)上重新定義的,，與服務(wù)庫(kù)里的服務(wù)格式相同,；服務(wù)庫(kù)里的服務(wù)是通過(guò)在線抓取和人工錄入的形式完成的，這些服務(wù)都是以WSDL進(jìn)行描述,，通過(guò)與BPMN原子服務(wù)切分方式一樣的形式進(jìn)行WSDL的解析,。最后形成的原子服務(wù)是以接口方法為單位的，這樣在服務(wù)的匹配中就會(huì)減少由于每個(gè)接口存在多個(gè)方法的干擾,。整個(gè)模型中都是以原子服務(wù)為基礎(chǔ),，因此，以下對(duì)原子服務(wù)的定義進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明并且給出了相應(yīng)的xml格式,。
1 原子服務(wù)
　原子服務(wù)AS為一個(gè)6元組,，形式如下：
　AS：<RSc，F(xiàn)Sc,，F(xiàn)BSc,，Sign，F(xiàn)uncR NonFuncR>,；
　其中Rsc為原子服務(wù)所屬源服務(wù)的WSDL,。Fsc是由方法表示的服務(wù)，形式為ServiceName（in：U,，out：V）,，U為服務(wù)的輸入變量,，V為服務(wù)的輸出變量。FBSc為該原子服務(wù)調(diào)用時(shí)的條件限制,，形式為<PreCondition,，PostCondition>，分別表示為服務(wù)調(diào)用的前置條件和后置條件,。Sign為服務(wù)標(biāo)示,，形式為<Type，URL>,，其中Type表示服務(wù)所屬的類型,，Type &isin;（Local Service，Partener Service,，Openservice）,，表示該服務(wù)所屬的類型，分別為本地服務(wù),、伙伴服務(wù)以及開源服務(wù),；URL表示該服務(wù)調(diào)用的地址。FuncR為該原子服務(wù)的屬性定義,，形式為<Desc,，Class，Domain,，In,，Out>，Desc表示服務(wù)的描述信息,；Class表示該原子服務(wù)所屬源服務(wù)的名稱,，因?yàn)樵臃?wù)由源服務(wù)接口的方法生成的，而一個(gè)接口包含了多個(gè)方法,，所以這些方法都屬于統(tǒng)一Class,；Domain表示該服務(wù)所屬的域，也就是可調(diào)用服務(wù)的名字空間,；In表示服務(wù)的輸入,；Out表示服務(wù)的輸出。NonFuncR為該服務(wù)的非功能性描述,，形式為<ResponseTime,，Availability，Invocation,，Cost,，Rank，Level>,，其中,，ResponseTime為發(fā)送請(qǐng)求到接收響應(yīng)的時(shí)間；Availability為成功調(diào)用的服務(wù)次數(shù)與調(diào)用的總次數(shù)的比例,，aavailability&isin;[0,，1]；Invocation為單位時(shí)間內(nèi)（1 min）服務(wù)的調(diào)用次數(shù),，Invocation&isin;[0,，1]；Cost為調(diào)用該服務(wù)的費(fèi)用,；Rank為用戶滿意度,，用1~5之間的整數(shù)表示，數(shù)值越大滿意度越高,；Level為服務(wù)等級(jí),，形式為[LocalService=2，PartnerService=1,，OpenService=0],，值越大等級(jí)就越高，當(dāng)服務(wù)庫(kù)里有多個(gè)能滿足需求的服務(wù)時(shí),，優(yōu)先選擇的順序?yàn)長(zhǎng)ocalService,、PartnerService、OpenService,。
　以上便是對(duì)原子服務(wù)的定義,，主要是依據(jù)WSDL中PortType的operation元素為主體進(jìn)行定義，該服務(wù)的視圖形式為XML文檔,，如圖1所示,，唯一的改進(jìn)就是在此基礎(chǔ)上增加了NonFuncR元素表示服務(wù)的非功能性特征，當(dāng)出現(xiàn)多個(gè)服務(wù)滿足需求時(shí)進(jìn)行服務(wù)的選擇,。對(duì)于BPMN文檔的解析也是依據(jù)該原子服務(wù)的格式進(jìn)行切分的,，然而，在切分時(shí)只關(guān)注于功能的調(diào)用部分,，即重點(diǎn)是切分出FuncR數(shù)據(jù),。

2 服務(wù)構(gòu)件模型層次結(jié)構(gòu)
　本文研究的服務(wù)構(gòu)件模型會(huì)涉及到多個(gè)方面，以上給出的原子服務(wù)是整個(gè)模型的基礎(chǔ),，圖2中以分層的形式顯示了該模型涉及到的功能模塊結(jié)構(gòu),，從底層的服務(wù)構(gòu)件發(fā)布到上層流程應(yīng)用的部署和調(diào)用。
圖2中,，基礎(chǔ)服務(wù)層作為整個(gè)服務(wù)模型的基礎(chǔ),，利用SCA框架將組件暴露為Web服務(wù)，為服務(wù)流程的各個(gè)業(yè)務(wù)需求提供功能接口,；服務(wù)解析層根據(jù)原子服務(wù)格式將需求的BPMN模型以及服務(wù)庫(kù)的WSDL進(jìn)行解析,；服務(wù)匹配層主要是對(duì)功能性需求進(jìn)行匹配,，如果出現(xiàn)多個(gè)服務(wù)時(shí)，利用其QoS屬性選擇一個(gè)最優(yōu)的,；最上層便是面向用戶的接口層,，是將服務(wù)匹配成功后通過(guò)模型轉(zhuǎn)換生成的BPEL部署到執(zhí)行引擎中。
3 服務(wù)構(gòu)件模型流程
　圖2顯示了模型的層次圖,，包含了具體的服務(wù)模塊以及相應(yīng)的操作,，下層對(duì)上層提供接口或服務(wù)。模型層次圖只是在總體上顯示了模型執(zhí)行的各個(gè)階段,，并沒(méi)有給出模型內(nèi)部具體的執(zhí)行細(xì)節(jié),。圖3表示服務(wù)構(gòu)件模型的流程，該流程描述了用戶進(jìn)行業(yè)務(wù)功能訪問(wèn)時(shí)的內(nèi)部運(yùn)行流程,。

　圖3顯示了用戶依據(jù)業(yè)務(wù)需求進(jìn)行服務(wù)的調(diào)用,，在BPMN需求模型中，需要實(shí)現(xiàn)的功能都是由Web服務(wù)完成的,。綁定的服務(wù)都是來(lái)自于本地服務(wù)庫(kù),，該服務(wù)庫(kù)在原來(lái)的基礎(chǔ)上增加了服務(wù)的QoS屬性，便于在多服務(wù)中的選擇,。服務(wù)庫(kù)的更新和用戶請(qǐng)求的處理是同時(shí)進(jìn)行的,，兩者是不同的進(jìn)程，因此,，整個(gè)服務(wù)構(gòu)件模型的實(shí)現(xiàn)都是部署在服務(wù)端,，客戶端只需要在應(yīng)用程序中通過(guò)相應(yīng)的接口或者在客戶端界面上提交BPMN的XMI文件即可完成服務(wù)的自動(dòng)匹配和BPEL的生成。

　本文從整體上分析與設(shè)計(jì)了服務(wù)構(gòu)件模型,，該模型利用BPMN為需求建模,，BPEL為輸出模型，Web服務(wù)為功能需求提供實(shí)現(xiàn)接口,。在設(shè)計(jì)中,，對(duì)原子服務(wù)進(jìn)行了重新定義使其能更好地完成服務(wù)匹配的要求；并且給出了該模型的層次圖以顯示該模型執(zhí)行的各個(gè)階段,，每一個(gè)階段都相對(duì)獨(dú)立,；最后還給出模型的執(zhí)行流程完整地描述了服務(wù)調(diào)用的整體流程。該模型的提出為接下來(lái)的工具實(shí)現(xiàn)奠定了理論基礎(chǔ),，對(duì)于接下來(lái)要實(shí)現(xiàn)的工具,，會(huì)增加服務(wù)的形式化來(lái)實(shí)現(xiàn)服務(wù)查找和選擇的智能性。該工具會(huì)部署在服務(wù)器端,，通過(guò)該工具可以方便地進(jìn)行Web服務(wù)的調(diào)用,。
參考文獻(xiàn)
[1] 梁愛虎.SOA思想、技術(shù)與系統(tǒng)集成應(yīng)用詳解[M].北京：電子工業(yè)出版社,，2007.
[2] 高哲.基于SOA的軟件架構(gòu)的研究與應(yīng)用[D].武漢：武漢理工大學(xué)碩士研究生論文,，2007.
[3] 劉華峰,，胡元嶺.基于Web服務(wù)的業(yè)務(wù)流程管理（BPM）的實(shí)現(xiàn)方法[J].機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新，2009,，22（3）：68-69.
[4] 吳麗賢,，和力.基于BPMN的Web服務(wù)合成框架[J].開發(fā)案例,，2009（301）：171.
[5] 胡燕梅,，邱錦倫.用BPMN輔助整合Web Service[J].計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)，2007,，28（19）：4785-4786.
[6] 秦天保.從BPMN到可執(zhí)行業(yè)務(wù)流程建模[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用,，2006（26）：266-267.