Web服务组合综述

Web服务组合综述
【摘要】近年来，Web服务技术作为服务计算（SOC）和面向服务架构（SOA）的主要实现技术，已经得到广泛应用，工业界和学术界分别从不同的角度对Web 服务的相关技术展开研究。

本文详细阐述了服务组合的概念、框架和分类，分析了几种常用的Web服务组合方法，并对这几种组合方法作了比较，最后，对Web 服务组合方法进行了总结。

【关键词】Web服务；组合方法；服务组合；工作流
1.引言
近年来，电子商务的迅速发展，使得基于网络的、分布式的、模块化的Web 服务技术得到快速发展和广泛应用，Web服务遵循一定的技术规范，执行一定的任务。

随着Web服务标准的持续完善和支持Web服务的企业级软件平台的不断成熟，越来越多的企业和商业组织参与到软件服务化（SaaS）的行列中来，纷纷将其业务功能和组件包装成标准的Web服务发布出去，实现快速便捷地寻求合作伙伴，挖掘潜在的客户和达到业务增值的目的[1]。

然而，目前网络上发布的服务大多数都存在结构简单、功能单一的缺陷，无法满足企业复杂应用的需求。

如何有效地组合分布于网络中的各种服务，实现服务之间的无缝集成，形成功能强大的企业级服务流程以完成企业的商业目标，已经成为Web服务发展过程中的一个重要步骤，也是SOC与SOA能否成功应用和实施的关键[2]。

2.Web服务基本概念
Web服务组合源于软件重用.其基本思想是使用现有的Web服务，通过它们一定顺序的组合或组合顺序的改变，创建出新的或更高质量的服务满足用户的需求。

2.1 Web服务概念
目前对Web服务组合尚无统一的定义，很多研究者从不同的角度和侧重点对Web服务组合给出了不同的定义。

[3]
对Web服务组合定义是指由多个小粒度的Web服务相互之间通信和协作来实现大粒度的服务功能；通过有效地联合各种不同功能的Web服务，服务开发者可以借此解决较为复杂的问题，实现增值服务。

IBM对服务组合定义[4]是满足业务流程逻辑的一组Web服务，通过制定不同Web服务执行顺序和交互过程来实现新的业务功能。

[5]
从两个不同的研究角度对Web服务组合进行了定义：（1）基于过程模型：从WSC内在因素的角度，将其定义为一个依赖于特定控制流和数据流结合起来的、能够完成一定任务的Web服务集合。

（2）基于构件单元：从构件的角度，将WSC定义为一个由自治且能相互协作的自描述单元所组成的系统。

文献[1]提出了一个更为通用和完整的Web服务组合定义：用现有的分散的、小粒度的原子服务，根据服务请求者的需求，在某一特定的Web服务组合框架下，自动地选择满足需要的若干服务，并使它们按照一定的组合规则协同工作完成服务请求。

2.2 Web服务组合架构
典型的Web服务组合（WSC）的实现框架包括2种用户角色（服务请求者和服务提供者）和5个部件（翻译器、组合管理器、执行引擎、服务匹配器和服务库），可选部件本体库为服务描述提供本体定义和推理支持，如图1所示。

WSC
流程如下：
（1）服务提供者通过服务注册将服务信息发布到注册中心的服务库。

（2～3）服务请求者提交的服务需求经翻译器处理，从自然语言变为具有语义的需求描述传递给组合管理器。

（4）组合管理器根据需求描述和来自服务库的服务描述，生成满足服务需求的组合方案，传递给执行引擎。

（5～7）执行引擎将组合方案传递给服务匹配器，服务匹配器根据服务描述选择最适合的Web服务，将其句柄返回执行引擎。

（8）执行引擎根据组合方案和Web服务句柄调用并监控Web服务执行。

（9）最终将执行结果传递给服务请求者。

3.Web服务组合方法
3.1 Web服务组合方法
当前工业界和学术界从不同的角度对Web服务组合进行了大量的研究，提出了多种Web服务组合方法，总的来说，工业界方法侧重于提出组合描述语言，开发相关编辑工具和执行引擎；学术界的方法侧重于从语义、智能规划等方面研究自动组合，并通过形式化方法验证组合系统的正确性[1]。

目前被普遍使用的Web服务组合方法有以下几种[1，6]。

（1）基于BPEIAWS的Web服务组合
BPEL4WS（Business Process Execution Language for Web Services）简称BPEL，它是2002年IBM、微软和BEA公司提出一个基于工作流的Web服务组合描述语言[7]。

BPEL4WS是基于工作流方法中的典型代表。

它集WSFL和XLANG两者之长，形成了一种较为自然的描述商业活动的抽象高级语言。

它的作用是将一组现有的服务整合起来.从而定义一个新的Web服务，它能够将Web 服务调用、操作数据、抛出故障或终止一个流程等不同的活动连接起来，从而创造出复杂的流程，这些活动町以嵌套到结构化活动中，结构化活动定义了活动的运行方式和控制流程。

（2）基于语义的Web服务组合方法
面向语义的Web服务组合通过在Web服务中添加语义信息，明确表达Web 服务的数据、功能和性能等，使机器能够自动理解并进行需要的操作，最终生成Web服务过程。

目前面向语义的Web服务组合的主要成果是OWL—S（Ontology Web Language for Services，Web服务的本体语言），OWL—S是一个服务本体，使服务能够自动发现、调用、组合、互操作和执行监控。

OWL—S建模的服务本体有三个部分：ServiceProfile、ServiceModel和ServiceGrounding。

在OWL—S 中，ServiceProfile和ServiceModel是服务的抽象表达，而ServiceGrounding涉及具体的规范。

（3）Web组件方法
Web组件方法将服务看成组件以支持基本的软件开发原则，比如重用、细化和扩展。

主要思想是将复合的逻辑信息封装在一个定义中，一个类定义表示一个Web组件。

Web组件的公共接口可以被发布，用于服务的发现和重用。

Web组件方法支持一些基本的组合结构：顺序的、顺序可选的、结果同步的并行和并行可选的。

它们以condition和while—do结构扩展。