[發(fā)明專利]基于本體的大規(guī)模發(fā)布訂閱流水線匹配方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910097139.1
• 申請日: 2009-03-23
• 公開（公告）號: CN101510213A
• 公開（公告）日: 2009-08-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡昔祥
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學(xué)
• 主分類號: G06F17/30
• 分類號: G06F17/30
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 杜 軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于計算機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于本體的大規(guī)模發(fā)布訂閱流水線匹配方法。該方法將本體技術(shù)和并行計算技術(shù)引入發(fā)布訂閱中間件系統(tǒng)，以提高大規(guī)模發(fā)布訂閱中間件系統(tǒng)的匹配準(zhǔn)確性和時間效率。

背景技術(shù)

發(fā)布訂閱中間件系統(tǒng)非常適合因特網(wǎng)大規(guī)模信息分發(fā)、移動計算、網(wǎng)格計算等分布式異構(gòu)平臺松散通信的需求，有著廣泛的應(yīng)用前景。傳統(tǒng)的發(fā)布訂閱中間件系統(tǒng)有基于主題、基于內(nèi)容、基于XML等形式，他們大多數(shù)依賴于特定的事件類型和簡單的匹配機(jī)制，如：關(guān)鍵字匹配、屬性值的謂詞比較、XPath樹模式匹配等。而基于本體的發(fā)布訂閱中間件系統(tǒng)可以結(jié)合事件/訂閱本體模型，提供事件/訂閱的語義匹配，從而極大地提高匹配的準(zhǔn)確性，同時也使用戶能更方便地表達(dá)其訂閱興趣。在基于本體的發(fā)布訂閱中間件系統(tǒng)中，RDF是表達(dá)語義的基礎(chǔ)。為了表達(dá)事件/訂閱的語義信息，通常采用RDF圖來表示事件，稱為RDF事件圖。用建立在RDF圖上的圖模式來表達(dá)用戶訂閱條件，稱為RDF訂閱圖模式。因而，基于本體的發(fā)布訂閱中間件系統(tǒng)的匹配方法實質(zhì)上就是一種RDF圖模式匹配方法。尤其是，在大規(guī)模發(fā)布訂閱中間件系統(tǒng)中，存在著大量帶有謂詞約束的RDF訂閱圖模式。如何高效、快速地進(jìn)行RDF訂閱圖模式的匹配成為基于本體的大規(guī)模發(fā)布訂閱中間件系統(tǒng)面臨的主要挑戰(zhàn)。

目前，已有一些RDF圖模式匹配方法，如：汪錦嶺等人提出基于擴(kuò)展元語句(extended?meta-statement)數(shù)組和匹配狀態(tài)樹的方法。該方法為每個RDF訂閱圖模式維護(hù)一棵獨(dú)立的匹配狀態(tài)樹，匹配過程需要重復(fù)遍歷匹配狀態(tài)樹的所有狀態(tài)結(jié)點(diǎn)，并計算和生成新的狀態(tài)結(jié)點(diǎn)。最后根據(jù)每棵匹配狀態(tài)樹的最終狀態(tài)，來判斷哪些RDF訂閱圖模式被匹配成功。該匹配方法的缺點(diǎn)是匹配時間會隨著系統(tǒng)訂閱數(shù)量增加而急劇增長。另外，Milenko等人提出一種基于全局RDF圖模式的匹配方法，該方法將系統(tǒng)中所有RDF訂閱圖模式合并成一個全局的RDF訂閱圖模式。顯然該方法只適合訂閱數(shù)量較少或訂閱中變量個數(shù)有限的情況，因為當(dāng)每個RDF訂閱圖模式包含有較多變量時，由于變量標(biāo)識和約束條件的多樣性和差異性，合并這些RDF訂閱圖模式是非常困難和費(fèi)時的。綜合來看，已有的匹配方法遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足大規(guī)模發(fā)布訂閱中間件系統(tǒng)的性能要求。因此，需要發(fā)展一種更加高效、快速、不受系統(tǒng)訂閱數(shù)量顯著影響的、適合大規(guī)模發(fā)布訂閱中間件系統(tǒng)的匹配方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高效、快速、不受系統(tǒng)訂閱數(shù)量顯著影響的基于本體的大規(guī)模發(fā)布訂閱流水線匹配方法。

本發(fā)明方法的具體步驟是：

步驟(1)建立事件/訂閱的本體模型：采用Resource?DescriptionFramework，即RDF本體描述語言，將事件表示成RDF事件圖、將訂閱表示成RDF訂閱圖模式，在RDF事件圖和RDF訂閱圖模式中，每個結(jié)點(diǎn)都有唯一的常量或變量標(biāo)識以及結(jié)點(diǎn)所屬概念類的類型標(biāo)識，每條弧都有一個常量標(biāo)識表示其所屬概念類的屬性標(biāo)識。

步驟(2)預(yù)處理事件/訂閱：分解RDF事件圖和RDF訂閱圖模式，以RDF事件圖和RDF訂閱圖模式中每條弧作為基本語義匹配單元，具體是：

①將RDF事件圖分解成帶類型語句的集合，帶類型語句是由對應(yīng)弧的兩端結(jié)點(diǎn)常量標(biāo)識、結(jié)點(diǎn)類型標(biāo)識、以及弧的屬性標(biāo)識組成的五元組，并將帶類型語句緩存到一個緩沖隊列中；

②將RDF訂閱圖模式分解成訂閱語句模式的集合，訂閱語句模式是由對應(yīng)弧的兩端結(jié)點(diǎn)變量標(biāo)識、受約束變量的謂詞約束條件表達(dá)式、結(jié)點(diǎn)類型標(biāo)識、以及弧的屬性標(biāo)識組成的六元組，即訂閱語句模式包含了結(jié)點(diǎn)間的類型約束和受約束變量的謂詞約束條件表達(dá)式；

步驟(3)建立訂閱語句模式索引：將所有訂閱語句模式組織成三層索引存儲結(jié)構(gòu)，其中：第一層對訂閱語句模式的弧標(biāo)識建立索引；第二層對訂閱語句模式的兩端結(jié)點(diǎn)類型對建立索引；第三層對訂閱語句模式的謂詞約束條件表達(dá)式建立索引；

步驟(4)組建匹配流水線：將RDF事件圖與RDF訂閱圖模式的匹配過程分解成以下六個流水線活動過程，每個活動由分工明確的線程負(fù)責(zé)處理，線程之間相互協(xié)同，從而組成匹配流水線。具體過程是：

①讀入帶類型語句：從緩沖隊列中讀取帶類型語句，將其傳給下一處理流程；

②類型約束匹配：根據(jù)輸入的帶類型語句，查詢訂閱語句模式的三層索引存儲結(jié)構(gòu)，過濾出類型約束匹配的所有訂閱語句模式，將其傳給下一處理流程；