[發明專利]關鍵字驅動的Web服務自動組合方法

有效

• 申請號: 201910003351.0
• 申請日: 2019-01-03
• 公開（公告）號: CN109688014B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 張蕾;俞東進;孫笑笑;侯文杰;應鈺柯
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: H04L41/5054
• 分類號: H04L41/5054;H04L67/02;H04L41/142
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 朱月芬

本發明公開了一種關鍵字驅動的Web服務自動組合方法，本發明提出的方法綜合考慮了用戶的個性化功能需求和服務數量兩個重要因素。針對關鍵字唯一性和關鍵字時序性雙重約束下組合服務個數最小化的自動Web服務組合問題，提出了關鍵字驅動的Web服務自動組合方法。特別地，該方法通過構造三個索引來實現了一系列有效的剪枝策略。為了實現高效的查詢處理，本發明還提出了一系列圖優化策略。

技術領域

本發明屬于服務計算中的Web服務自動組合領域，在Web服務組合過程中引入關鍵字查詢。針對關鍵字唯一性和關鍵字時序性雙重約束下組合服務數量最小化的Web服務自動組合問題，提出了關鍵字驅動的Web服務自動組合方案。

背景技術

近年來，隨著面向服務架構(SOA)在軟件工程中的應用的快速增長，通過組合現有的Web服務來構建基于服務的系統(SBS)的需求日益擴大。尋找合適的組件服務是SBS工程中的一個關鍵步驟，可以將其轉化為面向功能請求的服務組合問題。該問題的典型解決過程是：通過分析用戶的功能請求，在Web服務庫中進行有效的服務發現、服務選擇和服務匹配來滿足用戶的要求，進而形成可執行的服務組合解決方案。

傳統的SBS構建過程分為三個階段：系統規劃階段、服務發現階段和服務選擇階段。系統設計人員需要手動地依次完成上述三個階段，且無論處于哪個階段，設計人員都需要花費大量的時間和精力來學習相應的SOA技術，以獲得最終的SBS解決方案。因此，過去幾年來，工業界和學術界從各種研究角度研究了Web服務自動組合方法以幫助系統設計人員找到服務來快速構建SBS，而不必經歷所有復雜的階段。

現有的Web服務自動組合技術主要分為兩類：基于AI理論的Web服務自動組合方法和基于圖搜索的Web服務自動組合方法。前者將服務組合問題視為一個規劃問題的自動求解問題，即給定一個初始狀態和目標狀態，在一個服務集合中尋求一條服務組合的路徑以達到從初始狀態到目標狀態的演變。這類方法需要過多的形式化表示方法或推理系統，因此實施起來較為困難。于是基于圖搜索的Web服務自動組合方法應運而生，這類方法將服務以及服務之間的關系表示成關系圖，Web服務組合的過程被轉化為在關系圖中進行遍歷以尋找從輸入到輸出或者從輸出到輸入的可達路徑。

這兩類方法主要考慮用戶提供的初始輸入和用戶期望的最終輸出，但忽略了組合方案中包含的Web服務是否精確滿足用戶的功能要求。因此如何縮小搜索空間以實現快速組合、同時最大限度地滿足用戶的個性化功能要求是Web服務組合需要解決的關鍵問題。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提出了一種關鍵字驅動的Web服務自動組合方法。該方法主張用關鍵字來表征服務的功能信息，在I/O數據流驅動的傳統圖搜索方法的基礎上加入關鍵字查詢技術，進而提出一種基于動態剪枝策略的深度優先搜索算法(DP-DFS)來快速獲得滿足用戶需求且服務數量最少的Web服務組合方案。特別地，本發明設計了三種類型的索引以保證關鍵字的唯一性和時序性，并提出了有效的剪枝策略來提升搜索效率。

本發明方法的具體步驟是：

步驟(1).輸入Web服務庫W、語義本體Ont以及基于關鍵字的Web服務組合請求R＝{I_R,O_R,K_R,Q_R}；其中I_R表示用戶提供的初始輸入；O_R表示用戶期待的最終輸出；K_R＝{k₁,k₂,…,k_n}(n≥1)是查詢關鍵字的集合，表示Web服務組合方案中應包含的服務功能；Web服務庫W中的每個Web服務都包含對應的關鍵字，關鍵字從服務描述文件中獲取，用以描述服務的功能信息；Q_R表示特定關鍵字之間的執行順序；