基於Jini技術的工作流服務自動配置系統的製作方法

2023-08-05 16:33:41 1

專利名稱：基於Jini技術的工作流服務自動配置系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種計算機技術領域的系統，特別是一種基於Jini技術的工作流服務自動配置系統。
背景技術：
Jini是一種基於Java的分布式計算技術，利用這種技術可以很方便的構建一個可擴展而且穩定的分布式計算環境。工作流服務是由許多工作流服務單元組成的；工作流服務單元是指使用Jini技術實現工作流系統中的工作流引擎接口，工作流監控接口，工作流統計接口的Jini服務。目前工作流管理系統的分布可以分為三個層次1、工作流系統結構的分布，所謂工作流管理系統體系結構的分布是指從系統的層次上將工作流管理系統看成是一組互相協作的部分構成的；2、工作流機的分布式執行，工作流機是工作流管理系統提供執行服務的核心模塊，它的分布是在系統結構分布的基礎上實現的更高層次上的分布；3、工作流模型的分布式定義與柔性執行，工作流模型的分布是指在一個分布的環境下由參與人員協作完成工作流模型定義，柔性執行是指把一部分(或全部)的工作流定義功能加入到運行時的客戶端應用中，以便使處於執行階段的用戶可以自己定義後續的活動，實現「邊定義-邊執行」的工作流運行方式。
經對現有技術的文獻檢索發現，Michael Gillmann等人在《ACM SIGMODInternational Conference》(ACM SIGMOD國際會議)2002228-239上發表的「Workflow management with service quality guarantees」(提供服務質量保證的工作流管理系統)，該文中提出了通過基於目標驅動的自動配置工具和一套隨機模型來構建具有服務質量保證的工作管理系統，即通過自動配置工具裡設定一定的服務質量目標，該工具就會根據內建的隨機模型和算法的出一個比較合理的分布式工作流配置。但是，這項技術不足之處當用戶設定好服務質量目標通過自動配置得到一個比較合理的分布式工作流配置之後不能夠馬上對分布式工作流系統做出一個及時的調整，不能使系統動態進行調整以便達到需要的配置要求。

發明內容
本發明針對背景技術的不足之處，提出一種基於Jini技術的工作流服務自動配置系統，使其能夠減少由於分布式環境帶了的部署問題同時實現分布式工作流系統的動態調整，從一定程度上提高了分布式工作流系統的穩定性和可靠性。
本發明是通過以下技術方案實現的，本發明包含三個核心組件，分別是工作流服務部署控制器，工作流服務容器以及工作流服務單元。這些組件都是運行在Jini網絡下的，組件之間通過組播通告協議、組播註冊協議、單播註冊協議和工作流服務動態部署協議來實現通訊並完成整個自動配置過程。本發明提及的工作流服務如背景技術中的工作流機。
所述的工作流服務部署控制器是系統的控制端，它使用組播通告協議聲明自己存在，使用工作流服務動態部署協議來完成整個系統的服務部署與控制；其中，為了實現工作流服務單元的動態部署需要使用一個工作流服務動態部署配置文件來描述目前系統中可以動態部署的工作流服務單元信息。此文件記錄每個需要部署的服務的類路徑、啟動的類以及用來創建對象的構造函數等信息。
所述的工作流服務容器是系統的被控端，它使用組播註冊協議和單播註冊協議向工作流服務部署控制器註冊自己的信息；它主要用來緩存已部署的工作流服務單元並作為它們的運行的環境為它們運行提供需要的資源並對它們的運行進行有效的控制。
所述的工作流服務單元是系統中的移動實體；為了實現對工作流服務單元的管理，此工作流服務單元必須實現滿足已定義的生命周期管理接口，接口Java定義如下。
public interface LifeCycleAdmin{public void stop throws java.rmi.RemoteException；public void start throws java.rmi.RemoteException；}所述的組播通告協議，被工作流服務部署控制器使用聲明自己的存在，當已存在的群體中啟動一個新的工作流服務部署控制器時，組播通告協議通知相關的參與者。
組播通告協議通信流程工作流服務部署控制器創建一個組播UDP套接字發送消息，並創建一個單播TCP套接字，在其上接收來工作流服務容器的請求。希望接收到新工作流服務部署控制器通告的工作流服務容器，它創建一個套接字用於監聽組播UDP通告。當容器接收到控制器的通告時，它可以創建TCP套接字並向控制器監聽請求的TCP套接字發送一個消息，與此控制器建立聯繫並註冊該容器的信息。
所述的組播註冊協議，被工作流服務容器使用聲明自己的存在，接收到此組播消息的工作流服務部署控制器會自動記錄此容器的信息。
組播註冊協議通信流程工作流服務容器創建一個組播UDP套接字發送消息來聲明自己的加入，並創建一個TCP套接字，在其上接收來工作流服務部署控制器命令請求。希望接收到新工作流服務容器註冊通告的工作流服務部署控制器，它創建一個套接字用於監聽組播UDP註冊請求。當控制器接收到容器的註冊請求時，它就會創建TCP套接字並向容器監聽請求的TCP套接字發送一個註冊請求響應，容器就會發送註冊所需信息到控制器完成註冊過程。
所述的單播註冊協議，當工作流服務容器需要向特定的工作流服務部署控制器註冊自己信息的時候，就使用此協議。
單播註冊協議通信流程當工作流服務容器知道所要註冊的工作流服務部署控制器時就會直接創建一個TCP套接字並向控制器監聽的埠發送註冊消息，當控制器收到註冊消息後就會發送一個響應消息完成註冊過程。
所述的工作流服務動態部署協議，在分布式環境下動態的把工作流服務單元部署到工作流服務容器中。
工作流服務動態部署協議通信流程工作流服務部署控制器通過創建的TCP套接字向工作流服務容器監聽的TCP套接字發送命令，當容器收到命令的時候就會執行相應的命令並發送命令響應。
其中，工作流服務動態部署協議作為實現工作流服務動態部署和控制最核心協議，它包含一個命令集合，此命令集合主要包含Connect、Deploy、Undeploy、Start和Stop幾個用來實現部署與控制的命令。
本發明充分利用了Jini網絡中服務可以動態加入、動態查找以及動態發現等機制來實現分布式工作流系統中的工作流服務單元的動態部署與服務的生命周期控制。本發明方法為分布式工作流系統負載平衡提供了更好的支持，更加合理的利用分布式工作流系統所分配的資源；當系統承受的負載過大時可以動態部署新的工作流服務單元來減輕目前系統的負荷，當系統請求較少時可以動態的卸載一些工作流服務單元並釋放掉分配的資源，這樣就能夠保證系統的資源得到合理利用，從一定程度上提高了系統的穩定性和可靠性。


圖1本發明系統結構示意2本發明組播通告協議通訊流程3組播註冊協議通訊流程4單播註冊協議通訊流程圖具體實施方式
如圖1所示，本發明包含三個核心組件，分別是工作流服務部署控制器，工作流服務容器以及工作流服務單元。這些組件都是運行在Jini網絡下的，組件之間主要是通過組播通告協議、組播註冊協議、單播註冊協議和工作流服務動態部署協議實現通訊並完成整個自動配置過程的。
所述的工作流服務部署控制器是系統的控制端，它使用組播通告協議聲明自己存在，使用工作流服務動態部署協議來完成整個系統的服務部署與控制；其中，為了實現工作流服務單元的動態部署需要使用一個工作流服務動態部署配置文件來描述目前系統中可以動態部署的工作流服務單元信息；工作流服務動態部署配置文件的XML Schema定義如下？xml version＝″1.0″encoding＝″UTF-8″？
xsschema elementFormDefault＝″qualified″xmlnsxs＝″http//www.w3.org/2001/XMLSchema″
xselement name＝″class″
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xssimpleType
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xsenumerationvalue＝″http//ww9090/commons-collections.jar；http//ww9090/commons-dbcp.jar；″/
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xscomplexType
xssequence
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xscomplexType
xssequence
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/xssequence
/xscomplexType
/xselement
xselement name＝″services″
xscomplexType
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xselement ref＝″service″maxOccurs＝″unbounded″/
/xssequence
/xscomplexType
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xselement name＝″start″
xscomplexType
xssequence
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xselement ref＝″method″/
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/xscomplexType
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xselement name＝″type″
xssimpleType
xsrestriction base＝″xsstring″
xsenumeration value＝″String[]″/
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/xsrestriction
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/xselement
xselement name＝″vendor″type＝″xsstring″/
/xsschema。
此文件記錄每個需要部署的服務單元的類路徑、啟動的類以及用來創建對象的構造函數等信息。
所述的工作流服務容器是系統的被控端，它使用組播註冊協議和單播註冊協議向工作流服務部署控制器註冊自己的信息；它主要用來緩存已部署的工作流服務單元並作為它們的運行的環境為它們運行提供需要的資源並對它們的運行進行有效的控制。
所述的工作流服務單元是系統中的移動實體；為了實現對工作流服務單元的管理，此工作流服務單元必須實現滿足已定義的生命周期管理接口，接口Java定義如下。
public interface LifeCycleAdmin{public void stop throws java.rmi.RemoteException；public void start throws java.rmi.RemoteException；}如圖2所示，所述的組播通告協議，工作流服務部署控制器使用此協議聲明自己的存在，當已存在的群體中啟動一個新的工作流服務部署控制器時，其它相關的參與者(比如工作流服務容器)都可以通過組播通告協議被通知。組播通告協議的通信流程組播通告協議通信流程為工作流服務部署控制器創建一個組播UDP套接字發送消息，並創建一個單播TCP套接字，在其上接收來工作流服務容器的請求。希望接收到新工作流服務部署控制器通告的工作流服務容器，它創建一個套接字用於監聽組播UDP通告。當容器接收到控制器的通告時，它可以創建TCP套接字並向控制器監聽請求的TCP套接字發送一個消息，與此控制器建立聯繫並註冊該容器的信息。
如圖3所示，所述的組播註冊協議，工作流服務容器使用此協議聲明自己的存在，接收到此組播消息的工作流服務部署控制器會自動記錄此容器的信息。組播註冊協議的通信流程為工作流服務容器創建一個組播UDP套接字發送消息來聲明自己的加入，並創建一個TCP套接字，在其上接收來工作流服務部署控制器命令請求。希望接收到新工作流服務容器註冊通告的工作流服務部署控制器，它創建一個套接字用於監聽組播UDP註冊請求。當控制器接收到容器的註冊請求時，它就會創建TCP套接字並向容器監聽請求的TCP套接字發送一個註冊請求響應，容器就會發送註冊所需信息到控制器完成註冊過程。
如圖4所示，所述的單播註冊協議，當工作流服務容器需要向特定的工作流服務部署控制器註冊自己信息的時候，就使用此協議。單播註冊協議的通信流程當工作流服務容器知道所要註冊的工作流服務部署控制器時就會直接創建一個TCP套接字並向控制器監聽的埠發送註冊消息，當控制器收到註冊消息後就會發送一個響應消息完成註冊過程。
所述的工作流服務動態部署協議，在分布式環境下動態的把工作流服務單元部署到工作流服務容器中。工作流服務動態部署協議的通信流程工作流服務部署控制器通過創建的TCP套接字向工作流服務容器監聽的TCP套接字發送命令，當容器收到命令的時候就會執行相應的命令並發送命令響應。
工作流服務動態部署協議作為實現工作流服務動態部署和控制最核心協議，它包含一個命令集合，此命令集合主要包含Connect、Deploy、Undeploy、Start和Stop幾個用來實現部署與控制的命令。命令解釋如下Connect用來測試工作流服務容器的可連接性，以便及時的更新更新工作流服務部署控制器裡容器註冊信息，減少由於容器不可連接帶來的資源浪費與部署失敗。
Deploy用來向工作流服務容器部署相應的工作流服務單元，如果服務單元已經部署在工作流服務容器中就會返回異常代碼和信息給工作流服務部署控制器。
Undeploy用來從工作流服務容器卸載已部署的服務單元，如果該服務單元處於啟動狀態，那麼容器會先停止該服務單元然後釋放掉分配的資源。
Start用來啟動已經部署在工作流服務容器中的服務單元，如果該服務單元不存在或已啟動就會放回相應的異常代碼和信息給工作流服務部署控制器。
Stop用來停止工作流服務容器中已經啟動的服務單元。
工作流服務部署控制器使用此協議中的這些命令來指示工作流服務容器完成相應的任務，這些命令使工作流服務部署控制器對工作流服務容器擁有完全的控制，因此可以很方便並且靈活的控制工作流服務單元的部署和生命周期。
以下結合本發明的具體內容，描述本發明一個完整的服務步驟步驟一啟動工作流服務部署控制器。
1、讀取工作流服務單元動態配置文件並建立可動態部署的工作流服務單元列表，為動態部署各種工作流服務單元提供必要信息。
2、啟動TCP請求監聽線程；此線程負責接收工作流服務容器發送的註冊請求並登記工作流單元容器信息。
3、啟動UDP組播監聽線程；此線程負責接收來自工作流服務容器的UDP註冊請求，當工作流服務部署控制器接收到UDP註冊請求時就會按照組播註冊協議來響應此請求。
4、向組內成員發送組播通告消息；如果組內存在已經啟動的工作流服務容器，那麼這個工作流服務容器就會直接建立一個到該控制器的TCP連接並且發送一個TCP註冊請求給該控制器，告訴它有關自己的一些信息，比如容器位置、容器當前狀態等等，控制器就會把這些信息登記下來。
步驟二啟動工作流服務容器。
1、啟動UDP組播監聽線程；此線程負責接收工作流服務部署控制器發出組播通告請求，當工作流服務容器接收到組播通告請求時就會按照單播註冊協議定義，完成工作流服務容器的註冊過程。
2、啟動TCP請求監聽線程；此線程負責接收來自工作流服務部署控制器的命令請求並創建響應的線程來處理這個命令。
3、向組內成員發送組播註冊請求；如果組內存在已經啟動的工作流服務部署控制器，它就會接收到這個請求並創建TCP套接字並向容器監聽請求的TCP套接字發送一個註冊請求響應，容器就會通過這個TCP連接發送註冊所需信息到控制器完成註冊過程。
步驟三動態部署一個工作流服務單元。
1、工作流服務部署控制器創建一個連接到工作流單元容器監聽埠的TCP套接字。
2、發送Deploy命令以及需要部署的服務單元的描述信息。
3、工作流服務容器就會根據服務的描述信息中的類裝載路徑下載入服務並將其實例化，然後放入緩存中。
步驟四動態啟動一個工作流服務單元。
1、工作流服務部署控制器創建一個連接到工作流服務容器監聽埠的TCP套接字。
2、發送Start命令以及需要啟動的服務單元的描述信息。
3、工作流服務容器根據描述信息找到相應的工作流服務單元實例並通過生命周期管理接口的start方法來啟動服務單元。
步驟五動態停止一個運行的工作流服務單元。
1、工作流服務部署控制器創建一個連接到工作流服務容器監聽埠的TCP套接字。
2、發送Stop命令以及需要停止的服務單元的描述信息。
3、工作流服務容器根據描述信息找到相應的工作流服務單元實例並通過生命周期管理接口的stop方法來停止服務單元。
步驟六卸載一個已經部署的工作流服務單元並釋放分配的資源。
1、工作流服務部署控制器創建一個連接到工作流服務容器監聽埠的TCP套接字。
2、發送Undeploy命令以及需要卸載的服務單元的描述信息。
3、工作流服務容器根據描述信息找到相應的工作流服務單元實例並將其從緩存刪除釋放緩存資源。
步驟七重複步驟三～步驟六，完成其它工作流服務單元的部署與控制。
權利要求
1.一種基於Jini技術的工作流服務自動配置系統，包含工作流服務部署控制器、工作流服務容器以及工作流服務單元，其特徵在於，工作流服務部署控制器、工作流服務容器以及工作流服務單元都運行在Jini網絡下，相互之間通過組播通告協議、組播註冊協議、單播註冊協議和工作流服務動態部署協議來實現通訊並完成整個自動配置過程，具體為所述的工作流服務部署控制器，是系統的控制端，它使用組播通告協議聲明自己存在，使用工作流服務動態部署協議來完成整個系統的服務部署與控制；當已存在的群體中啟動一個新的工作流服務部署控制器時，相關的參與者通過組播通告協議被通知；所述的工作流服務容器，是系統的被控端，它使用組播註冊協議和單播註冊協議向工作流服務部署控制器註冊自己的信息，它主要用來緩存已部署的工作流服務單元並作為它們的運行的環境為它們運行提供需要的資源並對它們的運行進行有效的控制；所述的工作流服務單元，是系統中的移動實體，基於Jini技術實現的服務，能夠動態的啟動和停止。
2.根據權利要求1所述的基於Jini技術的工作流服務自動配置系統，其特徵是，所述的工作流服務部署控制器，為了實現工作流服務單元的動態部署需要使用一個工作流服務動態部署配置文件來描述目前系統中動態部署的工作流服務單元信息，工作流服務動態部署配置文件XML Schema記錄每個需要部署的服務的類路徑、啟動的類以及用來創建對象的構造函數信息。
3.根據權利要求1所述的基於Jini技術的工作流服務自動配置系統，其特徵是，所述的工作流服務單元，必須實現滿足已定義的生命周期管理接口，接口Java定義如下public interface LifeCycleAdmin{public void stopthrows java.rmi.RemoteException；public void startthrows java.rmi.RemoteException；}。
4.根據權利要求1所述的基於Jini技術的工作流服務自動配置系統，其特徵是，所述的組播通告協議，被工作流服務部署控制器使用聲明其的存在，當已存在的群體中啟動一個新的工作流服務部署控制器時，組播通告協議通知相關的參與者，其通信流程為工作流服務部署控制器創建一個組播UDP套接字發送消息，並創建一個單播TCP套接字，在其上接收來工作流服務容器的請求，希望接收到新工作流服務部署控制器通告的工作流服務容器，它創建一個套接字用於監聽組播UDP通告，當容器接收到控制器的通告時，創建TCP套接字並向控制器監聽請求的TCP套接字發送一個消息，與此控制器建立聯繫並註冊該容器的信息。
5.根據權利要求1所述的基於Jini技術的工作流服務自動配置系統，其特徵是，所述的組播註冊協議，被工作流服務容器使用聲明其的存在，接收到此組播消息的工作流服務部署控制器會自動記錄此容器的信息，其通信流程為工作流服務容器創建一個組播UDP套接字發送消息來聲明自己的加入，並創建一個TCP套接字，在其上接收來工作流服務部署控制器命令請求，希望接收到新工作流服務容器註冊通告的工作流服務部署控制器，它創建一個套接字用於監聽組播UDP註冊請求。當控制器接收到容器的註冊請求時，它就會創建TCP套接字並向容器監聽請求的TCP套接字發送一個註冊請求響應，容器就會發送註冊所需信息到控制器完成註冊過程。
6.根據權利要求1所述的基於Jini技術的工作流服務自動配置系統，其特徵是，所述的單播註冊協議，工作流服務容器通過該協議向特定的工作流服務部署控制器註冊自己信息，其通信流程為當工作流服務容器知道所要註冊的工作流服務部署控制器時就會直接創建一個TCP套接字並向控制器監聽的埠發送註冊消息，當控制器收到註冊消息後就會發送一個響應消息完成註冊過程。
7.根據權利要求1所述的基於Jini技術的工作流服務自動配置系統，其特徵是，所述的工作流服務動態部署協議，在分布式環境下動態的把工作流服務單元部署到工作流服務容器中，其通信流程為工作流服務部署控制器通過創建的TCP套接字向工作流服務容器監聽的TCP套接字發送命令，當容器收到命令的時候就會執行相應的命令並發送命令響應。
8.根據權利要求1或者7所述的基於Jini技術的工作流服務自動配置系統，其特徵是，所述的工作流服務動態部署協議，作為實現工作流服務動態部署和控制最核心協議，它包含一個命令集合，此命令集合主要包含Connect、Deploy、Undeploy、Start和Stop幾個用來實現部署與控制的命令，工作流服務部署控制器使用此協議中的這些命令來指示工作流服務容器完成相應的任務，這些命令使工作流服務部署控制器對工作流服務容器擁有完全的控制，因此能很方便並且靈活的控制工作流服務單元的部署和生命周期。
9.根據權利要求8所述的基於Jini技術的工作流服務自動配置系統，其特徵是，所述的命令Connect、Deploy、Undeploy、Start和Stop，是指Connect用來測試工作流服務容器的可連接性，以便及時更新更新工作流服務部署控制器裡容器註冊信息，減少由於容器不可連接帶來的資源浪費與部署失敗；Deploy用來向工作流服務容器部署相應的工作流服務單元，如果服務單元已經部署在工作流服務容器中就會返回異常代碼和信息給工作流服務部署控制器；Undeploy用來從工作流服務容器卸載已部署的服務單元，如果服務單元處於啟動狀態，那麼容器會先停止該服務單元然後釋放掉已分配的資源；Start用來啟動已經部署在工作流服務容器中的服務單元，如果該服務單元不存在或已啟動就會放回相應的異常代碼和信息給工作流服務部署控制器；Stop用來停止工作流服務容器中已經啟動的服務單元。
全文摘要
一種基於Jini技術的工作流服務自動配置系統，工作流服務部署控制器，工作流服務容器以及工作流服務單元運行在Jini網絡下，通過組播通告協議、組播註冊協議、單播註冊協議和工作流服務動態部署協議來實現通訊並完成整個自動配置過程，工作流服務部署控制器和工作流服務容器之間通過組播通告協議、組播註冊協議以及單播註冊協議來發現對方並實現工作流服務容器在控制器中的註冊；控制器通過工作流服務動態部署協議來實現與工作流服務容器的通信，進而實現遠程的工作流服務動態部署和生命周期的控制。本發明充分利用了Jini網絡中服務可以動態加入、動態查找以及動態發現等機制來實現分布式工作流系統中的服務單元的動態部署與服務單元的生命周期控制。
文檔編號H04L29/02GK1728705SQ20051002821
公開日2006年2月1日 申請日期2005年7月28日 優先權日2005年7月28日
發明者曹健, 衛偉, 李曉華, 楊萍, 張申生 申請人:上海交通大學