一種基于相關(guān)性感知的多目標(biāo)服務(wù)組合方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及云計(jì)算管理與控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于相關(guān)性感知的多目標(biāo) 服務(wù)組合方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著 SOA(Service-Oriented Architecture，面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)）技術(shù)和 web 服務(wù)技術(shù)的出現(xiàn)，互聯(lián)網(wǎng)上出現(xiàn)了越來(lái)越多的具有封裝接口的服務(wù)應(yīng)用。隨著互聯(lián)網(wǎng)上應(yīng) 用個(gè)數(shù)的急劇增多，出現(xiàn)了很多的服務(wù)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，例如：WSDL(Web Services Description Language，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)描述語(yǔ)言）和 UDDI(Universal Description Discovery and Integration，通用描述、發(fā)現(xiàn)與集成服務(wù)）等。商業(yè)過(guò)程通常需要一系列的子服務(wù)進(jìn)行協(xié) 作，以完成需要的功能，這個(gè)過(guò)程叫做服務(wù)組合。服務(wù)組合使得開發(fā)者可以根據(jù)預(yù)先定義好 的需求將子服務(wù)組合成為一個(gè)工作流。
[0003] 不同供應(yīng)商提供功能相同或者相近懸念具有不同非功能特征的候選服務(wù)。非功能 特征主要以服務(wù)質(zhì)量來(lái)體現(xiàn)，當(dāng)一個(gè)服務(wù)請(qǐng)求到達(dá)時(shí)，由于服務(wù)質(zhì)量具有多維的屬性，例如 包括有響應(yīng)時(shí)間、吞吐率和可用性等，是一個(gè)多目標(biāo)優(yōu)化的問(wèn)題，因此如何選擇合適的子服 務(wù)以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的端到端服務(wù)質(zhì)量成為研究熱點(diǎn)。
[0004] 為了處理不同服務(wù)質(zhì)量屬性之間的權(quán)衡和折中，現(xiàn)有技術(shù)中將多目標(biāo)優(yōu)化的問(wèn)題 轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)優(yōu)化的問(wèn)題，主要分為線性加權(quán)和將目標(biāo)轉(zhuǎn)換為約束條件兩類。其中，線性加 權(quán)將不同目標(biāo)歸一化，然后設(shè)置相應(yīng)的權(quán)重再相加。一方面，在歸一化過(guò)程中需要知道目標(biāo) 的最大值、最小值或者平均值，然而實(shí)際應(yīng)用中不容易獲取這些值；另一方面，設(shè)置權(quán)重還 需要知道不同目標(biāo)的優(yōu)先級(jí)，實(shí)際應(yīng)用中優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)也不容易知道，且如何設(shè)置約束條件 也未解決。
[0005] 并且，現(xiàn)有技術(shù)中很多已有的服務(wù)組合解決方案沒(méi)有考慮服務(wù)之間的服務(wù)質(zhì)量相 關(guān)性，實(shí)際應(yīng)用時(shí)一個(gè)子服務(wù)的服務(wù)質(zhì)量值可能會(huì)依賴其他的子服務(wù)。例如：選擇將兩個(gè)或 者多個(gè)某公司的子服務(wù)放置在同一個(gè)工作流中，該兩個(gè)或者多個(gè)某公司的子服務(wù)的服務(wù)質(zhì) 量可以打折。又如，航空預(yù)定公司在收費(fèi)過(guò)程中，若用戶使用信用卡支付，可能會(huì)收多余的 費(fèi)用；若用戶使用借記卡支付，則無(wú)需多余費(fèi)用。再如，選擇將兩個(gè)子服務(wù)放置在同一臺(tái)服 務(wù)器上，兩者之間傳輸時(shí)間將極大減小，組合服務(wù)的響應(yīng)時(shí)間也相應(yīng)減小。若不考慮服務(wù)質(zhì) 量的相關(guān)性則會(huì)影響得到服務(wù)組合的服務(wù)解；但將服務(wù)質(zhì)量相關(guān)性考慮進(jìn)服務(wù)組合，還會(huì) 使得服務(wù)組合問(wèn)題變得非常復(fù)雜。因此，如何提高求解效率，是亟需解決的技術(shù)問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的之一在于提供一種基于相關(guān)性的多目標(biāo)服務(wù)組合方法，以提供一種 求解效率尚、考慮相關(guān)性的多目標(biāo)服務(wù)組合方法。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種基于相關(guān)性的多目標(biāo)服務(wù)組合方法，包括：
[0008] 候選服務(wù)集合(^中每個(gè)候選服務(wù)包含多個(gè)屬性，若任選一個(gè)候選服務(wù)與剩余候選 服務(wù)中至少一個(gè)候選服務(wù)相對(duì)應(yīng)的屬性具有相關(guān)性，則所對(duì)應(yīng)的候選服務(wù)具有服務(wù)質(zhì)量相 關(guān)性；若一個(gè)候選服務(wù)與所有其他候選服務(wù)的相對(duì)應(yīng)的屬性都沒(méi)有相關(guān)性，則該候選服務(wù) 沒(méi)有服務(wù)質(zhì)量相關(guān)性，并將該沒(méi)有服務(wù)質(zhì)量相關(guān)性的候選服務(wù)存入相匹配的第一候選服務(wù) 集合
[0009] 對(duì)所述第一候選服務(wù)集合ζ中的候選服務(wù)進(jìn)行兩兩比較以獲取優(yōu)勝候選服務(wù)與 非優(yōu)勝候選服務(wù)，將所獲取的優(yōu)勝候選服務(wù)存入優(yōu)勝候選服務(wù)集合@ -雄? ;并從所述第一 候選服務(wù)集合ξ刪除非優(yōu)勝候選服務(wù)；
[0010] 從所述候選服務(wù)集合C1中刪除相對(duì)應(yīng)的非優(yōu)勝候選服務(wù)以獲取相匹配的子服務(wù) 集合C 1;
[0011] 將所有子服務(wù)集合C' i組合以形成新的服務(wù)組合解空間S';從所述服務(wù)組合解 空間S'中隨機(jī)選取多個(gè)服務(wù)組合解形成代表解集合J，計(jì)算所述代表解集合友中每個(gè)服 務(wù)組合解S p的粗略服務(wù)質(zhì)量值并進(jìn)行分層；
[0012] 窮舉所選擇的前s層中全部服務(wù)組合解的相關(guān)性信息，以獲取全部該服務(wù)組合解 的實(shí)際服務(wù)質(zhì)量值；
[0013] 根據(jù)實(shí)際服務(wù)質(zhì)量值對(duì)所對(duì)應(yīng)的服務(wù)組合解進(jìn)行排序，選擇前K個(gè)服務(wù)組合解以 獲取次優(yōu)服務(wù)組合解集合。
[0014] 可選地，所述候選服務(wù)集合(^中每個(gè)候選服務(wù)包含多個(gè)屬性，若任選一個(gè)候選服 務(wù)與剩余候選服務(wù)中至少一個(gè)候選服務(wù)相對(duì)應(yīng)的屬性具有相關(guān)性，則所對(duì)應(yīng)的候選服務(wù)具 有服務(wù)質(zhì)量相關(guān)性；若一個(gè)候選服務(wù)與所有其他候選服務(wù)的相對(duì)應(yīng)的屬性都沒(méi)有相關(guān)性， 則該候選服務(wù)沒(méi)有服務(wù)質(zhì)量相關(guān)性，并將該沒(méi)有服務(wù)質(zhì)量相關(guān)性的候選服務(wù)存入相匹配 的第一候選服務(wù)集合ξ的步驟中采用如下公式判斷每個(gè)候選服務(wù)是否具有服務(wù)質(zhì)量相關(guān) 性：
[0016] 式中，eieQ表示用于完成子服務(wù)i的候選服務(wù)，久(4>代表候選服務(wù)4的第r個(gè) 屬性是否具有相關(guān)性；代表候選服務(wù)<是否具有服務(wù)質(zhì)量相關(guān)性；" V "代表求并運(yùn) 算。
[0017] 可選地，所述候選服務(wù)集合(^中每個(gè)候選服務(wù)包含多個(gè)屬性，若任選一個(gè)候選服 務(wù)與剩余候選服務(wù)中至少一個(gè)候選服務(wù)相對(duì)應(yīng)的屬性具有相關(guān)性，則所對(duì)應(yīng)的候選服務(wù)具 有服務(wù)質(zhì)量相關(guān)性；若一個(gè)候選服務(wù)與所有其他候選服務(wù)的相對(duì)應(yīng)的屬性都沒(méi)有相關(guān)性， 則該候選服務(wù)沒(méi)有服務(wù)質(zhì)量相關(guān)性，并將該沒(méi)有服務(wù)質(zhì)量相關(guān)性的候選服務(wù)存入相匹配的 第一候選服務(wù)集合("：的步驟之后，還包括：
[0018] 計(jì)算每個(gè)候選服務(wù)集合中各個(gè)候選服務(wù)的Grade值，根據(jù)Grade值對(duì)所述候選 服務(wù)集合ζ中全部候選服務(wù)進(jìn)行升序排序。
[0019] 可選地，所述從所述候選服務(wù)集合(^中刪除相對(duì)應(yīng)的非優(yōu)勝候選服務(wù)以獲取相匹 配的子服務(wù)集合c' i的步驟中根據(jù)如下公式得到子服務(wù)集合C' 1：
[0021] 式中，C' i為子服務(wù)集合，C1為候選服務(wù)集合，$-〇以為優(yōu)勝候選服務(wù)集合，ξ為 候選服務(wù)集合。
[0022] 可選地，所述將全部子服務(wù)集合C' i組合以形成新的服務(wù)組合解空間S'的步驟 中采用如下公式獲取服務(wù)組合解空間S':
[0023] S' =C，！XC，2X …XC，n
[0024] 式中，C' i代表子服務(wù)集合，i = 1、2、3、……、!!!，符號(hào)"父"代表笛卡爾乘積。
[0025] 可選地，所述從所述服務(wù)組合解空間S'中隨機(jī)選取多個(gè)服務(wù)組合解形成代表解 集合S ,計(jì)算所述代表解集合$中每個(gè)服務(wù)組合解Sp的粗略服務(wù)質(zhì)量值并進(jìn)行分層的步驟 包括：
[0026] 選取所述服務(wù)組合解空間S'中任意兩個(gè)服務(wù)組合解Spi和Sw進(jìn)行兩兩比較，若 服務(wù)組合解S pi優(yōu)勝服務(wù)組合解S w，將服務(wù)組合解Sw加入到所述服務(wù)組合解S P1的隊(duì)列 中，且將服務(wù)組合解Spi加入所述服務(wù)組合解Sw的隊(duì)列 中；
[0027] 定義ReimttngSet = f，利用L1代表第i層的服務(wù)組合解集合；從第一層i = 1開 始，初始化
找到所有5^. = 0的服務(wù)組合解Spj，并且將該Spj 加入L#，然后找到隊(duì)列^中所服務(wù)組合解^，從每-個(gè)隊(duì)列《中刪除服務(wù)組合解 Sw，再將服務(wù)組合解^,.WRemainingSet中刪除；
[0028] 重復(fù)上述過(guò)程，直至Rt'mainingSCt = 0;從而獲取服務(wù)組合解空間S'共有q層服 務(wù)組合解；
[0029] 其中，隊(duì)列是所有可以優(yōu)勝服務(wù)組合解Sp的服務(wù)組合解的集合是所有Sp優(yōu) 勝的解的集合。
[0030] 本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)計(jì)算服務(wù)組合解的粗略服務(wù)質(zhì)量進(jìn)行分層，并計(jì)算所選擇對(duì)應(yīng) 層中候選服務(wù)的相關(guān)性信息，以獲取實(shí)際服務(wù)質(zhì)量值，從而能夠處理實(shí)際系統(tǒng)帶有相關(guān)性 的服務(wù)組合情況，能夠快速得到實(shí)際系統(tǒng)的次優(yōu)解，從而提高求解效率。
【附圖說(shuō)明】
[0031] 通過(guò)參考附圖會(huì)更加清楚的理解本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，附圖是示意性的而不應(yīng)理 解為對(duì)本發(fā)明進(jìn)行任何限制，在附圖中：
[0032] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于相關(guān)性的多目標(biāo)服務(wù)組合方法框圖；
[0033] 圖2是本發(fā)明一實(shí)施例中對(duì)候選服務(wù)優(yōu)勝比較流程示意圖；
[0034] 圖3是本發(fā)明一實(shí)施例中求解服務(wù)組合解流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施 例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。
[0036] 本發(fā)明實(shí)施例提供了基于相關(guān)性的多目標(biāo)服務(wù)組合方法