網(wǎng)構(gòu)軟件模型中的抽象狀態(tài)機設(shè)計

1、第44卷第5期2010年5月浙江大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版)JournalofZhejiangUniversity(EngineeringScience)Vol.44No.5May2010收稿日期:2008211228.浙江大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版)網(wǎng)址:www.journals.zju.edu.cneng基金項目:國家9730重點基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃資助項目(2009CB320804)浙江省自然科學(xué)基金資助項目(Y1090597).作者簡介:張引(1970

2、))女甘肅蘭州人副教授從事軟件工程、圖形圖像的研究.E2mail:yinzh@zju.edu.cnDOI:10.3785j.issn.10082973X.2010.05.015網(wǎng)構(gòu)軟件模型中的抽象狀態(tài)機設(shè)計張引何浩趙麗娜張三元(浙江大學(xué)計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院浙江杭州310027)摘要:為了更好地支持和實現(xiàn)網(wǎng)構(gòu)軟件的自動化提出在網(wǎng)構(gòu)軟件模型中使用抽象狀態(tài)機(ASM).在Inter的計算環(huán)境下采用peer2to2peer(P2P)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)作為

3、網(wǎng)構(gòu)軟件模型的支撐網(wǎng)絡(luò)環(huán)境使用ASM的方法從較高的抽象層次(概念層)描述整個系統(tǒng)的行為與狀態(tài)變遷使系統(tǒng)特征易于把握.分析網(wǎng)構(gòu)軟件模型中ASM的架構(gòu)詳細(xì)闡述ASM的運行規(guī)則說明了系統(tǒng)狀態(tài)特征的變遷情況.根據(jù)ASM方法所涉及到的各種狀態(tài)、事件、方法、數(shù)據(jù)、規(guī)則等進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計和實現(xiàn)已經(jīng)初步形成一個網(wǎng)構(gòu)軟件設(shè)計和運行的支撐平臺證明了ASM在網(wǎng)構(gòu)軟件模型中的可行性以及ASM能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)構(gòu)軟件的自動化特性.關(guān)鍵詞:網(wǎng)構(gòu)軟件抽象狀態(tài)機(ASM)pee

4、r2to2peer(P2P)Agent中圖分類號:TP311文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號:10082973X(2010)0520923207AbstractstatemachinedesignofInterwaremodelZHANGYinHEHaoZHAOLi2naZHANGSan2yuan(CollegeofComputerScienceTechnologyZhejiangUniversityHangzhou310027China)Abs

5、tract:Anapproachofusingabstractstatemachine(ASM)inInterwarewaspresentedtoeffectivelysupptrealizetheautomationofInterware.Thepeer2to2peer(P2P)wkwasusedtosupptthewkenvironmentofInterware.ThedesignmodelofASMwasproposedtodes

6、cribethebehavisthestatechangesofthewholesystemfromahigherabstractconceptlevel.Thenthesystemacteristicwaseasytocontrol.ThearchitectureoftheASMinInterwarewasanalyzedthedetailedoperatingrulesonASMwereproposedthechangeswerei

7、ntroducedinsystemstates.AsupptingplatfmofInterwaredesignoperationbegantotakeshapethroughthedesignimplementationaccdingtothestateseventsmethodsdatarulesinvolvedinASM.ASMisfeasibleinInterwarecanrealizetheautomationfeatureo

8、fInterware.Keywds:Interwareabstractstatemachine(ASM)peer2to2peer(P2P)Agent網(wǎng)構(gòu)軟件是開放、動態(tài)和難控網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下分布式軟件系統(tǒng)的一種抽象能夠感知外部環(huán)境的變化通過體系結(jié)構(gòu)演化的方法適應(yīng)外部環(huán)境的變化展示上下文適應(yīng)的行為使得系統(tǒng)能以足夠滿意度滿足用戶的多樣性目標(biāo)[1].網(wǎng)構(gòu)軟件具有自主性、協(xié)同性、反應(yīng)性、演化性和多目標(biāo)性等特征[2].本文采用peer2to2peer(

9、P2P)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)作為網(wǎng)構(gòu)軟件的支撐網(wǎng)絡(luò)環(huán)境.在這種Inter分布式計算環(huán)境下網(wǎng)構(gòu)軟件模型應(yīng)滿足如下需求:1)支持用體系結(jié)構(gòu)描述語言描述的系統(tǒng)框架能夠?qū)崿F(xiàn)從需求到系統(tǒng)框架的準(zhǔn)確映射有效地表示、開發(fā)、理解、修改和復(fù)用構(gòu)件.2)每個計算終端都能夠獨立地維護(hù)本地構(gòu)件庫本地構(gòu)件庫必須支持統(tǒng)一的構(gòu)件庫訪問接口(ptal)使得其他peer的檢索請求通過此統(tǒng)一接口訪問構(gòu)件庫.3)目標(biāo)軟件運行時可以基于系統(tǒng)框架動態(tài)地加載構(gòu)件.檢索構(gòu)件時檢索需求可以

10、發(fā)送每個特征狀態(tài)元素的含義如下.a)WaitingfLoading表明系統(tǒng)處于初始狀態(tài)是系統(tǒng)的初始特征M加載F中的構(gòu)件按照F中的定義分為關(guān)鍵構(gòu)件和非關(guān)鍵構(gòu)件分別把檢索請求放入2個檢索請求集合中.b)WaitingfRequests.需要查找的構(gòu)件都已經(jīng)找到當(dāng)前系統(tǒng)中沒有新的檢索請求被送達(dá).Wait2ingfRequests和WaitingfLoading的檢索請求集的狀態(tài)是一樣的區(qū)別是WaitingfRequests是系統(tǒng)的運行中狀態(tài).

11、c)WaitingfAgents.有新的檢索請求被發(fā)送到系統(tǒng)但沒有任何Agent來處理這些請求此時系統(tǒng)將等待Agent的處理.若系統(tǒng)長期擁有該特征表明長期沒有Agent來獲取檢索請求這意味著系統(tǒng)出現(xiàn)故障(例如Agent被某個請求占用處于阻塞狀態(tài))檢索無法開展.d)WaitingfResults.檢索請求被Agent處理以后系統(tǒng)將等待Agent返回其所獲取的檢索請求的處理結(jié)果.若系統(tǒng)長期擁有WaitingfResults特征說明有Agen

12、t獲取請求后長期未提交返回結(jié)果可能是出現(xiàn)了某種系統(tǒng)故障(例如網(wǎng)絡(luò)連接問題)這種故障與沒有Agent來獲取檢索請求是不同的.經(jīng)過一段時間(系統(tǒng)內(nèi)自定義)的等待后將視為Agent獲取的請求作廢而這些Agent所獲取的請求可能尚未被其他Agent獲取因此需要系統(tǒng)為這些請求創(chuàng)造被其他Agent處理的機會.e)WaitingfTesting.檢索結(jié)果被返回以后Agent會根據(jù)F中的測試用例對返回結(jié)果中的構(gòu)件進(jìn)行測試系統(tǒng)篩選返回的構(gòu)件.若有大于1個

13、的構(gòu)件通過了測試則系統(tǒng)進(jìn)一步篩選過濾以選擇一個最優(yōu)解也有可能沒有構(gòu)件能夠通過測試這標(biāo)志著查找失敗檢索請求有機會被Agent重新獲取.如果由于一個構(gòu)件的檢索導(dǎo)致系統(tǒng)反復(fù)進(jìn)入此狀態(tài)則構(gòu)件的定義需要演化.f)WaitingfDuplicating.找到滿足要求的構(gòu)件以后系統(tǒng)會根據(jù)構(gòu)件的復(fù)用形式生成構(gòu)件復(fù)本.g)WaitingfEvolution.若一個構(gòu)件的檢索反復(fù)幾次都沒有找到符合要求的構(gòu)件則構(gòu)件的定義需要演化系統(tǒng)便會擁有該特征狀態(tài).h)A

14、gentsBlocked.當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)入WaitingfRe2sults狀態(tài)持續(xù)一定的時間說明系統(tǒng)出現(xiàn)故障此時需要重新生成Agent使得系統(tǒng)能夠回到Waiting2fAgents狀態(tài).2)關(guān)鍵構(gòu)件檢索請求集CR.它包含F(xiàn)中的所有關(guān)鍵構(gòu)件檢索請求.其中檢索請求用cr表示因此CR=cr1cr2crnumCRnum表示系統(tǒng)所容納的關(guān)鍵構(gòu)件請求的數(shù)量.系統(tǒng)所能容納的關(guān)鍵構(gòu)件請求的最大數(shù)量用CRmax表示.3)非關(guān)鍵構(gòu)件檢索請求集NCR.它包含F(xiàn)中所

15、有的非關(guān)鍵構(gòu)件檢索請求.其中檢索請求用ncr表示因此NCR=ncr1ncr2ncrnumNCRnum表示系統(tǒng)所容納的非關(guān)鍵構(gòu)件請求的數(shù)量.同樣系統(tǒng)所能容納的非關(guān)鍵構(gòu)件請求的最大數(shù)量用NCRmax來表示.4)Agent集合A.A表示部署在P2P2IWRM模型中一個Peer上所有Agent的集合A=a1a2ann為Agent的個數(shù).如果有新的檢索請求長期沒有Agent來獲取系統(tǒng)將會檢查Agent集合中每個Agent的狀態(tài)然后根據(jù)檢查的結(jié)果采

16、取策略可能會創(chuàng)建一些新的Agent也可能會喚醒原來的Agent目的是使集合A中的所有Agent都能夠正常工作.其中Anum表示系統(tǒng)所容納的Agent的數(shù)量Amax表示系統(tǒng)所能容納的Agent的最大數(shù)量.5)檢索返回結(jié)果集合U.當(dāng)分布在P2P網(wǎng)絡(luò)中的各構(gòu)件庫上的Agent處理了請求后便會返回結(jié)果到請求發(fā)出者所在的機器上所有這些本地的結(jié)果集合構(gòu)成了U.每個結(jié)果中除含有構(gòu)件的信息外還帶有指示其對應(yīng)的檢索請求的附屬信息.U=u1u2unum其中

17、ui是一個結(jié)果Unum表示系統(tǒng)所容納的結(jié)果數(shù)量Umax是系統(tǒng)所容納的最大結(jié)果數(shù)量.每個ui形如(r.ida.idc)其中:r表示一個檢索請求r.id表示該檢索請求的id(在系統(tǒng)實現(xiàn)中為每個請求賦予一個唯一的數(shù)字標(biāo)識即id)a表示處理該檢索請求的本地Agenta.id為該A2gent的id.若沒有找到符合條件的結(jié)果c表示一個簡單的標(biāo)志信息否則c表示與r匹配的一系列構(gòu)件描述的集合.2.3ASM規(guī)則系統(tǒng)在某時刻的狀態(tài)由一個系統(tǒng)特征的集合以及C