1、服务组合技术在电子商务中的应用作者：毛一梅 乐嘉锦 徐建平摘要 Web 服务技术已被电子商务企业广泛接受和认同，然而，在业务过程处理中，通常需要按照一定的粒度，将多个 Web 服务根据特定的应用背景和需求进行合理的组合，以便实现完整的业务过程。本文主要研究基于本体的 Web 组合服务的合成建模及接口集成的技术，介绍该技术在电子商务中应用的基本思想，并根据具体的案例提出了 Web 组合服务的实施方案。 关键词 电子商务 Web 服务 Web 组合服务 合成建模 在电子商务中，具有良好封闭性、松散耦合和高度可集成等特点的Web 服务技术深受企业的青睐，但是单一的 Web 服务功能毕竟简单、有限，难
2、以满足某些实际应用的需要，人们开始关注 Web 服务的组合问题，本文主要研究基于本体的 Web 组合服务的合成建模及接口集成的技术在电子商务中的应用，分析了具体的案例，提出了 Web 组合服务的实施方案。一、Web 服务的组合 1.概述 Web 服务的组合就是通过合成不同提供者提供的原子 Web 服务或组合服务来为用户提供增值的服务。目前，有许多著名公司的商务套件产品都开始支持 Web 服务及其组合的应用。Web 服务的组合中如何建模是组合成败的关键之一。 2.本体建模 在 Web 服务的合成中，本体建模的优劣直接影响到组合服务的效果。本体建模分为二个部分：输入输出参数建模和 Web 服务合成
3、建模。 (1)输入输出参数建模 输入输出参数进行建模分收集属性和构建抽象属性二个步骤。收集属性就是根据现有的 Web 服务的输入输出参数来进行属性的选取；构建抽象属性是根据实际情况对收集到的属性和 Web 服务中已有的类进行分类和抽象，构建基本类和抽象类。在本体中可以有两个基本的关系sub-class-of 和 part-of： sub-class-of：A “sub-class-of” B，表示 A 是 B 的子类。这里的 A 和 B 只能是抽象类。sub-class-of 具有传递性，即 A “sub-class-of” B，B“sub-class-of”C 意味着 A“sub-class
4、-of”C。 part-of：A“part-of”B 表示 A 是 B 的一个元素。这里的 A 可以是基本类或抽象类，也可以是一个集合；而 B 只能为集合或者抽象类。part-of 也具有传递性。 可以由 sub-class-of 和 part-of 定义一个关系：A“semi-part of”B。 定义 1 假设有两个集合 A、B，如果对于 A 中任意一个元素 ，总能在 B 中找到一个元素 ，使 、 满足关系：“part of” 或= 或 “sub-class-of” ，则 A“semi-part of”B。 (2)Web 服务合成建模 通过把 Web 服务转化为本体中的属性，并定义属性之间
5、的关系来完成建模。 定义 2 对于，我们把 WSi 作为本体中的一个属性 Pi，其中 Pi 的定义域是 PDi，值域为,。 把 Web 服务转化为属性之后，即可通过定义属性间的关系对 Web 服务之间的关系进行描述。 定义 3 假设有两个属性 Pi，Pj，对于，如果，就有，则Pj“semantic-equal”Pi。其中表示 i 的属性 Pi 取值为 j，即 i，j 满足关系 Pi。 由“semantic-equal”定义可知，属性 Pj 的语义包含 Pi 的语义。如果能够根据 Web 服务建立这种关系，我们就能由这种关系来判断 Web服务的语义包含问题。 定理 1 假设所产生的属性为所产生的
6、属性为 Pj。Pj“semantic-equal”Pi，当且仅当 ，如果满足 WSi，就有满足 WSj（其中in+1,in+r 可以取任意值） 。 证明：充分性:，因为,所以，应该有这样的形式， 。假设，满足 WSi的输入输出为(i,j)，则 j一定具有形式满足 WSi，所以(i, j)也满足WSj。因此 i,j 满足，即 Pj“semantic-equal”Pi。 必要性:满足 WSi，所以，i,j 应有形式 i=(i1,in)，j=(o1,on)，且。假设 i=(i1,in,in+1,in+r)，j=(o1,o2,on-m)，其中(in+1,in+r)可以取任意值。因为 PDi(I1,I2
7、,In)，PRi(O1,O2,On)，所以，iPDi，jPRi;因为(i,j)Pi，所以(i,j)Pi;因为 Pj“semantic-equal”Pi，所以(i,j)Pj，即(i,j)满足 WSj。 可以由定理 1 推出定理 2。 定理 2 假设 WSi(I，O)，WSj(I，O)所产生的属性分别为 Pi，Pj，如果 I“semi-part-of” I，O“semi-part-of”O，且对于满足 WSi 的任意一组输入输出都满足 WSj，则有 Pj“semantic-equal” Pi。 定理 1 与定理 2 表明如果用户期望的 Web 服务是WSj(I1,I2,In,In+1, In+r,
8、O1,O2,On-m)，通过合成得到这样一个 Web 服务：WSi(I1,I2,In,O1,O2,On)，则它的每一组输入输出都能满足的 WSj 要求，因此它能够根据提供的输入来获得用户期望的输出，即在本体中如果用户要求的 Web 服务对应的属性为 Pj，只需找到与 Pj 有 semantic-equal 关系的属性 Pi 进行合成。 上述思想提出了在输入输出参数语义和 Web 服务语义上满足用户需求的合成目标。但 Web 服务的语义分解很难实现，可以通过引入另一种“semi-semantic-equal”关系将上述关系弱化。 定义 4 设有两个属性 Pi,Pj，对于 i,j，如果 iPDi，
9、jPRi，就有iPDj，jPRj，则 Pi“semi-semantic-equal”Pj。 定理 3 假设 nm0，r0，对于 WSi(I1,I2,In,O1,O2,On)，WSj(I1,I2,In,In+1,In+r,O1,O2,On,On-m)所产生的属性分别为 Pi，Pj，Pj“semi-semantic-equal”Pi。 证明：i,j，假设 i,j 满足属性 Pj，则有 iPDj，jPRi。由定义 1 可知，PDj(I1,I2,In,In+1,In+r)，PRj(O1,O2,On-m),因为PDi(I1,I2,In)，PRi(O1,O2,On),所以 PDjPDi，PRjPRi。即P
10、Dj(I1,I2,In)，PRj(O1,O2,On),所以 iPDi，jPRi,即 Pj“semi-semantic-equal”Pi。 同样可由定理 3 推得定理 4。 定理 4 假设 WSi(I,O)，WSj(I,O)所产生的属性分别为 Pi，Pj，如果 I“semi-part-of”I，O“semi-part-of”O，则有 Pj“semi-semantic-equal”Pi。 上述定理表明，如果用户要求的 Web 服务对应的属性为 Pj，只需找到与 Pj 有“semi-semantic-equal”Pi 关系的属性 Pi 的合成方案即可。 3.基于本体的接口合成 Web 服务 WSi(
11、I1,I2,In,In+r,O1,O2,On+r)要求其后续的Web 服务 WSn 的输入是 O1,O2,On+r，即 WSn(O1,O2,On+r,)，如果存在这样的 Web 服务 WSj(O1,O2,On,)，则可用 WSj 来代替 WSn 作为 WSi 的后续，根据定理 3，需要在本体中找到与 WSn 对应 Pn 具有“semi-semantic-equal”关系的属性 Pj。我们首先由用户提供的输入产生 WSn，然后根据 WSn 在本体中产生一个对应的虚拟属性 Pn，然后查找与 Pn 存在“semi-semantic-equal”关系的属性 Pj，Pj 对应的 Web 服务就是所需要的
12、后继 Web 服务。反复迭代，直到最后一个 Web 服务的输出满足用户的需要为止。 二、应用实例 某饮料公司网站搞一个促销活动，其内容主要是在规定促销期间让客户在生日时能收到生日礼物，因而需要了解顾客的信息，然后根据顾客的爱好来确定礼物，并配以适当的饮料，从而联络商家与客户的感情，提高客户的忠诚度。有以下几个现成的 Web 服务可以使用： GetCustomer (IDCard,Name,CustomerBirthday,Hobbies) GetPerson (IDCard,CName,Birthday,Habit) GetFavoriteCommodity(Hobbies,Commodity
13、,Price) GetSuitableDrink (Commodity, Drink) GetDrink (Supply, Drink,Price) 由于上述这些 Web 服务在跨系统的、异构的平台运行，要进行二次开发难度较大，且这种促销活动只是在一段内时间进行，开发新系统的利用率也不高，因此，我们可以利用现有的 Web 服务进行合成形成一个Web 组合服务来完成上述查询。 输入输出建模。收集基本类属性，消除其中的同名异义和异名同义现象；构建抽象类，从 Customer 的各种属性构建 Customer 类，根据已有的 Commodity，Drink 来构建 Commodity，Drink 类
14、，考虑到 Commodity和 Drink 都属于可消费品，建立一个更抽象的类 Consumable，如图 1 所示。 图 1 抽象类和基本类 图 2 本体建模 根据前面所阐述的建模方法，针对本案例有本体建模表示图 2，其中六边形表示由 Web 服务转化的属性，它与类的连接表示属性的定义域、值域，也就是 Web 服务的输入输出。图 3 描述了饮料公司查询顾客信息时可能的 Web 服务接口的合成，六边形表示候选的 Web 服务，其上的圆角矩形表示其输入或输出类型。 图 3 合成图 三、结束语 本文提出了在电子商务中利用现有的 Web 服务来实现 Web 组合服务的方案，介绍了本体建模的基本思想，
15、并通过具体案例详细介绍了一种动态、自动的 Web 服务合成方法。我们根据此方案编制了一个模拟系统，经初步测试其功能基本符合要求，但当数据量比较大时其运行速度还有待进一步提高。 参考文献: 1 J. Rosenberg, The critical need for monitoring and analysis, J Web Services Journal 3 (2003) (11)http:/webservices.sys- 2 BEA, IBM, and Microsoft (2003) Business Process Execution Language for Web Services (BPEL4WS). Rhttp:/xml.coverpages.org/bpel4ws.html 3顾宁刘家茂柴晓路编著:Web Services 原理与研发实践M.机械工业出版社，2006
