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随着网络技术的发展，分布式系统出现了许多新的计算模式，其中最突出的代表是Web service、Peer-to-Peer计算和网格技术。这些新的计算模式为应用系统提供了几乎无限的计算能力和存储容量。如何利用这些资源更好的为应用服务是当今学术界和工业界研究最多的课题。过程是为清晰表达应用逻辑而设计的一种模型，它适用于逻辑关系复杂的应用系统。但在实际应用中，由于网络环境动态多变、流程结构复杂等原因，过程执行时往往会出现各种异常情况，如部分回滚、多个执行路径的选择等。因此，必须采用有效的事务管理和异常处理措施来保证过程执行的完整性和一致性。事务性过程是在网络变化、并发、异常存在等情况下保证过程的一致性和可靠性的技术。它对支持分布、异构、复杂的关键业务过程的自动化、推动其迈向实用具有重要意义，并已成为近十年来事务处理和过程领域的研究热点。
事务性过程的研究包括定义时的正确性验证和运行时的事务性保障两方面。为了准确刻画过程的事务性要求、分布式计算模式的特点，更好地描述其定义时和运行时的特征，需要对事务性过程进行形式化建模。在模型基础上可对事务性过程进行正确性验证，分析结构的错误和不一致性。在过程运行时，需要考虑活动到服务的动态绑定，以便更好的利用系统的冗余资源。在并发控制方面，既要保证过程的事务性，又应该利用松耦合系统的特点，尽可能提高并发度和执行效率。对事务性过程的失效恢复，还应考虑到恢复属性的动态计算，减小补偿范围。
本文对事务性过程的模型、组合计算及过程的结构性质验证、并发调度、失效恢复以及实现框架几个方面进行了较深入的研究。主要工作包括：
1.分析了事务处理技术的起源和发展，总结了平坦事务模型、扩展事务模型和事务处理技术的最新研究进展。讨论了利用Petri网进行过程建模和Web服务组合等方面的工作，给出过程模型领域当前的研究热点。对事务性过程和事务工作流技术，综述了其起源、发展、典型系统特征等。对当前分布式计算模式的特点进行分析，给出其事务系统的特点。并结合己有的研究成果，展望事务处理技术的发展趋势。
2.提出了基于颜色Petri网的事务性过程模型PP-net。该模型描述了复杂的过程逻辑和过程的事务性特征，更加适用于新的分布式计算模式。在模型上定义的结构正确性、弱原子性、可恢复性等性质，并给出性质保持的条件。之后，又给出一个CPN原型系统，用来支持模型的自动性质分析与仿真执行。
3.在PP-net模型之上，研究了事务性过程组合计算问题。事务性过程的组合计算是由已知过程构造结构复杂、功能更强的过程的计算，具有重要的应用价值。文中定义了两类6种组合计算、分析了其代数性质并给出保持结构正确性、可恢复性的条件。针对交互组合运算，还给出了交互协议的形式化定义及交互正确性判定方法。
4.给出事务性过程模型的执行算法。该算法利用功能等价的概念支持等价活动的查找与替换，可较好地利用系统冗余资源。模型可对执行路径的选择和部分回滚、恢复属性动态计算等进行统一处理，简化事务性过程的控制逻辑。提高过程执行成功率和动态适应性。对过程的恢复，给出基于执行历史的动态恢复算法。这一算法进行层次式的向上规约，动态确定补偿终止点，可最小化补偿范围，以较少代价保证事务性过程的事务特征。
5.针对应用语义的松耦合性，给出弱可串行化理论作为事务调度的正确性标准。弱可串行化调度能保证系统运行结果语义正确，且可接收比可串行化调度更多的调度，提高系统并行度。文中分别给出事务弱串行调度的定义、判定方法、保证调度弱可串行化的分组2PL协议和并发调度归约算法。并结合调度程序的松耦合性，通过实例说明事务执行时按调用层次在调度程序之间进行归约的过程。
6.设计并部分实现了分布式事务性过程框架-DTPF。该框架首先利用CPN模型实现事务性过程和组合过程的建模并正确性验证。然后将事务性过程模型转换为BPEL格式，再由执行引擎对事务性过程实例执行。执行过程包括服务的动态绑定、恢复属性的动态计算、并发控制等。最后由恢复机制依据执行结果对事务性过程的某些活动进行恢复，保证整个过程的可恢复性和弱原子性。文中给出了事务性过程定义与验证、执行引擎和恢复机制三个主要模块的详细功能描述、组成和实现思路。执行引擎中的事务协调组件具有事务协调、并发控制、恢复管理等功能，可作为一个独立中间件，应用到其它需要事务性保证的系统中去。实验结果证明了框架设计的合理性。
总之，本文针对目前事务性过程的关键问题进行了探索，取得了一定的成果。对于提高过程应用的可靠性、推动事务性过程技术实用化具有重要的理论意义和应用价值。