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随着Internet的快速发展和普及,网络化应用大量涌现。Web应用是Internet中典型的应用,近年来也出现了多种被业界概括成Web2.0的应用类型。Web2.0应用包括博客(Blog)、播客(Podcast)、社交网络(SNS)、Wiki、分众目录(folksonomy)等。这些应用有一个共同点:网站运营者提供平台,用户提供内容。通过这种形式来提高内容的广泛性从而吸引更多的用户。而这种强调覆盖面的做法也促进了Web2.0应用的快速发展。
Web应用在快速发展的同时也面临着许多的挑战。其中包括用户行为的复杂化、系统成分复杂化、资源管理的复杂化等。这些挑战也导致了系统管理工作要求高、管理人员培养的成本高周期长的后果。在这种情况下,有效减少系统管理中的人工干预成为迫切需要。软件自适应技术是达到这一目的的有效方法之一。
为了使得在Internet上的Web应用具有自适应能力,需要解决若干关键技术问题。从软件开发者的角度来看,实现自适应系统的难点包括:在自适应决策方面,如何发现软件的不一致状态驱动自适应行为;在系统架构方面如何加入控制系统,控制系统与应用本身的关系如何处理;在实现方面,如何帮助软件开发者应对这些问题,提供开发方法上的指导,开发工具上的方便等。这些问题都是非常具有挑战性的热点问题。本文在相关工作的基础上,提出了一种构建基于动态软件体系结构的自适应系统的技术方案,设计并实现支撑系统原型,以帮助软件开发者在Internet环境下构造具有动态体系结构演化能力的Web应用系统。本文侧重于Web应用的自适应能力的构建方法以及支撑平台,具体包括下面几个方面:
1.以现有自适应相关研究工作为基础,针对当前Internet环境下Web应用系统的新特征,较系统地给出了一套实现基于软件体系结构建模自适应Web应用的技术方案。
2.针对上述概念框架中的若干关键问题,提出了初步的解决方案:
(a)针对Internet环境下异构资源的集成问题,本文提出基于统一抽象接口的组件监管技术。从而屏蔽了底层组件在监控和操作的异构性,简化了上层对这些组件的管理和操作。
(b)针对Internet环境下外部动态计算资源的管理问题,提出了面向归一化接口的资源整合技术。这样屏蔽了当前Web环境下组件来源多样性的问题,简化了上层对这些资源的使用。
(c)针对自适应方案的管理问题,提出了面向体系结构的演化方案管理技术。在将抽象转换方案映射到具体系统行为的问题上,本文提出了基于演化方案对体系结构的影响来分类和管理自适应方案的技术。这样,通过引入软件体系结构变化这一共同视角,解决了从抽象模型到实际系统行为的映射的问题。
(d)对自适应策略管理问题,提出了一种基于状态机的自适应决策技术。本文基于状态机模型,将体系结构演化的方案描述成一组规则。通过应用这些规则进行自适应决策,方便了系统开发人员从抽象模型的角度设计自适应策略。
3.实现了一个Web应用自适应支撑系统原型,并以一个面Internet的基于Web的日志发布系统为实例,为这个系统建立体系结构模型,并在支撑系统上基于这个模型实现了系统根据环境调整自身结构,根据实验得到的数据初步验证了本文工作的可行性和有效性。