面向服务的软件体系结构中,将软件系统的功能看作是软件系统所提供的服务。随着软件系统复杂性的不断增长,当前的主流软件开发模式均倾向于尽可能使用系统所提供的或所开发的现存构件来实现新系统的功能,由此导出了如何由现存服务通过组合来实现更为复杂业务逻辑的问题,与此同时所得到复合服务的有效性需要得到充分的验证。通过对现存服务组合方法的分析和对比,论文以状态机为软件系统所提供的服务建模,由此将服务组合问题转化为状态机的合成问题。针对基于状态的建模方法中由于系统复杂度过高可能导致的状态空间爆炸问题,采用层次化方法对状态空间进行合理划分。论文首先将非确定性有限自动机和确定性有限自动机的概念引入服务领域,并在正则表达式的基础上提出了服务状态机的内模式和外模式的概念,以此描述软件系统的服务。其次,在服务描述的基础上,根据子服务状态空间是否存在交集,提出了服务的可组合性判定算法,对于可组合的子服务进行了相应的组合。第三,根据状态机的可达性分析,通过计算状态机的笛卡尔积来对服务组合的有效性进行了验证。第四,为缓解复杂系统中状态空间爆炸的问题,根据原始子服务及其与最终得到的复合服务之间的对应关系,得到相应的层次状态机,通过所提出的算法对于复合服务状态机的性质不变性进行了验证。最后,将所提出的方法应用于汽车租赁系统的实例中,对该实例的服务进行建模、组合与验证,通过实例验证,所提出的方法能够有效解决服务组合中有效性、效率等方面的要求。