基于語義描述的Web應(yīng)用構(gòu)件自動組裝與實(shí)現(xiàn)方法

徐莉

摘 ?要：該文為了突破當(dāng)前技術(shù)還尚未對Web應(yīng)用組合交互予以技術(shù)支持這一局限，提出基于語義描述的Web應(yīng)用構(gòu)件自動組裝及實(shí)現(xiàn)方法。提出建立OWL-S基礎(chǔ)上的Web應(yīng)用構(gòu)件組裝語義描述方案，通過運(yùn)用Web能夠根據(jù)規(guī)范統(tǒng)一的Web應(yīng)用構(gòu)件，進(jìn)行語義化標(biāo)注并賦予Web應(yīng)用構(gòu)件語義，用戶能夠結(jié)合自身的應(yīng)用所需，在匹配規(guī)則內(nèi)篩選大量構(gòu)件獲得與語義描述相符的Web應(yīng)用構(gòu)件。成功優(yōu)化Web復(fù)合組合交互復(fù)合應(yīng)用，并且很大程度縮減了開發(fā)周期，更對Web復(fù)合運(yùn)用開發(fā)效率有效提升。

關(guān)鍵詞：語義描述 ?Web應(yīng)用構(gòu)件 ?自動組合 ?實(shí)現(xiàn)方法

中圖分類號：TP311.52 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1672-3791（2020）11（b）-0042-03

Abstract： In order to break through the limitation that the current technology has not yet provided technical support for web application composition interaction， this paper proposes a method of automatic composition and implementation of web application components based on semantic description. A semantic description scheme of web application component assembly based on OWL-S is proposed. By the using web， users can label web application components according to the standardized and unified web application components and give them semantics. Users can select a large number of components in the matching rules to obtain the web application components that match the semantic description according to their own application needs. Successful optimization of web composite interactive composite application， and greatly reduced the development cycle， more effective improvement of web composite application development efficiency.

Key Words： Semantic description; Web application components; Automatic composition; Implementation method

隨著互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的飛速發(fā)展，Web應(yīng)用逐漸出現(xiàn)在人們社會生活的多個領(lǐng)域，分散于Internet上的這些獨(dú)立Web，能夠在運(yùn)用中實(shí)現(xiàn)用戶所需的特定業(yè)務(wù)功能。在傳統(tǒng)應(yīng)用軟件開發(fā)中，構(gòu)件組裝技術(shù)獲得廣泛運(yùn)用。目前學(xué)術(shù)界已經(jīng)形成有關(guān)Web Service構(gòu)件組裝的較豐富研究成果，但是在有關(guān)WS-BPEL技術(shù)實(shí)現(xiàn)支持Web構(gòu)件自動組裝的人工交互技術(shù)操作支持尚且匱乏。并且BPEL引擎需要完成具體Web服務(wù)的手工篩選和綁定，并不能進(jìn)行Web應(yīng)用的自動化靈活性構(gòu)件組裝，所以對于當(dāng)前的實(shí)際應(yīng)用業(yè)務(wù)場景需求無法滿足。所以該文提出基于語義描述的Web應(yīng)用構(gòu)件自動組裝及實(shí)現(xiàn)方法。

1 ?相關(guān)理論概述

1.1 語義描述

語義網(wǎng)作為一種統(tǒng)一定義網(wǎng)絡(luò)資源的方式，能夠讓存在的網(wǎng)絡(luò)資源均具備一定語義功能，從而更便捷地實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)平臺的自動化處理。包括了XML技術(shù)、RDF技術(shù)、本體技術(shù)等核心技術(shù)。OWL-S作為基于OWL實(shí)現(xiàn)的一種Web Service本體描述語言[1]，通過運(yùn)用OWL-S整套描述機(jī)制，進(jìn)行語義描述Web Service，最終生成描述文件所實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)理解處理的語言。主要包括了Service Profile、Service Model、Service Grounding這3個基本構(gòu)件。需要經(jīng)WSDL實(shí)現(xiàn)OWL-S的信息格式具體描述，因此OWL-S和WSDL之間存在概念映射關(guān)系[2]。

1.2 構(gòu)件組裝技術(shù)

軟件構(gòu)件在目前學(xué)術(shù)界作為一種帶有契約接口，并且可以完成上下文依賴組裝單元顯示的構(gòu)件，能夠獨(dú)立發(fā)布并且進(jìn)行第三方組裝。而構(gòu)件組裝技術(shù)就作為一種能夠遵循特定組裝方案，成功組合原本可復(fù)用構(gòu)件的技術(shù)，從而獲得更大粒度構(gòu)件或獲得完善的應(yīng)用系統(tǒng)。截至目前，主要包括以下幾類構(gòu)件組裝相關(guān)技術(shù)，譬如基于體系結(jié)構(gòu)、基于框架、基于工作流、基于連接器、基于構(gòu)件模型、基于Web Service。

2 ?Web應(yīng)用構(gòu)件及語義描述流程

圖1是基于語義描述的Web應(yīng)用構(gòu)件自動化組裝實(shí)現(xiàn)技術(shù)的整個方法流程。首先，在OWL-S作為基于OWL-S機(jī)制基礎(chǔ)之上，拓展形成的描述Web應(yīng)用構(gòu)件及復(fù)合運(yùn)用業(yè)務(wù)流程，能夠語義化表示W(wǎng)eb應(yīng)用構(gòu)件組裝。其次，匹配抽象應(yīng)用構(gòu)件，就是根據(jù)上一步驟篩選獲得與語義描述條件相符的Web應(yīng)用構(gòu)件，形成兩者對應(yīng)關(guān)系。再者OWL-S映射為BPMN 2.0描述，就是說參照具體的映射規(guī)則，成功實(shí)現(xiàn)含有所有匹配成功Web應(yīng)用構(gòu)件信息及組裝方式所得的完整OWL文件，能夠映射為與BPMN 2.0標(biāo)準(zhǔn)相符的bpmn文件[3]。之后構(gòu)建復(fù)合應(yīng)用，以O(shè)WL-S文件及與工作流BPMN 2.0標(biāo)準(zhǔn)相符的bpmn文件中提供相關(guān)信息，匯聚Web應(yīng)用構(gòu)件公共平臺中最終獲取Web構(gòu)件應(yīng)用副本，分別完成Web應(yīng)用構(gòu)件的副本配置操作，并在特定運(yùn)行環(huán)境中部署Web應(yīng)用構(gòu)件副本。最后，執(zhí)行jBPM引擎解釋復(fù)合應(yīng)用。

3 ?基于語義描述的Web應(yīng)用構(gòu)件自動組裝實(shí)現(xiàn)

3.1 Web應(yīng)用構(gòu)件及復(fù)合應(yīng)用語義描述

在上文已經(jīng)完成語義描述Web應(yīng)用構(gòu)件該方案，并運(yùn)用于Web應(yīng)用構(gòu)件組裝方案中，在當(dāng)前現(xiàn)有大量Web應(yīng)用構(gòu)件平臺中，完成對Web應(yīng)用構(gòu)件的語義描述標(biāo)注，賦予Web應(yīng)用構(gòu)件相應(yīng)語義，以其他有關(guān)材料為參照賦予Web應(yīng)用構(gòu)件的語義標(biāo)注相應(yīng)語義。對于OWL-S的復(fù)合過程可視化設(shè)計(jì)，基于Protege 3.0版本OWL編輯軟件，完成插件安裝對于可視化軟件設(shè)計(jì)中，每一個可視化復(fù)合過程針對每一個復(fù)合應(yīng)用來說，都作為一個能夠直接進(jìn)行Web調(diào)用的應(yīng)用構(gòu)件。并且可以采用具體描述過程節(jié)點(diǎn)占位符，表示簡單過程從而完成可視化設(shè)計(jì)復(fù)合運(yùn)用業(yè)務(wù)流程。這樣一來也能夠經(jīng)過可視化設(shè)計(jì)，描述復(fù)合運(yùn)用組裝過程，打下良好的組裝Web應(yīng)用構(gòu)件工作基礎(chǔ)。

3.2 Web應(yīng)用構(gòu)件語義匹配

（1）要以構(gòu)件基本信息實(shí)現(xiàn)匹配推理，對于構(gòu)件的名稱、描述、提供者信息、類型、范圍、環(huán)境部署信息、具體的范圍及開發(fā)語言信息作為基本構(gòu)件信息。根據(jù)以上基本構(gòu)件信息的本體描述，運(yùn)用OWL-S、API、Jena相關(guān)技術(shù)，匹配并推理現(xiàn)有本體構(gòu)件。在完成匹配推理之后，即可成功篩選眾多Web構(gòu)件中，與用戶構(gòu)件需求相符的Web應(yīng)用構(gòu)件。

（2）要根據(jù)構(gòu)件IOPE完成匹配推理。對于OWL-S語義描述機(jī)制內(nèi)，要想完成Web Service匹配推理，就需要重視提供基于IOPE匹配推理，基于IOPE機(jī)制篩選符合要求的Web應(yīng)用構(gòu)件。根據(jù)匹配推理之后的Web應(yīng)用構(gòu)件集合，進(jìn)行IOPE的二次篩選匹配推理，最終獲得與用戶構(gòu)件需求相符的Web應(yīng)用構(gòu)件。

4 ?結(jié)語

盡管目前多數(shù)工具平臺都能夠完成Web Service與本地構(gòu)件之間的組裝，但是還尚未形成充分的線上人工交互操作Web應(yīng)用構(gòu)件自動化組裝。該文提出基于語義描述所實(shí)現(xiàn)的Web構(gòu)件自動組裝，經(jīng)過OWL-S、抽象應(yīng)用構(gòu)建匹配、OWL-S映射為BPMN 2.0描述、構(gòu)建復(fù)合化應(yīng)用以及自行jBPM引擎解釋，成功優(yōu)化了Web復(fù)合組合交互復(fù)合應(yīng)用，極大地提升了Web復(fù)合運(yùn)用開發(fā)效率。

參考文獻(xiàn)

[1] 馬曄.Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)技術(shù)專利分析[J].中國新通信，2019，21（10）：78.

[2] 傅波.基于服務(wù)發(fā)現(xiàn)的計(jì)算通信關(guān)鍵技術(shù)研究[D].上海交通大學(xué)，2018.

[3] 張科.語義稀疏的Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)技術(shù)研究[D].山東科技大學(xué)，2018.

[4] 喻麒睿.高鐵共享汽車數(shù)據(jù)流通機(jī)制及關(guān)鍵技術(shù)研究[D].中國鐵道科學(xué)研究院，2019.

[5] 肖堃.嵌入式系統(tǒng)安全可信運(yùn)行環(huán)境研究[D].電子科技大學(xué)，2019.

[6] 舒紅梅.基于Unikernel的可信Web微服務(wù)的研究[D].四川師范大學(xué)，2019.

[7] 蘇聯(lián)燈.面向檔案信息系統(tǒng)區(qū)塊鏈支撐平臺的構(gòu)建[D].中國科學(xué)院大學(xué)（中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院），2020.

[8] 賈世林.基于團(tuán)體信息的微博傳播趨勢預(yù)測的研究[D].上海師范大學(xué)，2020.

[9] 徐春笙，郭鳳宇.基于消息層的Web服務(wù)安全模型設(shè)計(jì)分析[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2020，38（1）：186，188.