一种基于Petri网的分布组件协调模型A-软件学报.PDFVIP

1000-9825/2002/13(04)0629-08 ©2002 Journal of Software 软 件 学 报 Vol.13, No.4 一种基于Petri 网的分布组件协调模型 严莉萍, 鲍敢峰, 尤晋元 (上海交通大学 计算机科学与工程系 分布计算技术中心,上海 200030) E-mail: frankfch@263.net 摘要: 协调是分布组件系统中的基本问题之一.但是,协调问题至今仍未得到很好的解决.根据实际应用的要求, 提出了 Concerto 协调模型.它以Petri 网为数学理论基础,扩充了Petri 网的语义, 引入了控制缓存和数据缓存,分 别反映了分布组件的控制依赖和数据依赖关系, 统一了现有的控制驱动和数据驱动两类协调模型.对于 Concerto 模型的运行,提出了驱动模式、动作规则和 Concerto 引擎.驱动模式有4 种:依赖操作时间的驱动、依 赖最小时间的驱动、依赖最大时间的驱动和依赖平均时间的驱动.这些驱动模式在实时系统、流量控制和任务 调度等方面具有很好的实用价值.Concerto 引擎作为模型运行的核心,按照特定的仲裁机制协调分布组件系统 的运行,解决了死锁和饥饿问题. 关 键 词: 协调模型;分布组件;Petri 网 中图法分类号: TP311 文献标识码: A 目前,分布组件计算框架(如 CORBA,DCOM) 已基本确定,标准化组件(如 ActiveX,JavaBean)也走向实用,分 布组件技术正成为开发分布系统的主流技术.在分布组件的组装中,存在大量的协调问题,如多线程并发控制、 资源共享和事务处理等等,若处理不当,就容易出现死锁和饥饿等异常现象.需要有一个协调模型和相应的数学 工具,才能开发出高质量的分布组件系统.但是, 当前的组件中间件技术并没有很好地解决协调问题.关于组件 协调的描述仍然分布在计算性代码中,不易于理解和维护.随着应用规模的扩大,协调问题显得更加突出.因此, 把协调问题抽象出来,使之尽可能地独立于计算,具有重要的理论意义和实践价值. Petri[1] 网是一种图形语言,可直观地反映并行、同步和共享等现象,适合描述具有并行行为或操作的系 统.Petri 网的另一特点是具有精确的语义和严格的数学基础,其理论结果十分丰富.Petri 网模型把系统的组成部 件看成是分离的物理实体,并有自己的独立活动.其中的变迁分布在模型中,它的激发只同与之相联系的位置有 关. 同样,位置的变化也只取决于与之相联系的变迁,这符合分布系统的特点,反映了物理上真正的并行.Wegner 认为,Petri 网本身就是一种很好的协调模型[2].我们根据协调的实际需要,对 Petri 网进行扩充,提出了 Concerto 协调模型.Concerto 模型适合描述分布组件系统. 1 Concerto 协调模型 1.1 模型的定义 Concerto 模型由计算性语言、组件、缓存、动作、带权连接和驱动模式6 部分构成,这些构成部分也称为 Concerto 模型的元素.Concerto 模型可定义为六元组 (language,COMPONENT,BUFFER,ACTION,WC,mode), 收稿日期: 2000-02-28; 修改日期: 2000-10-170 基金项目: 国家自然科学基金资助项目(699730332);上海市科技发展基金资助项目(995115014) 作者简介: 严莉萍(1978 －),女,江苏张家港人,硕士,主要研究领域为分布对象技术;鲍敢峰(1972 －),男,安徽合肥人,博士,主要 研究领域为分布对象技术;尤晋元(1939 －),男,江苏常州人,博士,教授,博士生导师,主要研究领域为操作系统,分布组件计算. 630 Journal of Software 软件学报 2002,13(4) 其中language ∈{JavaScript,Python,VBScript,Perl,C,Java,…}; COMPONENT⊆ID×TYPE×NAME, TYPE= {ej b,corba,dcom,…}; , BUFFER=CONTROLBUFFER ∪DATABUFF