Vấn đề bế tắc (deadlock) trong quy trình được hiện thực bằng BPEL

Header Page of 128 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Phạm Thị Dung VẤN ĐỀ BẾ TẮC (DEADLOCK) TRONG QUY TRÌNH ĐƯỢC HIỆN THỰC BẰNG BPEL LUẬN VĂN THẠC SỸ HÀ NỘI - 2015 luan van thac si - luan van kinh te - khoa luan - tai lieu -Footer Page of 128 Header Page of 128 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Phạm Thị Dung VẤN ĐỀ BẾ TẮC (DEADLOCK) TRONG QUY TRÌNH ĐƯỢC HIỆN THỰC BẰNG BPEL Ngành: Công nghệ thông tin Chuyên ngành: Kỹ thuật phần mềm Mã số: 60.48.01.03 LUẬN VĂN THẠC SỸ Cán hướng dẫn: TS Võ Đình Hiếu HÀ NỘI - 2015 luan van thac si - luan van kinh te - khoa luan - tai lieu -Footer Page of 128 Header Page of 128 VIETNAM NATIONAL UNIVERSITY, HANOI UNIVERSITY OF ENGINEERING AND TECHNOLOGY Dung Pham Thi DEADLOCK PROBLEMS IN THE PROCESS IS IMPLEMENTED IN BPEL Major: Information of Technology Supervisor: Ph.D Hieu Vo Dinh HA NOI, 2015 luan van thac si - luan van kinh te - khoa luan - tai lieu -Footer Page of 128 Header Page of 128 Lời cảm ơn Trước tiên, em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc tới Thầy giáo, TS Võ Đình Hiếu tận tình bảo, hướng dẫn, động viên giúp đỡ em suốt trình thực đề tài luận văn Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới Thầy Cô Khoa Công nghệ thông tin truyền đạt kiến thức quý báu cho em sáu năm học vừa qua Con xin nói lên lòng biết ơn vơ hạn Cha Mẹ ln nguồn động viên, chăm sóc khích lệ bước đường học vấn Cuối cùng, xin chân thành cảm ơn Anh Chị Bạn Bè, thành viên lớp K53CB K19CNPM ủng hộ, giúp đỡ suốt thời gian học tập giảng đường thực đề tài luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 09 tháng 08 năm 2015 Học viên Phạm Thị Dung luan van thac si - luan van kinh te - khoa luan - tai lieu -Footer Page of 128 Header Page of 128 VẤN ĐỀ BẾ TẮC (DEADLOCK) TRONG QUY TRÌNH ĐƯỢC HIỆN THỰC BẰNG BPEL Phạm Thị Dung Khóa K19KTPM, ngành cơng nghệ thơng tin Tóm tắt Luận văn tốt nghiệp: Dịch vụ Web đời mở hướng cho việc tương tác ứng dụng thông qua sử dụng tiêu chuẩn Web, áp dụng đa dạng hệ thống phần mềm thực tế Dịch vụ Web sử dụng mơ hình tích hợp kết nối lỏng lẻo độc lập tảng cho phép tính linh hoạt việc tích hợp hệ thống B2C, B2B ứng dụng doanh nghiệp Tuy nhiên, độ lớn phức tạp hệ thống ngày tích hợp ứng dụng quy trình nghiệp vụ hệ thống u cầu đòi hỏi nhiều ngồi sử dụng giao thức tiêu chuẩn Web Khi đó, tích hợp dịch vụ Web theo quy trình nghiệp vụ cần sử dụng mơ hình tích hợp quy trình chuẩn Ngơn ngữ thực thi quy trình nghiệp vụ BPEL (Bussiness Execute Process Language) ( hay WS-BPEL, BPEL4WS) đưa để định nghĩa mơ hình ngữ pháp mơ tả hành vi quy trình nghiệp vụ dựa tương tác quy trình đối tác nó, đơn giản hóa tốn kết hợp dịch vụ theo quy trình nghiệp vụ BPEL sử dụng đặc tả XML WSDL, XML Schema, XPath XSLT WSDL XML Schema cung cấp mơ hình liệu, XPath XSLT cung cấp hỗ trợ cho việc thao tác sử dụng liệu BPEL BPEL mơ hình quy trình nghiệp vụ định nghĩa thành phần hoạt động sở có cấu trúc Trong đó, thành phần hoạt động quan trọng, dùng mơ hình ứng dụng nghiệp vụ , sử dụng để định nghĩa tập thành phần hoạt động thực thi đồng thời song song xem cấu trúc dạng đồ thị, chuỗi liên kết , quy định luồng chạy ẩn điều khiển thành phần hoạt động Mỗi phải có thành phần nguồn thành phần đích Thành phần không bắt đầu thành phần hoàn thành Vấn đề bế tắc, xung đột thành phần hoạt động thành phần hoạt động xảy quy trình nghiệp vụ Khi sử dụng đặc biệt trường hợp nhiều , dễ gây bế tắc xuất chu trình thành phần hoạt động, thành phần đích thành phần nguồn thành phần hoạt động thực thi xong thành phần hoạt động song song thao tác tới biến tồn cục Luận văn sâu tìm hiểu về, vấn đề gây bế tắc, xung đột , từ đó, xây dựng chương trình phát cảnh báo vấn đề luan van thac si - luan van kinh te - khoa luan - tai lieu -Footer Page of 128 Header Page of 128 DEADLOCK PROBLEMS IN THE PROCESS IS IMPLEMENTED IN BPEL Dung Pham Thi K19KTPM course, information technology faculty Abtract thesis: Web services have been launched to open the way to the interaction between applications through the use of Web standards currently applied varied in actual software system Web Services used loose connected integration models and platform independence which has allowed flexibility in integrating systems B2C, B2B and enterprise applications However, the magnitude and complexity of today's systems integrate between applications and business process systems requiring more demanding exterior use standard Web protocols Meanwhile, the integration between Web services according to business processes using an integrated model Language executable BPEL business processes (Business Process Execute Language) (- or WS-BPEL, BPEL4WS) launched to define a model and grammar for describing the behavior of the business process based on interactions between the process and its partners, to simplify the problem combined with services as business processes BPEL uses the XML specification as WSDL, XML Schema, XPath, and XSLT WSDL and XML Schema provides data models, and XPath and XSLT provide support for the use of data manipulation in BPEL BPEL business process model defines the basic activities and the structured activities In particular, important activities, or used to model a business application is , used to define a set of components executed simultaneously or in parallel is seen as structures graphically, as a sequence of the , specified stream in the background of control between the activities in a Each should have at least one activity and at least one destination component The of a is not started until the of finish The issue of impasse, the conflict between the activities in can happen in a business process When using the especially in the case of multiple in a , prone to deadlock cycle occurs as the activity, the destination component is part of an active ingredient source runaway or moving components operating in parallel with actions to a global variable Dissertations will go deep to find out about, the problem would cause deadlock, conflict in a , from there, building programs to detect and alert on this issue luan van thac si - luan van kinh te - khoa luan - tai lieu -Footer Page of 128 Header Page of 128 Lời cam đoan Tôi xin cam đoan vấn đề phát xây dựng công cụ cảnh báo bế tắc (deadlock) quy trình thực BPEL trình bày luận văn thực hướng dẫn TS Võ Đình Hiếu Tất tham khảo từ nghiên cứu liên quan đề nêu nguồn gốc rõ ràng từ danh mục tài liệu tham khảo luận văn Trong luận văn, khơng có việc chép tài liệu, cơng trình nghiên cứu người khác mà khơng rõ tài liệu tham khảo Hà Nội, ngày 09 tháng 08 năm 2015 Tác giả Phạm Thị Dung luan van thac si - luan van kinh te - khoa luan - tai lieu -Footer Page of 128 Header Page of 128 Mở đầu Dịch vụ Web đời mở hướng cho việc tương tác ứng dụng thông qua sử dụng tiêu chuẩn Web, áp dụng đa dạng hệ thống phần mềm thực tế Các ứng dụng, hệ thống đòi hỏi ngày mở rộng quy mơ phức tạp quy trình nghiệp vụ Việc sử dụng dịch vụ Web riêng lẻ cho chức nghiệp vụ, ngày không đáp ứng với độ phức tạp hệ thống Ngôn ngữ thực thi quy trình nghiệp vụ BPEL đưa để định nghĩa mơ hình ngữ pháp để mơ tả hành vi quy trình nghiệp vụ đối tác hay dịch vụ Web BPEL mơ hình quy trình nghiệp vụ định nghĩa từ thành phần hoạt động , , , … thành phần hoạt động có cấu trúc , , , , , … Trong đó, thành phần hoạt động quan trọng, dùng mơ hình ứng dụng nghiệp vụ , sử dụng để định nghĩa tập thành phần hoạt động thực thi đồng thời song song Bởi liên kết quy định phụ thuộc thực thi , thành phần hoạt động BPEL thiết kế để chương trình khơng xảy bế tắc chu trình, nhiên, việc kết hợp thành phần hoạt động cấu trúc có lựa chọn hay có sử dụng , gây bế tắc Nội dung luận văn chia thành chương sau: Chương 1: Luận văn giới thiệu tổng quan kết hợp dịch vụ Web ngôn ngữ BPEL Chương 2: Luận văn phát biểu thành phần hoạt động vấn đề deadlock Chương 3: Luận văn đề xuất xây dựng công cụ kiểm tra cảnh báo deadlock Phần kết luận : Tóm lược kết đạt luận văn định hướng phát triển tương lai luan van thac si - luan van kinh te - khoa luan - tai lieu -Footer Page of 128 Header Page of 128 Chương 1: Tổng quan kết hợp dịch vụ ngôn ngữ BPEL Chương này, luận văn giới thiệu tổng quan kết hợp dịch vụ Web ngôn ngữ thực thi quy trình nghiệp vụ BPEL thành phần hoạt động Ngồi ra, luận văn nêu lên nên sử dụng BPEL ứng dụng nghiệp vụ sử dụng dịch vụ Web 1.1 Tổng quan kết hợp dịch vụ Web Web service – dịch vụ Web, tạo với mục đích để tương tác ứng dụng việc sử dụng tiêu chuẩn Web Các dịch vụ Web sử dụng mô hình kết nối lỏng lẻo cho phép tích hợp linh hoạt hệ thống độc lập B2C (business-toconsumer), B2B (business-to-business) hay hệ thống tích hợp ứng dụng doanh nghiệp Các đặc tả liên quan tới dịch vụ Web SOAP – định nghĩa giao thức giao tiếp XML cho khả tương tác dịch vụ bản, WSDL (ngôn ngữ mô tả dịch vụ Web) giới thiệu cú pháp chung cho mô tả dịch vụ UDDI cung cấp kết nối hạ tầng cho việc giao tiếp kết nối Kết hợp, đặc tả cho phép ứng dụng tương tác với khác theo mơ hình kết nối lỏng lẻo, độc lập tảng [2] Việc tích hợp hệ thống thực tế mong đợi nhiều vào khả tương tác đơn giản, sử dụng giao thức tiêu chuẩn Dịch vụ Web có tảng tích hợp mềm dẻo áp dụng ứng dụng quy trình nghiệp vụ giải vấn đề tương tác phức tạp thơng qua mơ hình tích hợp quy trình chuẩn Mơ hình tương tác hỗ trợ trực tiếp WSDL mơ hình phi trạng thái nhận u cầu – phản hồi cách thức tương quan nhiều chiều Các mơ hình tương tác nghiệp vụ áp dụng kiểu trao đổi thông điệp peer-to-peer, yêu cầu - phản hồi, chiều, có trạng thái, tương tác dài (long – running) liên quan tới hai nhiều bên Để định nghĩa tương tác nghiệp vụ hệ thống, mô tả hình thức giao thức trao đổi thơng điệp với sử dụng quy trình nghiệp vụ chúng điều cần thiết Các quy trình nghiệp vụ bao gồm hành vi phụ thuộc liệu, khả xác định điều kiện ngoại lệ, hậu quả/ kết tương tác, tính phối hợp đơn vị, phòng ban Một hệ thống biểu diễn chi tiết, rõ ràng nhiều khía cạnh khác tốt Vai trò phân tích hệ thống, chi tiết thực thi nghiệp vụ hệ thống không thiết đưa ra, cần quy trình trừu tượng để mô tả hành vi trao đổi thông điệp thấy bên liên luan van thac si - luan van kinh te - khoa luan - tai lieu -Footer Page of 128 Header Page 10 of 128 quan quan trọng Các vai trò xây dựng, triển khai, cần quy trình thể luồng thực thi tích hợp dịch vụ bên liên quan, quản lý trao đổi liệu Ngơn ngữ BPEL định nghĩa hai quy trình: trừu tượng thực thi mơ tả, biểu diễn tiến trình nghiệp vụ hệ thống sử dụng dịch vụ Web theo hai quy trình 1.2 Ngơn ngữ thực thi quy trình nghiệp vụ BPEL WS-BPEL (Web Services Business Process Execution Language) hay ngắn gọn BPEL (Business Process Execution Language) ngơn ngữ thực thi tiến trình nghiệp vụ dịch vụ Web Phiên BPEL4WS (Business Process Execution Language for Web Services 1.0) giới thiệu vào tháng 7/2002, kết hợp chung IBM, Microsoft BEA Nó sử dụng ngôn ngữ luồng dịch vụ Web (Web Services Flow Language WSFL) IBM XLANG Microsoft Phiên 1.1 thêm tham gia đóng góp SAP Siebel Systems, phát hành vào tháng 5/2003 [3] Phiên gần WS-BPEL 2.0 giới thiệu năm 2007 Trong phạm vi tài liệu luận văn này, đề cập sử dụng phiên WS-BPEL 2.0 gọi ngắn gọn BPEL hay WS-BPEL Đặc tả BPEL 2.0 định nghĩa ngơn ngữ cho quy trình nghiệp vụ xây dựng dựa dịch vụ Web BPEL 2.0 cung cấp mơ tả quy chuẩn hồn chỉnh ngơn ngữ thực thi quy trình nghiệp vụ Các khái niệm BPEL hiểu theo hai hướng, trừu tượng thực thi Một tiến trình trừu tượng BPEL tiến trình đặc tả phần để thực thi phải khai báo rõ ràng kiểu trừu tượng Trong tiến trinh thực thi đặc tả đầy đủ thi hành, tiến trình trừu tượng ẩn chi tiết thao tác cụ thể hóa yêu cầu thể vật thực thi Tất kiến trúc tiến trình thực thi tạo nên giá trị tới tiến trình trừu tượng, tiến trình BPEL thực thi trừu tượng có độ mạnh thể - Tiến trình trừu tượng cung cấp hai chế ẩn chi tiết thao tác; sử dụng thẻ không rõ ràng cách rõ ràng thiếu sót Các tiến trình trừu tượng có vai trò mơ tả, thường đưa nhiều ca sử dụng, ca sử dụng mơ hình hành vi nhìn thấy vài tất dịch vụ đề xuất tiến trình trừu tượng Ca sử dụng khác định nghĩa khn mẫu tiến trình, khuôn mẫu thể thực hành tốt miền cụ thể Bất kể với ca sử dụng mục đích, tất tiến trình trừu tượng chia sẻ sở cú pháp chung Chúng có yêu cầu khác mức độ độ mờ hạn chế phần định nghĩa tiến trình, bị bỏ sót bị ẩn Cách sử dụng phù hợp tiến trình trừu tượng có hiệu khác ràng buộc quán cú pháp tiến trình 10 luan van thac si - luan van kinh te - khoa luan - tai lieu -Footer Page 10 of 128 Header Page 11 of 128 Tài liệu tham khảo Tiếng Việt Đỗ Đức Giáo, “Toán rời rạc”, ĐHQGHN, 2002 Tiếng Anh A Alves, A Arkinand, S Askary, C Barreto, B Bloch, F Curbera, M Ford, A Gułzar, N Kartha, C K Liu, R Kha-laf, D K ¨onig, M Marin, V Mehta, S Thatte, D van der Rijn, P Yendluri, and A Yiu, “Web Services Business Process Execution Language Version 2.0”, OASIS Standard, 11 April 2007 Charlton Barreto, Vaughn Bullard, Thomas Erl, John Evdemon, Diane Jordan, Khanderao Kand, Dieter König, Simon Moser, Ralph Stout, Ron Ten-Hove, Ivana Trickovic, Danny van der Rijn, Alex Yiu, “Web Services Business Process Execution Language Version 2.0”, OASIS Standard, May 2007 Manfred Reichert, Stefanie Rinderle, Peter Dadam, “On the Modeling of Correct Service Flows with BPEL4WS”, Department Databases and Information Systems University of Ulm, D-89069 dadam}@informatik.uni-ulm.de Ulm, GERMANY {reichert, rinderle, Chun Ouyang, Eric Verbeek, Wil M.P van der Aalst, Stephan Breutel, Marlon Dumas, Arthur H.M ter Hofstede, “Formal semantics and analysis of control flow in WS-BPEL”, Science of Computer Programming 67, 2007 162–198 BEA, IBM, Microsoft, SAP and Siebel, “Business Process Execution Language for Web Services Version 1.1”, S Thatte, et al., May 2003 IBM, “Web Service Flow Language (WSFL 1.0)”, F Leymann, May 2001 Microsoft, “XLANG Web Services for Business Process Design”, S Thatte, 2001 Shin NAKAJIMA, “Model-Checking Behavioral Specification of BPEL Applications”, Electronic Notes in Theoretical Computer Science 151, 2006 89– 105 10 James F Chang, “Business process management systems”, Auerbach Publications Taylor & Francis Group, 2006 11 luan van thac si - luan van kinh te - khoa luan - tai lieu -Footer Page 11 of 128  ... 128 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Phạm Thị Dung VẤN ĐỀ BẾ TẮC (DEADLOCK) TRONG QUY TRÌNH ĐƯỢC HIỆN THỰC BẰNG BPEL Ngành: Công nghệ thông tin Chuyên ngành: Kỹ thuật phần mềm Mã... te - khoa luan - tai lieu -Footer Page of 128 Header Page of 128 VẤN ĐỀ BẾ TẮC (DEADLOCK) TRONG QUY TRÌNH ĐƯỢC HIỆN THỰC BẰNG BPEL Phạm Thị Dung Khóa K19KTPM, ngành cơng nghệ thơng tin Tóm tắt... xin cam đoan vấn đề phát xây dựng công cụ cảnh báo bế tắc (deadlock) quy trình thực BPEL trình bày luận văn thực hướng dẫn TS Võ Đình Hiếu Tất tham khảo từ nghiên cứu liên quan đề nêu nguồn gốc