一种基于性能模型的中间件自配置框架

高动态的计算环境使得QoS(quality of service)保障对于基于组件的分布式系统越来越重要,软件系统需要具备自我调整的能力以适应外部环境的变化.给出一种自适应的中间件配置框架,能够动态感知负载变化,并自动调整系统参数配置以保持用户所要求的服务质量.该框架的核心是一个基于分层排队网络的性能预测模型,用于指导搜索最优的资源配置,使性能需求得到最大的满足.在OnceAS应用服务器上进行原型实现,并以StockOnline应用做实验,比较了在使用和不使用该框架时的性能需求的满足情况.结果显示,在负载增加时,通过自配置框架的调控,应用性能需求的保障程度得到了较大的提升.

EJB容器的可扩展服务框架的设计和实现

为满足各种各样的应用程序的需求,EJB容器的服务框架必须能支持各种服务的集成.该文给出了一个EJB容器的可扩展服务框架的设计和实现.该EHB容器允许服务以Interceptor的方式加入容器.当EJB容器发生函数调用等事件时,容器自动触发这些相应的服务,从而能实现透明地在EJB容器中添加额外的服务.

支持EJB动态分布的组件迁移模型与算法

Web应用服务器是Web计算环境下的新型中间件，为基于组件的分布式Web应用提供了基础运行平台．组件静态分布限制了事务性Web应用在运行期间适应执行环境变化的能力．为了满足Web应用的动态分布需求，Web应用服务器需在底层为组件提供一种动态迁移的能力．如何维持组件迁移前后的一致性是组件迁移中最棘手的问题之一．为解决此问题，定义了组件迁移一致性约束CMC(component migration constrains)，并给出了在 J2EE(Java 2 platform enterprise edition)应用服务器中支持EJB(enterprise Java Bean)动态分布的组件迁移模型和 sLB_Copy,SFB_Copy,EB-Copy 3个迁移算法．分析得出sLB_Copy,SFB_copy和EB_copy均满足CMC约束．迁移模型和算法已在自主研制的Web应用服务器WebFrame2．0中实现，并已应用到自适应负载平衡、失效恢复等多个方面．

Web应用服务器自适应配置框架的设计与实现

以Web应用服务器为代表的分布式组件中间件系统(如EJB，CORBA，.NET)已发展为Web计算环境中的主要基础软件。中间件系统通过屏蔽底层平台的异构性，提供大量应用所需要的服务(如事务、安全等)，极大地简化了大规模复杂分布式系统的开发；另外，通过定义良好的组件模型，大量COTS组件能部署到任何与标准兼容的中间件平台实现上，提高了软件复用的程度。 中间件在支持应用的功能性需求方面虽然取得了较好的效果，然而在非功能性支持方面，中间件尚处于“尽力而为”的阶段，缺乏相应的服务质量保障机制，难以满足复杂多变的计算环境的要求。性能是应用系统一种非常关键的非功能特征，基于组件的应用，其性能不但受到应用设计的影响，同时受到应用所部署的中间件系统的影响，而这种影响很大程度上是中间件资源参数配置引起的（下文中如无明确说明，资源配置简称为配置）。目前大部分中间件系统只支持静态配置方式，必须通过反复地试运行来确定手工配置的参数是否能够满足应用的性能需求，该方式效率低下，而且对管理人员的要求很高；同时，对于诸如e-commerce之类的计算环境，负载始终处于高动态变化之中，静态配置方式也难以适应这种负载变化。针对上述问题，本文以EJB中间件为目标平台，提出了一种基于性能模型的自适应配置框架，能够在系统负载变化的情况下，自适应地调整中间件配置参数，更好地满足应用的性能需求。 首先，本文研究了自适应配置框架的总体架构。该框架的核心是一个基于分层排队网络的性能模型，它能够预测在给定中间件配置和负载下的性能度量。在配置决定过程中，性能模型用于评估不同候选配置，指导搜索最优的配置，从而提高性能保障的准确性和有效性。 其次，本文研究了基于分层排队网络模型的EJB性能建模技术。通过分析不同类型组件容器的请求处理行为，我们为不同类型组件建立性能模板。通过基于模型分解/组合的建模方法和模版实例化构建整个EJB应用的完整性能模型。 最后，本文描述了自适应配置框架在OnceAS2.0应用服务器上的原型实现，以及相关实验对该框架有效性的验证。

基于容器中间件的组件系统体系结构性能评价

对组件系统性能建模时,需要考虑中间件平台的影响.基于体系结构模式,分析了容器风格中间件对组件系统结构和性能的影响,并提出了一种在组件系统UML描述中集成中间件组件及交互关系的方法.从该集成UML模型导出的性能模型,能够有效地反映中间件的影响.这样,在对组件系统性能建模时,无须了解中间件内部细节.这种基于体系结构模式的方法可以方便扩展以处理不同风格的中间件,且易于实现自动化.以EJB容器中间件为例说明并验证了所提出方法的有效性.

基于产品线工程的组件容器开发方法研究

近年来，随着Internet规模的增长，分布式组件技术快速发展，新的组件模型不断涌现，现有的组件模型也持续更新。组件容器为组件及组件应用提供部署和运行环境，是基于组件分布式应用开发的核心。组件模型的多样化和快速演化要求组件容器的开发方法将研究范围扩大到整个领域。产品线工程是基于软件核心资产构建软件产品系列的工程方法，将产品线工程方法应用于组件容器领域可以促进组件容器的系统化复用，获得更高的生产效率和产品质量。 由于组件容器领域的特点，应用过程中现有的产品线工程方法体现出一些不足。产品线工程包括领域工程和应用工程，其中领域工程又由领域分析、领域设计和领域实现构成。组件模型是组件容器需求的主要来源，但目前缺乏对组件模型的统一认识和详细分析；领域分析建模要求领域模型有效地刻画领域需求的组织结构、相互关系和变化性，并提供具体的建模过程指导，现有的面向特征、基于用例等领域建模方法存在语义模糊、粒度不当、缺乏具体流程指导等不足。 针对上述问题，论文按照软件开发流程顺序，从需求分析、领域建模、领域设计等方面，对组件容器设计和开发的若干关键问题进行了重点研究，包括组件模型分析、基于原子需求的领域建模方法、组件容器产品线体系结构等。 首先，由于组件模型是组件容器需求的主要来源，针对现有的组件模型分析方法粒度较大的问题，通过分析相关软件实体可能具有的各种约束，选择从语法、部署和交互三个方面，得到构成组件模型的模型元素，提出了一个细粒度的组件模型分析框架。将该分析框架应用于目前有代表性的分布式组件模型，基于分析结果提炼了分布式组件模型的主要公共特征，并与其他分析方法做了对比。 另一方面给出了基于原子需求的领域建模方法。以原子需求概念为基础，提出了一个多层次的领域需求描述模型，从用例、原子需求等多个层次刻画领域需求，并基于变化点建立独立的变化性描述机制。介绍了相应的领域建模过程，包括其建模步骤、建模原则和描述规范，为领域分析人员提供具体指导。并结合领域实例探讨了领域建模的过程。 基于以上工作，本文设计了组件容器产品线体系结构PLACE。首先将基于软件实体的组件模型分析框架与基于原子需求的领域建模方法相结合，建立组件容器领域模型，进而提出了组件容器产品线体系结构PLACE，从体系结构、模块功能、变化性设计和变化性管理等方面介绍了其设计。具体组件容器的设计实例表明，PLACE通过在组件模型和体系结构间建立直接的对应关系，有效促进了组件容器领域内的系统化复用。 最后，我们将上述方法应用于网驰平台中组件容器产品系列包括Web容器、EJB容器、BPEL容器和Portlet容器等的设计。实验结果证实了基于PLACE的开发方法在保证产品功能正确性的同时，提高了组件容器领域内的结构复用性，获得了更高的生产效率和产品质量。