● 摘要
网格是借鉴电力网的概念提出来的，实现了网络上各种资源的共享与协同，逐渐成为高性能计算以及科学计算相融合的一个重要平台。随着科学研究的不断前进，许多计算和数据密集型的科学项目，比如气候分析，天体物理学，高能物理学，结构生物学以及化学等，需要更加高级和复杂的计算模型。网格计算为此提供了一个良好的解决方案，但是对于多数网格应用项目来说，人们对网格中资源的使用依旧停留在手工操作的阶段。随着网格应用的不断复杂化，手工操作必然会出现很多的弊端，比如效率低、难以控制、灵活性差等。因此，对网格应用中任务执行的自动化过程进行研究就很有必要。网格工作流技术集成不同的网格活动构造出一个复杂的业务流程，利用网格提供的资源和服务，通过业务流程的全部或部分自动化，实现组织成员间的协调工作以实现复杂业务的整体目标。本文从网格工作流的应用需求和技术特点入手，分析了当前主流的网格工作流引擎的功能特性，明确工作流引擎的设计目标；接着讨论了网格工作流的关键技术和应用模式，从而进一步加深对网格工作流技术的理解；然后描述了一种基于堆栈解释执行BPEL语言的算法，以一个基于BPEL的Web服务工作流引擎为基础，描述了引擎的工作原理；详细介绍了网格工作流引擎核心模块的实现，比如网格服务调用器、服务动态选择模块、WS-*协议组合模块以及REST消息处理模块；最后对引擎的功能实现情况和实际运行能力进行了对比分析和测试。本文设计的网格工作流引擎主要用于网格环境中复杂任务的自动执行。它具有如下特点：1) 基于扩展的BPEL语言；2）实现了网格工作流引擎最基本的功能，即网格服务的调用；3）为了适应网格的动态性，实现了服务地址的动态选择，将服务地址的绑定从建模时刻推迟到流程执行时刻；4）保证服务调用时的非功能属性，设计实现了WS-*协议组合模块以及REST服务调用模块，在安全性、可靠性以及服务调用速度等方面提供了保证； 5）具有完善的流程实例生命周期管理，支持服务的同步和异步调用；6）能够并行处理大量流程实例。