分布式工作流调度框架的设计和实现

论文摘要

工作流系统的发展正从科学计算重新回到针对一般用户的云计算服务。分布式工作流调度算法已经成为分布式工作流系统设计的热点。研究在大规模分布式工作流系统中基于参与者的工作流调度算法具有重要的研究价值和潜在的应用前景。本文提出了一个由多接口组成的流程实例调度框架（Process InstanceScheduling Framework，PISF）。每个接口处理特定的调度因素且独立决策。通过在PISF中引入调度类，业务流程可指定自己的调度算法。PISF中实现了负载算法和位置算法两个调度算法。前者通过在工作流服务器组成的P2P网络中广播节点的负载来调节各节点的流程实例数。后者把流程实例迁移到参与者所在的地方，以减少工作流引擎和它们的用户之间的通信开销。为了支持分布式工作流调度，本文还实现了一个流程实例迁移（ProcessInstance Migration，PIM）服务；实现了网页绑定服务，允许流程在被迁移后继续支持原来的业务系统；实现了参与者绑定服务，允许调度算法使用参与者属性信息。最后，实验验证了PISF、PIM以及上述两个服务的正确性。实验结果表明，负载算法能够明显缩短流程的执行时间，其效果对于不需要长时间等待业务系统的回复的流程更明显；位置算法是有效的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
• 1.1 工作流系统简介
• 1.2 分布式工作流调度及其相关领域
• 1.3 论文研究内容
• 1.4 论文安排
• 第2章 分布式工作流及其调度算法综述
• 2.1 引言
• 2.2 典型的分布式工作流系统
• 2.2.1 网格工作流系统
• 2.2.2 多代理工作流系统
• 2.2.3 P2P工作流系统
• 2.2.4 分布式工作流系统比较
• 2.3 调度算法综述
• 2.3.1 操作系统中的线程调度
• 2.3.2 自愿计算中的任务调度
• 2.3.3 非网格分布式工作流的调度算法
• 2.3.4 网格工作流调度算法
• 2.3.5 调度框架和算法比较
• 2.4 总结
• 第3章 分布式工作流调度框架的设计和实现
• 3.1 引言
• 3.2 系统架构
• 3.2.1 Power架构
• 3.2.2 DPower架构
• 3.3 基于流程实例迁移的调度框架
• 3.3.1 流程实例迁移服务
• 3.3.2 流程实例调度框架
• 3.3.3 调度框架在DPower中的实现
• 3.3.4 负载算法
• 3.3.5 位置算法
• 3.4 调度框架依赖的关键技术
• 3.4.1 流程迁移服务的实现
• 3.4.2 网页绑定服务
• 3.4.3 参与者绑定服务
• 3.5 总结
• 第4章 流程调度实验
• 4.1 测试场景
• 4.2 调度框架的正确性测试
• 4.2.1 三个场景下流程执行时间的比较
• 4.2.2 三个场景下的参与者满意度的比较
• 4.3 总结
• 第5章 结论
• 5.1 论文总结
• 5.2 进一步工作
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果