1、隨著Web服務(wù)技術(shù)的發(fā)展和不斷成熟，基于服務(wù)的軟件系統(tǒng)(Service-Based Softwaresystems，SBS)已經(jīng)成為了在互聯(lián)網(wǎng)開放環(huán)境中快速構(gòu)建大規(guī)模、分布式應(yīng)用的主要形式。考慮到SBS運(yùn)行在開放的互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中，隨著可用服務(wù)數(shù)量的增多、服務(wù)功能或性能的持續(xù)變化，手工修改SBS以獲得更高的系統(tǒng)性能變得越發(fā)困難，能夠隨環(huán)境變化自治地調(diào)節(jié)其運(yùn)行時(shí)行為而提高系統(tǒng)性能的SBS，即基于服務(wù)的自適應(yīng)軟件系統(tǒng)(AdaptiveSBS，A

2、SBS)，已經(jīng)成為了開放網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下分布式軟件系統(tǒng)的重要發(fā)展方向。
　　目前，大部分現(xiàn)有ASBS性能優(yōu)化研究都將SBS視為一個(gè)組合Web服務(wù)，進(jìn)而基于動(dòng)態(tài)服務(wù)組合或動(dòng)態(tài)服務(wù)選取實(shí)現(xiàn)其性能優(yōu)化。然而，與組合Web服務(wù)不同，SBS是從系統(tǒng)角度提出的概念，強(qiáng)調(diào)從業(yè)務(wù)分析開始、到業(yè)務(wù)建模、環(huán)境建模、系統(tǒng)初始實(shí)例生成及其隨環(huán)境變化的不斷演化和自適應(yīng)執(zhí)行直到最終被撤銷的完整生命周期中對(duì)系統(tǒng)性能的持續(xù)優(yōu)化，因此，在性能優(yōu)化效果的評(píng)估、性能優(yōu)化機(jī)制

3、和優(yōu)化策略的設(shè)計(jì)等方面都與面向一次執(zhí)行過程的組合Web服務(wù)性能優(yōu)化具有明顯的區(qū)別。
　　論文以實(shí)現(xiàn)ASBS性能的持續(xù)優(yōu)化為目標(biāo)，圍繞如何滿足系統(tǒng)完整生命周期中多實(shí)例和多尺度的性能優(yōu)化需求、如何解決現(xiàn)有優(yōu)化方法在優(yōu)化效果和優(yōu)化效率之間的矛盾以及如何在ASBS優(yōu)化過程中兼顧服務(wù)消費(fèi)者和服務(wù)提供者的收益等三個(gè)主要問題，試圖通過面向系統(tǒng)性能持續(xù)優(yōu)化目標(biāo)建立一個(gè)支持現(xiàn)有的和未來(lái)可能出現(xiàn)的所有系統(tǒng)執(zhí)行實(shí)例優(yōu)化運(yùn)行的支撐環(huán)境，將ASBS的性能優(yōu)

4、化分解為面向可靠運(yùn)行的在線反應(yīng)式性能優(yōu)化和面向優(yōu)化運(yùn)行的離線預(yù)測(cè)式性能優(yōu)化兩個(gè)階段，有效結(jié)合反應(yīng)式適應(yīng)和預(yù)測(cè)式適應(yīng)、局部?jī)?yōu)化和全局優(yōu)化服務(wù)選取解決優(yōu)化效率和優(yōu)化效果之間的矛盾，形成一個(gè)通用的、統(tǒng)一的ASBS性能持續(xù)優(yōu)化框架，使ASBS的提供者和使用者都能夠在提供和使用系統(tǒng)的過程中收獲各自期望的價(jià)值。具體地，論文主要完成了以下工作:
　　(1)面對(duì)ASBS性能持續(xù)優(yōu)化的需求，提出了將ASBS性能優(yōu)化劃分為面向可靠運(yùn)行的在線反應(yīng)式適應(yīng)

5、和面向優(yōu)化運(yùn)行的離線預(yù)測(cè)式適應(yīng)兩個(gè)階段的構(gòu)想，建立了基于兩階段適應(yīng)的ASBS性能持續(xù)優(yōu)化機(jī)制，支持對(duì)局部?jī)?yōu)化與全局優(yōu)化、預(yù)測(cè)式適應(yīng)與反應(yīng)式適應(yīng)的有效結(jié)合，形成了一個(gè)統(tǒng)一而通用的能夠兼顧優(yōu)化效率和效果、提供者和使用者收益的ASBS性能持續(xù)優(yōu)化框架。
　　(2)為支持離線適應(yīng)對(duì)在線適應(yīng)的有效信息反饋，以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)性能優(yōu)化過程的兩階段劃分，提出了一個(gè)基于Pareto占優(yōu)的SBS優(yōu)化運(yùn)行支撐環(huán)境構(gòu)建方法。通過基于Pareto占優(yōu)原則直接面

6、向服務(wù)的多維質(zhì)量指標(biāo)篩選和管理服務(wù)，使所建立的服務(wù)環(huán)境能夠打破現(xiàn)有優(yōu)化方法只生成單一最優(yōu)解的限制，為在線適應(yīng)提供一組在各個(gè)質(zhì)量維度上均衡的折中解，支持面向多實(shí)例和多尺度的優(yōu)化需求。
　　(3)針對(duì)開放的服務(wù)環(huán)境中給定變化事件對(duì)系統(tǒng)實(shí)際執(zhí)行的影響的不確定性，提出了一個(gè)基于動(dòng)態(tài)變化影響分析的ASBS離線預(yù)測(cè)式性能優(yōu)化方法。在現(xiàn)有研究只基于變化幅度度量變化影響的基礎(chǔ)上，擴(kuò)展從時(shí)間軸上動(dòng)態(tài)分析變化時(shí)間影響系統(tǒng)執(zhí)行的可能性，設(shè)計(jì)了一個(gè)支持動(dòng)

7、態(tài)變化影響分析的系統(tǒng)執(zhí)行上下文模型，提出了變化影響概率的概念并給出了其度量方法，建立了相應(yīng)的系統(tǒng)性能主動(dòng)優(yōu)化策略，以保證預(yù)測(cè)式性能優(yōu)化的有效性和必要性。
　　(4)為在ASBS性能優(yōu)化過程中兼顧系統(tǒng)提供者的收益，提出了一個(gè)系統(tǒng)長(zhǎng)期收益驅(qū)動(dòng)的ASBS在線反應(yīng)式性能優(yōu)化方法。基于對(duì)系統(tǒng)長(zhǎng)期收益構(gòu)成的分析，設(shè)計(jì)了一個(gè)支持系統(tǒng)長(zhǎng)期收益評(píng)估的狀態(tài)—活動(dòng)—收益(SAR)模型，用以捕獲ASBS在線優(yōu)化過程中系統(tǒng)狀態(tài)、在線適應(yīng)活動(dòng)和系統(tǒng)收益之間的

8、動(dòng)態(tài)因果關(guān)系，并將系統(tǒng)長(zhǎng)期收益優(yōu)化建模為一個(gè)部分可觀察馬爾科夫決策過程進(jìn)行求解，以支持生成既能夠滿足使用者需求又能夠?qū)崿F(xiàn)提供者收益最大化的在線適應(yīng)決策。
　　(5)為了驗(yàn)證所提出的基于兩階段適應(yīng)的ASBS性能持續(xù)優(yōu)化方法的有效性和實(shí)用性，設(shè)計(jì)了一個(gè)支持ASBS持續(xù)優(yōu)化運(yùn)行的反射框架，并基于Apache開源企業(yè)服務(wù)總線項(xiàng)目ServiceMix設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)SBS優(yōu)化運(yùn)行支撐平臺(tái)原型系統(tǒng)。進(jìn)而，在所建立的原型系統(tǒng)上，以一個(gè)簡(jiǎn)單的銀行