基于内容的发布订阅系统中一种梯形匹配算法

ｈ ｓｌ ｏ ｔｍ＂ｐｏｅｓ ｕｔｉ ｔ ｄｏ ａ ｏｄｏ ｖｎ ｔｘＳＳ ｕｉ ．ｔ ａ ａｏｄ ｎ ｏ ｓａｎ ｔ ｅ ｍａ ｉ ｔｉ ａｇｒｈ ｓ ｒｃ ｓｊｓ ｌ ｅｔｅｍｅ ｏ ｆｒｐｚ ｉ Ｓｌｉｇａｍａｒ ｌｔ ｎ Ｉ Ｃ ｖ ｉ ｏｅｃｎｔ ｉｔｓｍａ ｈ ｎ ｙｔ ｓ ｉ ｋ ｈ ｈ ｔｅ ｉ ｏ ｏ ｎ ｒ ｉ ｃｄ ｍｅ
１ 事件模 型、 阅语 言的基本概念 和定 义 订
在基 于内容 的订 阅发布 系统 中， 要将 订阅进 行 需 内容 匹配所花 费的代价和提供具有足够表达能力的事 件 与语 言二者进行 折 中。若表 达语 言过 于灵 活 ， 会使 系统 的事件 匹配算 法的复杂 度大大 增加 ， 降低 系统性
曾 磊 ， 杨红雨
（． １ 四川 大 学 计 算机 学院 ， Ｊ 成 都 ６０６ ； 四 ｌ ｌ １０ ５
２ ９ ） 大学 国 家空管 自动化 系统技 术重 点 实验 室 ， １ 都 ６ ０ ６ ） ． Ｉ １ ９） １成 １０ ５
摘 要 ： 于 内容 的发 布／ 基 订阅是 一种 新型 的通 信方式 。事件 的发 布者不 必给 出事 件 明确 的 目的地址 ， 事件 的 目的地 址 由
统是 以一种发 布／ 阅的方 式使 分布式 系统 中的 各参 订
与者进行交互 的 中间件 系统。发 布／ 阅 系统具有 松 订
收 稿 日期 ：０ ２ ０ － ０； 回 日期 ：０ ２ ０ — ３ ２１—２ ２ 修 ２ １ － ５ ２
基金项 目： 国家“ ７ ” ９ ３ 重点基础研究 发展计划项 目（０ ９ Ｂ ２ ｇ３） ２０ Ｃ ３０ ０ 作者简 介： 曾 磊 （９ ８ ， ， １８ 一） 男 云南 景洪人 ， 士研究生wk.baidu.com， 硕 主要 研究 方 向为 图形 图像处理 、 网络通信 。
ｍａ ｃ ｃ ￣ Ｅ ｔ ｈ ＝ Ｅ ｍａｃ Ｓ ｏ ｔ ｈ
个相 同的约束和约束 的覆盖关 系 同时支持 的算法 ， 该
算法能有效地提高匹配效率 。
定义 四： 若约束 ｃ ｃ ｌ和 ２满足 ：ｔｐ ＝ｔｐ （ｙ ｅ ｙ ｅ ）＾
（ ｔ ｂ ｔｄ＝ａｔ ｂ ｔ砬）＾ （ ｐＪ ｐ ａｔ ｕｅ ｉ ｒ ｔ ｉｕ ｅ ｒ ｏ ＝ｏ ）＾．（ ａｕ ， ｆ ｖ ｌｅ
机理论 的匹配是 由 Ｓ ｉ ｍｔ ｈ和 ￣ ｕｈ提 出 ， 是并 没有 ｏｓ 但 提出具体 的算法 ， 只从 理论 上证 明了可行 性。文 中提
出了一种将订 阅间 的覆盖关 系 ， 即多个 订阅 间包含 多
盖 ｃ， ｌ 则需 满足 ： ｃ 和 ａ 若 ｌ 匹配 ， 必定与 ａ ｃ ２ 也匹配 ， 记
耦合 、 多点通信 、 异步等 特点 ， 一种基 于事 件并且 可 是
广泛应用于分布式计算和移动环境的通 信范型 。 目
前被广泛的用于股 票市场 的数 据传送 ，２ Ｐ Ｐ共享 网络 搜索等 内容 相关 且通 信 关 系频 繁 变化 的分 布式 应 用
中 。
传统的发布／ 阅有基 于主题 、 于 内容等形式 ， 订 基 大多数依赖特定的事件 类型 和简单 的订 阅匹配机制 ， 如： 关键字 匹配 、 属性 值 的谓 比较 和 Ｘ ａ 词 Ｐｔ ｈ树模 式匹配 ’等 。而 目前基于 容典 型的发布／ 阅系统 订 有 ＳＥ Ａ 、 ａｇ Ｑ 、Ｊａｇ Ｓ。和 Ｏ Ｓ 等。然 Ｉ Ｎ Ｊ ｎＭ Ｔ Ｔｎ Ｐ ［ Ｐ
减少 匹配 所需 要的 时间 。
关键 词 ： 布／ 阅 ； 件 匹配 ； 发 订 事 内容 匹配 ； 形 匹配算 法 ； 梯 新型通 信方 式
中 图分 类号 ：Ｉ０ ． Ｔ￣ １６ 文献标 识 码 ： Ａ 文章 编号 ：６３ ６９ ２ １ ）０ ００ － ４ １７ －２ Ｘ（０２ １－ ０ １ ０
Ｏ 引 言
在人们对 网络要 求 的 日益提高 ， 传统 的 Ｃ Ｓ模 式 ／ 已经开始难 以满足需求 。好 在近年来 网络 技术 的快速 发展 ， 布式计算 环境 和分 布式 系统 已经开 始成 为生 分
活 中的主流。一种在 分布式 系统中用于发现资源的有 效方法 ： 发布／ 阅系统 已经被 引起 广泛研究 …。此系 订
为 ｅ ｃ， （ 口 ｎＥ ｍ ｔｈｌ ． ａ ｈ２ ｌ ２ 即： Ｖ ： ａｃｃ — 口Ｅ ｍ ｔ ｃ）∈ｃ ｃ ｌ
ｅ２。
定义三 ： 称事件 Ｅ和订 阅 Ｓ匹配 ， 则有对于每个 属
于订 阅 ｓ中的约束 ｃ事件 中 层中至少存 在一个属性 ａ ，
使 得 ａ ｍ ｔｈ ，即 ： Ｓ ｊａ ＾ ｎ ∈ Ｅ ａ ｃ ｃ ＶＣ Ｅ ， Ｅ Ｅ
ｖｌｅ ） ａ 称约束 ｃ 和 ｃ ｕ ｌ ２具有覆 盖关系 。０为覆盖判定
规则 ， 回真为满足条件 。 返
２ 匹配算 法
２ １ 数据结构 ．
能； 反之 ， 表达语 言如果 过于 简单 ， 降低用 户描述 所 将
需要信息的准确性 ， 而导致 发送 从
图１ 所示为本算法的数据结构 。
而在发布／ 阅系统 的研究 中， 订 匹配算法 的研究是其核
心研究之一 。传统 的并行搜： 匹配算法只能对相等 泰树 判定进行 匹配 ；ａ ａ ｉ 算 法只支持订 阅覆盖 ， Ｃｒ ｎ ａ ｚ ｇ 未考虑
计算机技术与发展
第２ ２卷
多个订 阅可能存在约束 间的覆 盖关 系， 在订 阅间存在 大量覆盖关系的约束时引发较严重 的约束 和事件重复 匹配问题 ， 导致系统整体性 能降低 ； 还有一种基于 自动
Ｃ ｅｇ ｕ６０ ６ 。 ｈ ａ ｈ ｎｄ １０ ５ Ｃ ｉ ） ｎ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｃｏ ｔｎ － ａ ｅ ｕ ｌ ｈ ｕ ｓ ｒ ｅ ｉ ａ ｎ ｗ ｉ ｄ ｏ ｏ ｓ ｒ ｃ ： ｎ ｅ ｔ ｂ ｓ ｄ Ｐ ｂ ｉ —ｓ ｂ ｃ ｉ ｓ ｅ ｋ ｎ ｆｃ ｍｍ ｕ ｉ ａｉ ｎ． ｅ ｐ ｂ ｉｈ ｒ ｆｅ ｅ ｔ ｏ ｇ ｖ ｐ ｃ ｆ ｈｅ ａ ｄ ｅ ｓ ｏ ｓ ｂ ｎ ｃ ｔｏ Ｔｈ ｕ ｌ ｅ ｓ ｏ ｖ ｎ ｓｄ ｎ ｔ ｉ ｅ ｓ ｅ ｉ ｃ ｔ ｄ ｒ ｓ ｆ ｓ ｉ
ｔｍｅ ｏ ｔ ｈ ｎ ． ｉ ｆｍａ ｉ ｇ ｃ
Ｋｅ ｒ ｓ： ｕ ｌｓ ｕ ｓ ｒｂ ； ｖ ｎ ｔ ｈ ｎ ｃ ｎ ｅ ｔｍａｃ ｎ ｔａ ｚ ｉ ｔｈ ｎ ｇ ｒｔ ｍ ； ｅ ｔｐ ｏ ｙ ｗｏ ｄ ｐ ｂ ｉｈ－ｓ ｂ ｃ ｅ ｅ ｅ ｔ ｍａｃ ｉ ｇ； ｏ ｔ ｎ ｔｈｉｇ； ｐ ｏ ｄ ｍａｃ ｉ ｇ ａ ｏ ｉ ｉ ｓ ｒｅ ｌ ｈ ｎ ｗ ｙ ｃ ｍｍｕ ｉａ ｉ ｎ ｅ ｎｃ ｔ ｏ
ｄ ｓｉａｉｎ，ｈ ｄｄｅ ｓｏ ｅｔ ａ ｏ ｓｄ ｔｒ ｎ ｄｂ ｅｍａｃ ｉｇｏ ｕ ｓｒｂ ｎｏ ｍａ ｏ Ｔｈ ｓ ｔｅｍａｃ ｉｇｂ ｔ ｅ ｕ ｓｒｂ ｓａ ｄ ｅｔｎ ｔ ｏ ｔｅａ ｒ ｓ ｆｄ ｓ ｎ ｔ ｎｉ ｅｅｍｉｅ ｙ ｔ ｔｈｎ ｆｓ ｂ ｉｅｉｆｒ ｔ ｎ． ｕ ， ｔｈｎ ｗｅ ｎ ｓｂ ｃｉ ｎ ｉ ｉ ｈ ｃ ｉ ｈ ｅ ｅ
匹配 订阅 者 申明的订 阅消 息 内容 确定 。因此 ， 阅 与事件 的匹 配成 为基 于 内容 的发 布／ 阅 系统 中 面临 的关 键 问题 之一 。 订 订
文 中提出一 种梯 形 匹配算 法 。先 将所 有订 阅 的约束按 一定 的规 则存 储 于一个 二维 数 组 中 ， 后利 用 前一 个订 阅 中某 个 约 然
存约 束 ｃｌ 存 约 束Ｃ２ 存约 束Ｃ３ … 存约 束Ｃｎ Ｉ 存 约 束Ｃｎ －
不必要 的信息 ， 给用 户垃圾信息 带
ｅ ｅ ｔ ｂ ｃ ｍｅ ｅ ｏ ｅ ｋ ｙ ｐ ｏ ｌ ｍ ｆ Ｃｏ ￣ｎ －ｂ ｓ ｄ Ｐ ｂ ｉｈ—ｓ ｂｓ ｒｂ ｙ ｔ ｍｓ ｆ ｃ ｄ．Ａ ｎ ｆ ｔ ｌ ｚ ｉ ｖ ｎ ｓ ｅ ｏ ｓｔ ｎ ｅ ｒ ｂ ｅ ｏ ｎ ｔ ａ ｅ ｈ ｕ ｌ ｓ ｕ ｃ ｅ ｓ ｓｅ ａ ｅ ｉ ｉ ｋ ｄ ｏ ｒ ｘ￣ ｄ ｍａｔｈ ｎ ｌ ｏ ｉ ｍ ｓ ａ ｏ ｃ ｉ ｇ ａ ｇ ｒ ｈ ｉ ｔ ｒ ｉｅ Ｆ ｒ ｔ ａ ｌ ｏ ｓ ａ ｎ ｓ ｏ ｌ ｓ ｂ ｃ ｂ ｓ ａｃ ｓ ｒ ｇ ｄ ｉ ｔ －ｄ ｍｅ ｓｏ ａ ｒ ａ ・ ａ ｓ ｅ ｉ ｃ ｒ ｌ ｔ ｅ Ｓ ｏ ，ｎ ｏ ｓｒ ｉ ｔ ａｓ ｄ． ｉｓｌ ｌ ｎ ｔ ｉ ｔ ｆ ａｌ ｕ ｓ ｒｅ ｒ ｔ ａ ｅ ｎ ｏ ａ ｔ ｙ， ｃ ｒ ｉ ｏ ｗｏ ｉ ｎ ｉ ｎ ａ ｒ ｙ ｗｉ ・ ｐ ｃ ｆ ｕ ｅ， ｎ Ｕ ｅ Ｓ ｍｅ ｅ ｃ ｎ ｔａｎ ｌ ｉ ｈ ｏ
第２ ２卷
第ｌ ０期
计 算 机 技 术 与 发 展
ＣＯＭＰＵ ＴＥＲ ＥＣＨＮＯＬ Ｉ ＯＧＹ ＡＮＤ ＥＶＥＬＯＰ Ｄ ＭＥＮＴ
２１ ０ ２年 １ Ｏ月
Ｖ Ｉ ２ Ｎｏ １ ｏ． ２ ．０ Ｏｃ． ２ ２ ｔ Ｏ１
基 于 内容 的发 布 订 阅 系统 中一 种 梯 形 匹配 算 法
束是 否匹 配成功 来判 定此 后也包 含有 此约 束 的订 阅是否 还需进 行 匹配 ， 整个算 法过 程 类似 于 线性 代数 中的梯 形求 解 矩 阵 的解 的方 法 。这样 可 以有 效避 免不 同订 阅 中包 含有 相 同约 束 被重 复 匹 配 的情 况 ， 而加 速 事件 与 订 阅 的匹 配效 率 ， 大 从 大
（ ． ｏ ｕ ｒ ａｅ ， ｉ ｕ ｎＵ ｉｅｓｙ Ｃ ｅｇ ｕ６ ０６ ， ｈｎ ； １Ｃ ｍｐ ￣ ｄ ｍｙ Ｓｃ ａ ｎｖｒｉ ， ｈｎｄ １０ ５ Ｃ ｉａ Ａｃ ｈ ｔ
２ Ｎａ ｏ ａ ｙ Ｌ ｂ ｒ ｔ ｒ ｆＡｉ ｒ ｆ ｃ Ｃｏ ｔ ｌ ｔ ｍａ ｏ ｙ ｔｍ ， ｉｈ ａ ｉ ｅ ｓ ｙ， ． ｔ ｎ ｌＫｅ ａ ｏ ａ ｏ ｙ ｏ ｒＴ ｉ ｎｒ ｉ ａ ｏ Ａｕ ｏ ｔ ｎ Ｓ ｓ ｉ ｅ Ｓ ｃ ｕ ｎ Ｕｎｖ ｒ ｉ ｔ
，ｍａ ｈｎ ｅｕｔ ｆｐ ｖｏ ｓｓｂ ｒ ｓｔ ｊｄｅｗ ｅ ｅ ｅｂ ｈｎ ｕ ｓｒ ｓ ｉｈｃｎａ ｅｓｍｅｃｎｔ ｉｔ ｅｄｔ ｅｍａ ｈｄ ｓ ｔ ｉｇｒｓｌｏ ｒ ｉｕ ｕ ｓｉ ｕｇ ｈｔ ｒ ｉｄｓｂｃ ｂ ｃ ｏ ｔｎｔ ｃ ｅ ｃ ｂ ｏ ｅ ｈ ｔ ｅ ｈ ｉ ｅ ｗｈ ｉ ｈ ａ ｏ ｓ ａ ｅ ｂ ｓ ｅ ， ｒｎ ｎ ｏ
Ａ ａ ｅ ｏ ｄ Ｍ ａ ｃ ｉ ｇ Ａｌ ｏ ｉ ｍ ｓ ｄ ｏ ｎ ｅ ｔ ｂ ｓ ｄ Ｔｒ ｐ ｚ ｉ ｔ ｈ ｎ ｇ ｒｔ ｈ Ｂａ ｅ ｎ Ｃｏ ｔ ｎ － ａ ｅ
Ｐｕ ｌｓ ｂ ｉｈ－ｓ ｂｓ ｒｂｅ Ｓ ｓｅ ｓ ｕ ｃ ｉ ｙ ｔｍ
ＺＥＮＧ ｉ．． Ｌｅ ＿ ＹＡＮＧ Ｈｏｎ ｙ ｇ— ｕ ’
ｗｈ ｎ ｏ ｅ ｓ ｍｅ ｃ ｎ ｔ ｉ ｔ ｘ ｓｓｉ ｎ ｕ ｓ ｒｂ ｓ Ｓ ａ ｒ ｖ ｅ ｅ ｃ ｅ ｃ ｆｍａ ｈ ｎ ｅ ｗｅ ｎ ｓ ｂ ｃ ｉ ｓａ ｄ ｅ ｅ ｔ ，ｅ ｕ ｅ ｔ ｅ ｅ ｎ ａ ｏ ｓｒ ｎ ｉｔ ｎ ｍａ ｙ ｓ ｂ ｉｅ ， ｔ ｔ ｍｐ ｏ ｅ ｔ ｆ ｉｎ ｙ ｏ ｔ ｉ ｇ ｂ ｔ ｅ ｕ ｓ ｒｂ ｎ ｖ ｎ ｒ ｄ ｃ ａ ｅ ｃ ｏ ｈ ｉ ｈ ｉ ｃ ｅ ｓ ｈ