基于模拟退火遗传算法的服务选择

ｔｅｑ ａｉ ｆ ｅ ｉ （ Ｓ ｐ ｒｍｅｅｓ ｓ ｓｄ ａ ｔｅ ｓ ｆ ｈ ｅ ｅｉ ａｇ ｒ ｈ ｈ ｕ ｌ ｏ ｒ ｃ Ｑｏ ） ａ ａ ｔｒ ｉ ｕ ｅ ｓ ｎ ｓ ｅ ｎ ｔ ｌｏ ｔｍ． Ａ ｔｒ ｅ ｅ ｅ￣ｉｎｏ ｎ ｗ ｏ ｕａｉｎｂ ｅ ｙ ｔ ｓｖ ｅ ｉ ｆ ｏｔ ｇ ｃ ｉ ｆ ｎ ｒ ｏ ｆ ｅ ｐ ｐ ｌ ｏ ｙ ｔ ｅｔ ｇ ｈ ａ ｔ ｈ
服 务 流 程 类 型 时 延 花 费 可 靠 性
串பைடு நூலகம்
并行
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Ｍａ（ｏａ Ｔ ） ｘＴｔ（Ｏ ｌ
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Ｍａ（ｏ ｌ ｉ ｘＴｔ （ ） ａＲ ）
服务流程 中各个服务节 点的服务选择结果是 否最优是 由
服 务 流 程 的 Ｑ Ｓ参 数 决 定 的 ， 延 越 小 ， 费越 少 ， 靠 性 越 ｏ 时 花 可
１ 算 法 描 述
模 拟 退 火 遗 传 算 法 是 在 遗 传 算 法 主 体 流 程 的 基 础 上 ，融 合 模 拟 退 火 算 法 进 ～ 步对 种 群 进 行 优 化 调 整 。融 合 算 法 的基 本流 程如 图 １ 示 ， 所 首先 随 机 生 成 初 始 群 体 ， 后 开 始 随 机 搜 之 索 ， 行 遗 传 操 作 选 择 ， 叉 ， 异 ， 算 适 应 度 ， 后 在 遗 传 进 交 变 计 然 算 法 生 成 的每 一 代 群 体 基 础 上 ，利 用 模 拟 退 火 算 法 对 各 个 个 体 进 行 优 化 调 整 ， 后 退 温 ， 将 模 拟 退 火 算 法 新 生 成 的各 个 然 并
务 中 选 择 满 足 各 个 服 务 节 点 的 需 求 的 具 体 服 务 ， 成 一 个 可 形
执 行 的 服 务 流 程 ， 其 既 满 足 企 业 业 务 ， 消耗 最 少 的 资 源 就 使 又 成 为 一 个 非 常 重 要 的 问题 。
础 上 ， 合 模 拟 退 火 算 法 ， 而 达 到 优 化 服 务 流 程 ， 少 资 源 融 从 减
高代表服 务选 择越 优 。取厂，． ｃ、∽ 分 别代 表服 务流程 的 （ 、（ ／ ）厂 ）
图 １ 模 拟 退 火 遗传 算 法 流程
消耗 ， 高 算 法 效 率 和 结 果 有 效 性 的 目的 。 提
目前 服 务选 择 算 法 主 要 是 采 用 局 部 最 优 算 法 ， 些 算 法 这
在 服 务 数 目较 小 的情 况 下 ， 够 达 到 比较 理 想 的 效 果 ， 是 当 能 但 服 务 数 目增 大 时 ， 很 难 保 证 服 务 选 择 最 优 化 。 则 遗 传 算 法 是 模 拟 达 尔 文 生 物 进 化 论 的 自然选 择 和 遗 传 学
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ａ ｏ ｉ ａ ｉｎ ｏ ｍｕ ａｅ ｎ ａｉ ｇ ａｇ ｒｔ ｍ ｎ ｅ ｅ ｉ ａ ｇ ｒｔ ｍ ｒ ｐ ｓ ｄｆ ｒｓ ｌ ｉ ｇｔ ｅｓ ｒ ｉ ｅｓ ｌ ｃｉ ｎ ｄ ｒ ｇｔ ｅ ｓｒ ｃ ： ｃ ｍｂ ｎ ｔ ｆ ｉ ｌ ｔｄ ａ ｎｅ ｌ ｌ ｏ ｈ ａ ｄｇ ｎ ｔ ｌ ｏ ｈ ｉ ｐ ｏ ｏ ｅ ｖ ｎ ｅｖ ｃ ｅ ｅ ｔ ｕ ｎ ｏ ｓ ｎ ｉ ｃ ｉ ｓ ｏ ｏ ｈ ｏ ｉ ｈ
Ｓ ｒ ｃ ｖ Ｎｏ ｅ ｏ ｅ ／ 向 出 度 节 点链 表 ｔ ｔ ｕ Ａｏ ｄ ｎ ｄ ； 付旨
Ｓ ｒ ｃ ｅ ｖｉｅ＊ｓ ｒ ｃ ； ｔｕ ｔＳ ｒ ｃ ｅｖｉｅ
／ 录 出 度 节 点 的数 目 ， 出度 节 ／ 记 即
， 向服 务 类 ／ 指
｝
１１ 编 码 与 适 应 度 函 数 ．， ２
ｇ ｎ ｔ ｌ ｏ ｉ ｍ ， ａ ｐ ｉ ｚ ｔ ｎ ｉ ｄ ｙ ｔ ｅ ｓ ｅ ｅｉ ａｇ ｒ ｈ ｃ ｔ ｎｏ ｔ ｍｉ ａｉ ｓｍａ ｅ ｂ ｉ ｌｔ ｄ ａ ｎ ａｉ ｇ ａ ｇ ｒｔ ｍ ． Ｔ ｅ ｒ ｓ ｌ ｏ ｅ ｅ ｐ ｒ ｎ ａ ｉ ｌｔ ｎ ｉ ｄ ｃ ｔ ｓ ｏ ｈ ｍｕ ａｅ ｎ ｅ ｌ ｌ ｏ ｉ ｎ ｈ ｈ ｅ ｕｔ ｆｔ ｘ ｅ ｉ ｈ ｍｅ ｔ ｌ ｍｕ ａ ｉ ｉａｅ ｓ ｏ ｎ ｔ ａ ｅ ｓ ｕ ａｅ ｎ ｅ ｌ ｇｇ ｎ ｔｃａｇ ｒｔ ｍ ｆｅ ｔ ｅ ｈ ｔ ｈ ｉ ｌ ｔｄ ａ ｎ ａ ｉ ｅ ｅ ｉ ｌ ｏ ｈ ｉ ｅ ｃ ｉ ． ｔ ｍ ｎ ｉ ｓ ｖ
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计 算机 工程 与设 计 Ｃ ｍ ｕ ｒ ｎｉ ｅ ｎ ｄ ｅｉ ２ １ Ｖ １ ２ Ｎ ． ３ ０ ｏ ｐ ｔ Ｅ ｇ ｅ ｉ ａ ｓ ｎ ０１ ｏ ３， ｏ ０ ５７ ｅ ｎ ｒｇｎＤ ｇ ， ． １
基于模拟退火遗传算法的服务选择
曹云健 ｉ 董 晶 。 ，
（．华北 计算 技 术研 究 所 ，北京 １０ ８；２ １ ００ ３ ．太极 计 算机 股份 有 限公 司，北 京 １０８） ００３
收稿 日期：２ １ ０１ ；修订 日期：２ １—３２ 。 ０ ０１—２ ０ １０— １ 作者简介 ：曹云健 （９ ６ ，男 ，江西南康人，硕士研 究生，研究方 向为企业集成与 Ｓ Ａ； 董 晶 （９ Ｏ ，女，辽宁沈阳人，硕 士，正研级 １ ８ 一） Ｏ １ ７ 一） 高级工程师 ，研究方 向为应用集成及 Ｓ ＯＡ与 Ｗｅ ２０技术与应用。Ｅｍａｈ ａｙ ｎｉｎ ６ ＠ｇ ｉｃｍ ｂ． － ｉ ｃｏ ｕｊａ １８ ｍａｌｏ ．
机 理 的 生 物 进 化 过 程 的 计 算 模 型 ， 一 种 通 过 模 拟 自然 进 化 是 过 程 搜 索 最 优 解 的方 法 。 遗 传 算 法 应 用 于 服 务 选 择 是 一 个 将 有 效 的解 决 办 法 ， 是 虽 然 遗 传 算 法 的全 局 搜 索 能 力 较 强 ， 但 局
Ｋｅ ｒ ｓ ｅ ｉｅ ｓｌｃｏ ； ｇｎ ｔ ｌｏｉ ； ｓ ｌ ｅ ｎ ｅｌ ｇ ｌｏｉ ； Ｑ Ｓ Ｓ Ａ ｙｗｏｄ ：ｓｒ ｃ ｓ ｅ ｔ ｎ ｅ ｅ ｃ ｇ ｒｈ ｖ ｅｉ ｉａ ｔ ｍ ｉ ａ ｄａｎ ａｉ ｇ ｒｈ ｍｕ ｔ ｎａ ｔ ｍ ｏ； Ｏ
０ 引 言
在 面 向 服 务 体 系 结 构 （ ｒｉｅ ｒ ｎｅ ａ ｈｔｃ ｒ，Ｏ 的 ｓ ｖｃ ｉ ｔｄ ｒ ｉ ｔ ｅ Ｓ Ａ） ｅ ｏｅ ｃ ｅｕ
部 搜 索 能 力 却 较 差 ， 遗 传 算 法 中每 一 代 群 体 的 优 良度 ， 接 而 直
影 响 后 代 的优 良度 与 整 个 算 法 的 效 率 。 拟 退 火 算 法 来 源 于 模
固 体 退 火 原 理 ， 固 体 加 温 至 充 分 高 ， 让 其 徐 徐 冷 却 ， 温 将 再 加 时， 固体 内部 粒 子 随 温 升 变 为 无 序 状 ， 能增 大 ， 徐 徐 冷 却 内 而 时粒 子 渐 趋 有 序 ， 每 个 温 度 都 达 到 平 衡 态 ， 后 在 常 温 时达 在 最 到基 态 ， 能 减 为 最 小 ， 拟 退 火 算 法 是 一 种 局 部 搜 索 能力 很 内 模 强 的 算 法 。因此 ， 对 服 务 选 择 问题 ， 文 提 出在 遗 传 算 法 基 针 本
应 度 ， 遗传 算 法生成 每一代 子代 后 ， 在 利用模 拟退 火算 法对其 进行局 部优 化调 整 。仿真 实验 结果表 明 ， 拟退 火遗传 算法在 模 减 少服 务 流程 资源 消耗 上 能取得 理想 的效 果 。 关键词 ： 务选择 ； 遗传 算法； 模拟 退火 算法 ；服 务质量 ； 面向服 务体 系结构 服 中 图法分 类号 ： Ｐ １ Ｔ ３１ 文献标 识码 ： Ａ 文章编号 ： ００７２ （ｏ １ １．５ ７０ １０ －０ ４ ２ ｌ） ０３０ —４
ｓｒｉ ｒ ｎｅ ｃｉ ｃｕｅ Ｓ Ａ） ｅ ｉ ｓｃｍｐ ｓ ｉｎ ｉ ｔ ｅｓｒｉｅｗｏｋ ｏ ｉ ｔ ｎｆｒ ｄｉｔ ａｔ ｉ ｎｖ ￣ ｘ ＡＯ ｅ ｃ ｏｉ ｔ ａ ｈｔ ｔｒ （Ｏ ｓｒ ｃ ｏ ｏｉｏ ． ｒ ｅ ｃ ｒｆ ｗ ａ ｓｅ ｅ ｏ ｃ ｖｔ ｏ ｅ ｅ （ Ｖ） ｖ ｅ ｅ ｄｒ ｅ ｖ ｅ ｔ Ｆ ｓｔ ｈ ｖ ｌ ｓｒ ｒ ｎ ｉｙ
服 务 的 Ｑ Ｓ参 数 主 要 包 括 时延 、 费 和 可 靠 性 等 。如 图 ｏ 花 ２ 务 流 程 Ａ Ｖ 图所 示 ， 务 流 程 的 子 流 程 可 分 成 串行 和 并 服 Ｏ 服 行 子 流 程 两 种 ，串行 子 流 程 和 并 行 子 流 程 的 Ｑ Ｓ参 数 计 算 方 ｏ 法如表 １ 示 。 所 表 １ Ｑ Ｓ计算 方 法 ｏ
摘 要 ：为 了解 决 面向服 务体 系结 构服 务组 合 中服 务选择 问题 ，提 出 了一 种将 模 拟退 火算 法与 遗传 算法相 结合 的 融合 算
法 。将 服 务 流 程 等 效 成 ＡＯ 图 ， ＡＯ 图 进 行 拓 扑 排 序 ， 将 生 成 的 拓 扑 序 列 作 为 遗 传 算 法 的 编 码 ， 用 Ｑｏ 数 作 为 适 Ｖ 对 Ｖ 并 使 Ｓ参
（．Ｎｏｔ Ｃ ｉａ ｎｔｕｅ ｆ ｏ ｐ ｔ ｇＴ ｃｎ ｌｇ，Ｂ ｉｎ ０ ０ ３ ｈｎ ； １ ｒ ｈｎ ｓｔｔ ｏ Ｃ ｍ ｕｉ ｅｈ ｏｏ ｙ ｅ ｉｇ１０ ８ ，Ｃ ｉａ ｈ Ｉ ｉ ｎ ｊ ２ Ｔ ｉ Ｃ ｍｐ ｔ ｉ ｔｄ ｏ ａｙ ｅ ｉ ０ ０ ３ ｈｎ ） ． ａ ｉ ｏ ｕｅ Ｌｍｉ ｍｐｎ ，Ｂ ｉｎ １０ ８ ，Ｃ ｉａ ｊ ｒ ｅＣ ｊｇ
Ｓ ｒ ｉｅ ｅｅ ｔ ｎｂ ｓ ｄｏ ｉ ｌｔｄ ａ ｎ ａｉ ｇ ｇ ｎ ｔ ｌ ｏ ｉ ｍ ｅｖ ｃ ｓｓ ｌｃｉ ａ ｅ ｎ ｓｍｕ ａｅ ｎ ｅ ｌ ｅ ｅｉ ａｇ ｒ ｈ ｏ ｎ ｃ ｔ
Ｃ Ｏ Ｙ ｎ ｉ Ｄ Ｎ ｎ Ａ ｕ －ａ ， Ｏ ＧＪ ｇ ｊｎ ｉ
实 施 过 程 中 ， 个 服 务提 供 的 功 能非 常有 限 ， 了 实 现 企 业 业 单 为 务 ， 要 将 不 同 的 服 务 组 合 。 实 际 网络 环 境 中 ， 足 相 同功 需 在 满
能 需 求 的服 务 可 能存 在 多 个 ， 些 服 务 由 不 同 的服 务 提 供 者 这 提 供 ， Ｓｑａｉ ｆ ｅｖｃ） 数 也 不 尽 相 同 ， Ｑｏ （ｕ ｌ ｏ ｒｉ 参 ｔ ｙ ｓ ｅ 因此 ， 众 多 服 从
３０ ２ １， ｏ．２ Ｎ ． ５ ８ ０ １ Ｖ １ ， ｏ１ ３ ０
计算机工程与设计 Ｃ ｍｐ ｔｒ ｎ ｉ ｅｉ ｄＤ ｓ ｎ ｏ ｕｅ ｇ ｅｒ ｇａ ｅｉ Ｅ ｎ ｎ ｎ ｇ
本 文 采 用 邻 接 表 的 方 式 存 储 服 务流 程 ＡＯ ， 义 节 点 Ｖ 定 数 据结构如 下： Ｓ ｕｔ ｖ Ｎ ｄ ｛ ｔ ｃＡｏ｜ ｏｅ ｒ Ｉｔ ｕ ｅｒｓ； ｎ ｏ ｔｄｇｅｓ 点 的 个 数