面向服務的軟件理論、方法及其應用

服務化是網絡環境中軟件最重要的發展趨勢之一，並得到了學術界與產業界的廣泛關注和支持。目前人們對軟件服務化的認識與實踐還比較初步，對於其中所藴含的理論有待於深入地研究，現有的技術體系與實際服務系統的需求相比尚有較大的距離。本項目擬基於現有的研究成果，針對網絡環境中軟件服務的動態、開放、不確定和聚眾等特徵，結合雲計算等新進展，以建立一套較為完整的軟件服務理論與技術體系為目標，開展如下幾方面的研究工作：（1）軟件服務約束的形式化邏輯描述、基於約束的軟件服務構造與驗證；（2）軟件服務的在線監測、質量控制、審核、挖掘與推薦技術；（3）業務級軟件服務的構造、衍生與重構技術；（4）服務支持的軟件開發、測試與演化技術；（5）面向特定領域對所提出的理論與方法進行實際應用與驗證。項目在形式化約束描述、服務運行平台的構造技術、用户主導的服務衍生、在線的驗證平台等方面具有較為顯著的特色。

互聯網、移動設備等正在成為人們使用軟件的主要方式。這導致軟件的形態正逐步發生重大的變化。服務化是當前軟件最重要的特徵之一，即用户通過網絡使用服務化的軟件實體。雲計算、移動互聯網的蓬勃發展充分體現了人們對服務化趨勢的廣泛認可。服務化軟件面臨的基本研究問題與傳統形態的軟件類似：如何從開發與運行兩個階段保障服務化軟件的質量、降低成本，但同時需要結合服務化軟件運行時間長、訪問量彈性大、演化週期短等特點。尤其是需要重點解決如下關鍵問題：（1）如何發現內存泄露等長時間運行才暴露的缺陷；（2）如何在滿足用户服務質量要求的前提下，降低資源開銷；（3）如何支持多模態的服務組合方法，使最終用户方便地構造、衍生服務。 項目取得的主要成果包括： 1．服務化軟件運行時間長的特點，導致一些在單機環境中不太被重視的效率相關缺陷變得日益重要起來，例如：內存泄露、連接佔用等等。傳統的測試方法很難發現這類缺陷。我們研究了基於軟件缺陷模式的靜態缺陷查找方法，針對靜態代碼中潛在的缺陷，開展了缺陷模式的挖掘與表示、基於模式的代碼缺陷檢測、高效的缺陷報告排序方法等方面的研究，提高了服務化軟件缺陷查找的準確度及覆蓋率。 2．針對服務化軟件訪問彈性大的特點，提出了低侵入、低開銷、基於模型的軟件監測機制，及時發現系統在運行過程中可能發生的異常，並進行相應的增、減、換運行實例等調整操作，以保障軟件服務的質量，並提高資源的利用率。 3．針對業務用户面對的業務問題空間和軟件系統提供的計算解空間之間存在的差異，我們以互聯網環境下跨組織業務數據即時共享和動態集成的實際需求為切入點，提出了一種大粒度的，易於業務用户使用的，具備業務語義和領域穩定性的業務級數據服務及相應的數據服務衍生方法。 本項目實施過程中，在頂級的國際會議（FSE、WWW、ASE等）以及重要的國際期刊SPE （Software: Practice and Experience）、SCIENCE CHINA等上面發表論文61篇。培養畢業研究生46名（其中博士生12名），申請發明專利 16 項（含1項國際專利）。研發了在線編程系統POP、城市交通數據服務空間等系列系統。其中，POP在支持編程類課程的在線開發系統方面處於國際領先行列。部分成果已經被華為公司研發能力中心、百度基礎架構部、中國軟件評測中心等採用。 ^[1]