作为云计算和服务计算的结晶,云服务通过云计算方式（如SaaS或PaaS等）提供服务集成和价值增值功能,以满足用户多元化的业务需求。云服务组合功能是通过多个云服务交互协作而实现,所以云服务交互是其组合的基础;而交互机制负责整个云服务系统中各组件通信和协作,是系统神经中枢,直接影响云服务系统性能。由于云服务具有分布性、并发性和容错性,因此如何设计与开发云服务交互机制是云服务研究中一个挑战性问题。当前云服务交互机制研究主要存在三点不足之处:其一,缺乏合适的交互设计模型来抽象和封装云服务并发交互特性。其二,针对于云服务并发交互特性,目前还没有从状态和资源两个方面综合性考量并发控制设计及其算法。也没考虑云服务容错和选择之间的互补特性,未充分发掘云计算资源在线整合潜能。其三,尚没有合适的语言机制来刻画云服务会话交互特性,并加以编程实现。针对上述问题,本文从设计模型、交互机制、语言机制和模型驱动开发四个方面深入研究了云服务交互机制设计及开发,提出面向云服务交互的会话模型,设计面向云服务并发交互的Apla+会话机制,扩展Apla+中面向会话编程的语言机制,并构建了面向会话编程的模型驱动开发框架。本文具体研究从以下四个层次展开研究。（1）面向云服务交互的会话模型。本文首先探讨云服务的交互特性,研究并归纳了云服务交互的层次和类型。针对云服务并发交互特性,本文引入了会话（session）概念,并作为描述和封装交互行为的基本单元。在此基础上,本文提出面向云服务交互的设计模型SCSM（Session-based Cloud Service Model）,系统阐述交互各个组成要素及其之间关联。相比于其他设计模型,会话模型综合考虑了云服务并发、分布和容错特性,并分别提炼了会话、角色和资源池概念,为语言机制设计提供了抽象模型。（2）面向云服务交互的Apla+会话机制设计。有鉴于云服务系统的并发、分布和容错需求,本文提出新颖的Apla+会话机制,融合了调用、并发管理和容错选择等协议。根据云服务并发交互特性,本文从状态共享和资源竞争两个角度提出了综合性的并发管理协议,保证了云服务并发交互正确性和数据一致性。基于资源导向分解策略,会话机制中选择协议将云服务选择问题转换成拉格朗日对偶问题加以处理。仿真实验表明在相同迭代次数条件下,新算法较原方法在最优解方面至少提升了 6.5%。而容错机制结合了云服务选择协议,提出轻量级事务化容错策略,为云服务交互容错处理开辟一种新思路。对比与其他交互机制,Apla+会话交互机制提供更好的云服务交互安全性保障措施和更为灵活的容错机制。（3）面向云服务会话的Apla+程序设计。针对于面向云服务交互的语言机制设计需求,在Apla+的并发算子基础上,本文提出了面向云服务会话的Apla+程序设计。结合Apla+语言的函数式并发机制,Apla+会话编程可以结构化描述服务并发交互行为。考虑到云服务数据流和容错处理需求,Apla+会话编程扩展了多种函数式组合算子。为精确定义Apla+会话编程执行过程,本文应用会话类型定义了其类型系统,包括类型推导规则和子类型规则;还证明会话程序具备类型安全特性。相较于其他交互机制开发语言,由于具有多范型特性和函数式组合算子,Apla+可以用一种简洁方式来描述复杂的云服务并发交互过程。（4）构建云服务交互机制的模型驱动开发框架。借鉴于模型驱动开发思想,本文设计与实现了云服务交互机制开发框架。为此,本文实现了 Apla+会话编程的支撑平台,为交互机制开发提供了编译框架,可以提供一站式交互机制的开发解决方案。并且,本文将Apla+会话编程应用于多个典型云服务交互案例中,验证了 Apla+会话编程的开发效率和Apla+会话机制的高并发性能。