随着互联网和云计算等技术的发展以及Web 2.0时代的到来,互联网逐渐从单一的信息分享的平台拓展为服务共享的平台。其中,Web服务是互联网服务最主要的载体。越来越多的科学机构和互联网公司通过Web服务分享它们的数据和服务。但由于单个Web服务的功能有限,将多个Web服务以流程的方式组合以扩展原有的功能或提供新功能的方式,越来越成为一种普遍的实践。由于涉及多个Web服务调用,Web服务流程执行时会产生大量网络传输开销,这成为了流程执行的一个瓶颈。为解决这一瓶颈,目前,Web服务流程缓存以及Web服务语义缓存领域已存在一些相关的研究和技术,但仍存在以下几方面的问题:(1)Web服务语义缓存没有考虑Web服务请求的操作信息和参数类型;(2)Mashup等流程缓存研究中没有考虑到Web服务结果失效的问题;(3)流程缓存没有充分利用服务流程的结构信息。针对以上这些问题,文章考虑服务结果的失效,对流程的缓存结构和Web服务请求建模,将多个结构上相关联的服务作为一个整体缓存,以减少缓存空间消耗,提高缓存效果。此外,文章还研究了流程缓存空间分配和缓存替换的问题,以及多流程情况下流程的优化缓存方案。文章的主要研究工作体现在以下几个方面:1.针对服务流程,提出了支持缓存的流程模型,形式化地定义了服务流程以及服务流程的各种元素,并介绍了相关参数的计算。建模了Web服务查询的一般形式,并将语义缓存应用到Web服务的缓存之上。2.针对单个服务流程的缓存,提出了基于缓存块的最优缓存方案求解算法和基于缓存收益、缓存记录大小和缓存块大小的局部查询全局替换的缓存替换策略。并在真实的服务流程上进行了对照实验,验证了两者的正确性和有效性。3.针对多流程缓存,研究了公共缓存块共享缓存的问题,并在单流程缓存替换策略的基础上,提出了考虑不同流程动态变化的执行频率的缓存替换策略。在对照实验中,验证了共享公共缓存块和该替换策略的作用。