[论文解读] Transaction Logic with (Complex) Events

Ana Sofía Gomes, José Júlio Alferes|arXiv (Cornell University)|May 15, 2014

Logic, Reasoning, and Knowledge参考文献 17被引用 3

一句话总结

本文提出了事件感知事务逻辑（$τ\mathcal{TR}^{ev}$），这是事务逻辑（$τ\mathcal{TR}$）的一种非单调扩展，将复杂事件检测与一般知识库中的事务执行相结合。研究指出，仅靠$τ\mathcal{TR}$无法保证在事务执行过程中对所有检测到的复杂事件作出响应，因此通过引入事件感知的语法、模型理论和执行语义，扩展$τ\mathcal{TR}$，确保在事务中检测到的每个复杂事件都能触发相应的响应。

ABSTRACT

This work deals with the problem of combining reactive features, such as the ability to respond to events and define complex events, with the execution of transactions over general Knowledge Bases (KBs). With this as goal, we build on Transaction Logic (TR), a logic precisely designed to model and execute transactions in KBs defined by arbitrary logic theories. In it, transactions are written in a logic-programming style, by combining primitive update operations over a general KB, with the usual logic programming connectives and some additional connectives e.g. to express sequence of actions. While TR is a natural choice to deal with transactions, it remains the question whether TR can be used to express complex events, but also to deal simultaneously with the detection of complex events and the execution of transactions. In this paper we show that the former is possible while the latter is not. For that, we start by illustrating how TR can express complex events, and in particular, how SNOOP event expressions can be translated in the logic. Afterwards, we show why TR fails to deal with the two issues together, and to solve the intended problem propose Transaction Logic with Events, its syntax, model theory and executional semantics. The achieved solution is a non-monotonic extension of TR, which guarantees that every complex event detected in a transaction is necessarily responded.

研究动机与目标

• 为现有反应式系统中无法同时检测复杂事件并以完整事务保证执行事务的缺陷提供解决方案。
• 证明标准事务逻辑（$\mathcal{TR}$）无法确保在事务执行过程中对所有检测到的复杂事件作出响应。
• 设计一种新逻辑$τ\mathcal{TR}^{ev}$，在声明式、非单调框架中结合复杂事件推理与事务执行。
• 为$τ\mathcal{TR}^{ev}$提供形式化的模型理论和执行语义，确保每个检测到的复杂事件都能在同事务中触发相应动作。
• 证明$τ\mathcal{TR}^{ev}$能够表达大多数SNOOP事件算子，并支持CEP系统中使用的复杂事件模式。

提出的方法

• 扩展$\mathcal{TR}$，引入特定于事件的语法和语义，以在事务性上下文中支持复杂事件检测。
• 基于捕捉事件发生与事务执行路径的最小模型，定义$τ\mathcal{TR}^{ev}$的模型理论。
• 在$τ\mathcal{TR}^{ev}$中引入执行蕴含，其公式相对于程序的最小模型和状态转换路径进行评估。
• 通过确保在事务执行期间检测到的每个复杂事件均在该事务内得到响应，将事件检测与事务执行相集成。
• 利用ETALIS中的复杂事件检测算法和$τ\mathcal{TR}$的执行模型，定义$τ\mathcal{TR}^{ev}$的可靠执行过程。
• 使用预言机将状态转换与事件发生从逻辑中分离，从而在执行路径中清晰区分动作与事件发生。

实验结果

研究问题

• RQ1 事务逻辑（$\mathcal{TR}$）能否原生表达复杂事件，包括由SNOOP事件算子定义的事件？
• RQ2 $\mathcal{TR}$为何无法保证在事务执行期间对所有检测到的复杂事件作出响应？
• RQ3 如何扩展一种逻辑，使其能同时支持复杂事件检测与具有完整一致性保证的事务执行？
• RQ4 一种确保每个检测到的复杂事件均触发相应事务响应的逻辑，其形式化模型理论与执行语义是什么？
• RQ5 所提出的逻辑$τ\mathcal{TR}^{ev}$能否被证明是$τ\mathcal{TR}$的非单调扩展，同时保持正确性并支持丰富的事件模式？

主要发现

• 标准$τ\mathcal{TR}$无法保证在事务执行过程中对所有检测到的复杂事件作出响应。
• 所提出的$τ\mathcal{TR}^{ev}$逻辑成功扩展了$τ\mathcal{TR}$，采用声明式、非单调框架，确保在事务中检测到的每个复杂事件均触发相应响应。
• $τ\mathcal{TR}^{ev}$支持表达大多数SNOOP事件算子和CEP系统中使用的复杂事件模式。
• $τ\mathcal{TR}^{ev}$的执行蕴含通过程序的最小模型和状态转换路径定义，确保对检测到的事件作出可靠且完整的响应。
• 对于无事件、串行-霍恩型的$τ\mathcal{TR}$理论，$τ\mathcal{TR}^{ev}$中的执行蕴含与$τ\mathcal{TR}$中一致，保持向后兼容性。
• 该逻辑为需要复杂事件处理与事务完整性保障的反应式系统提供了可靠基础，例如航班重新调度或实时服务自适应。