journal of computer science

7/27/2019 Journal of Computer Science

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1 T R A N S A C T I O N S I N

T R A N S A C T I O N A L W O R K F L O W S

D e v a s h i s h W o r a h

a n d A m i t S h e t h

A b s t r a c t : W o r k o w m a n a g e m e n t s y s t e m s ( W F M S s ) a r e n d i n g w i d e a p p l i c a -

b i l i t y i n s m a l l a n d l a r g e o r g a n i z a t i o n a l s e t t i n g s . A d v a n c e d t r a n s a c t i o n m o d e l s

( A T M s ) f o c u s o n m a i n t a i n i n g d a t a c o n s i s t e n c y a n d h a v e p r o v i d e d s o l u t i o n s t o

m a n y p r o b l e m s s u c h a s c o r r e c t n e s s , c o n s i s t e n c y , a n d r e l i a b i l i t y i n t r a n s a c t i o n

p r o c e s s i n g a n d d a t a b a s e m a n a g e m e n t e n v i r o n m e n t s . W h i l e s u c h c o n c e p t s h a v e

y e t t o b e s o l v e d i n t h e d o m a i n o f w o r k o w s y s t e m s , d a t a b a s e r e s e a r c h e r s h a v e

p r o p o s e d t o u s e , o r a t t e m p t e d t o u s e A T M s t o m o d e l w o r k o w s . I n t h i s p a -

p e r w e s u r v e y t h e w o r k d o n e i n t h e a r e a o f t r a n s a c t i o n a l w o r k o w s y s t e m s .

W e t h e n a r g u e t h a t w o r k o w r e q u i r e m e n t s i n l a r g e - s c a l e e n t e r p r i s e - w i d e a p -

p l i c a t i o n s i n v o l v i n g h e t e r o g e n e o u s a n d d i s t r i b u t e d e n v i r o n m e n t s e i t h e r d i e r o r

e x c e e d t h e m o d e l i n g a n d f u n c t i o n a l i t y s u p p o r t p r o v i d e d b y A T M s . W e p r o p o s e

t h a t a n A T M i s u n l i k e l y t o p r o v i d e t h e p r i m a r y b a s i s f o r m o d e l i n g o f w o r k o w

a p p l i c a t i o n s , a n d s u b s e q u e n t l y w o r k o w m a n a g e m e n t . W e d i s c u s s a f r a m e w o r k

f o r e r r o r h a n d l i n g a n d r e c o v e r y i n t h e M E T E O R

2

W F M S t h a t b o r r o w s f r o m

r e l e v a n t w o r k i n A T M s , d i s t r i b u t e d s y s t e m s , s o f t w a r e e n g i n e e r i n g , a n d o r g a n i -

z a t i o n a l s c i e n c e s . W e h a v e a l s o p r e s e n t e d v a r i o u s c o n n o t a t i o n s o f t r a n s a c t i o n s

i n r e a l - w o r l d o r g a n i z a t i o n a l p r o c e s s e s t o d a y . F i n a l l y , w e p o i n t o u t t h e n e e d

f o r l o o k i n g b e y o n d A T M s a n d u s i n g a m u l t i - d i s c i p l i n a r y a p p r o a c h f o r m o d e l i n g

l a r g e - s c a l e w o r k o w a p p l i c a t i o n s o f t h e f u t u r e .

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4 A D V A N C E D T R A N S A C T I O N M O D E L S A N D A R C H I T E C T U R E S

1 . 1 I N T R O D U C T I O N

A w o r k o w i s a n a c t i v i t y i n v o l v i n g t h e c o o r d i n a t e d e x e c u t i o n o f m u l t i p l e t a s k s

p e r f o r m e d b y d i e r e n t p r o c e s s i n g e n t i t i e s K r i s h n a k u m a r a n d S h e t h , 1 9 9 5 ] . A

w o r k o w p r o c e s s i s a n a u t o m a t e d o r g a n i z a t i o n a l p r o c e s s i n v o l v i n g b o t h h u -

m a n a n d a u t o m a t e d t a s k s . W o r k o w m a n a g e m e n t i s t h e a u t o m a t e d c o o r d i -

n a t i o n , c o n t r o l a n d c o m m u n i c a t i o n o f w o r k a s i s r e q u i r e d t o s a t i s f y w o r k o w

p r o c e s s e s S h e t h e t a l . , 1 9 9 6 a ] . T h e r e h a s b e e n a g r o w i n g a c c e p t a n c e o f w o r k -

o w t e c h n o l o g y i n n u m e r o u s a p p l i c a t i o n d o m a i n s s u c h a s t e l e c o m m u n i c a t i o n s ,

s o f t w a r e e n g i n e e r i n g , m a n u f a c t u r i n g , p r o d u c t i o n , n a n c e a n d b a n k i n g , h e a l t h

c a r e , s h i p p i n g a n d o c e a u t o m a t i o n S m i t h , 1 9 9 3 , J o o s t e n e t a l . , 1 9 9 4 , G e o r -

g a k o p o u l o s e t a l . , 1 9 9 5 , F i s c h e r , 1 9 9 5 , T a n g a n d V e i j a l a i n e n , 1 9 9 5 , S h e t h

e t a l . , 1 9 9 6 b , P a l a n i s w a m i e t a l . , 1 9 9 6 , B o n n e r e t a l . , 1 9 9 6 , P e r r y e t a l . , 1 9 9 6 ] .

W o r k o w M a n a g e m e n t S y s t e m s ( W F M S s ) a r e b e i n g u s e d i n i n t e r - a n d i n t r a -

e n t e r p r i s e e n v i r o n m e n t s t o r e - e n g i n e e r , s t r e a m l i n e , a u t o m a t e , a n d t r a c k o r g a -

n i z a t i o n a l p r o c e s s e s i n v o l v i n g h u m a n s a n d a u t o m a t e d i n f o r m a t i o n s y s t e m s .

I n s p i t e o f t h e p r o l i f e r a t i o n o f c o m m e r c i a l p r o d u c t s f o r w o r k o w m a n a g e m e n t

( i n c l u d i n g m o d e l i n g a n d s y s t e m s u p p o r t e d e n a c t m e n t ) , w o r k o w t e c h n o l o g y i s

r e l a t i v e l y i m m a t u r e t o b e a b l e t o a d d r e s s t h e m y r i a d c o m p l e x i t i e s a s s o c i a t e d

w i t h r e a l - w o r l d a p p l i c a t i o n s . T h e c u r r e n t s t a t e - o f - t h e - a r t i s d i c t a t e d b y t h e

c o m m e r c i a l m a r k e t w h i c h i s f o c u s e d t o w a r d p r o v i d i n g a u t o m a t i o n w i t h i n t h e

o c e e n v i r o n m e n t w i t h e m p h a s i s o n c o o r d i n a t i n g h u m a n a c t i v i t i e s , a n d f a c i l -

i t a t i n g d o c u m e n t r o u t i n g , i m a g i n g , a n d r e p o r t i n g . H o w e v e r , t h e r e q u i r e m e n t s

f o r w o r k o w s i n l a r g e - s c a l e m u l t i - s y s t e m a p p l i c a t i o n s e x e c u t i n g i n h e t e r o g e -

n e o u s , a u t o n o m o u s , d i s t r i b u t e d ( H A D ) e n v i r o n m e n t s i n v o l v i n g m u l t i p l e c o m -

m u n i c a t i o n p a r a d i g m s , h u m a n s a n d l e g a c y a p p l i c a t i o n s y s t e m s f a r e x c e e d s t h e

c a p a b i l i t i e s p r o v i d e d b y p r o d u c t s t o d a y S h e t h , 1 9 9 5 ] .

S o m e o f t h e a p p a r e n t w e a k n e s s e s o f w o r k o w m o d e l s t h a t n e e d t o b e a d -

d r e s s e d b y t h e w o r k o w c o m m u n i t y i n c l u d e t h e l a c k o f a c l e a r t h e o r e t i c a l b a s i s ,

u n d e n e d c o r r e c t n e s s c r i t e r i a , l i m i t e d s u p p o r t f o r s y n c h r o n i z a t i o n o f c o n c u r -

r e n t w o r k o w s , l a c k o f i n t e r o p e r a b i l i t y , s c a l a b i l i t y a n d a v a i l a b i l i t y , a n d l a c k

o f s u p p o r t f o r r e l i a b i l i t y i n t h e p r e s e n c e o f f a i l u r e s a n d e x c e p t i o n s B r e i t -

b a r t e t a l . , 1 9 9 3 , J i n e t a l . , 1 9 9 3 , G e o r g a k o p o u l o s e t a l . , 1 9 9 5 , M o h a n e t a l . ,

1 9 9 5 , A l o n s o a n d S c h e k , 1 9 9 6 , K a m a t h a n d R a m a m r i t h a m , 1 9 9 6 , L e y m a n n

e t a l . , 1 9 9 6 , A l o n s o e t a l . , 1 9 9 6 a ] . I n a d d i t i o n , a s u c c e s s f u l w o r k o w - e n a b l e d

s o l u t i o n s h o u l d a d d r e s s m a n y o f t h e g r o w i n g u s e r n e e d s t h a t h a v e r e s u l t e d f r o m :

e m e r g i n g a n d m a t u r i n g i n f r a s t r u c t u r e t e c h n o l o g i e s a n d s t a n d a r d s f o r d i s -

t r i b u t e d c o m p u t i n g s u c h a s t h e W o r l d W i d e W e b , C o m m o n O b j e c t R e -

q u e s t B r o k e r A r c h i t e c t u r e O M G , 1 9 9 5 b ] , D i s t r i b u t e d C o m m o n O b j e c t

M o d e l ( D C O M ) , A c t i v e X , L o t u s N o t e s , a n d J a v a .


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T R A N S A C T I O N S I N T R A N S A C T I O N A L W O R K F L O W S 5

i n c r e a s i n g n e e d f o r e l e c t r o n i c c o m m e r c e u s i n g s t a n d a r d p r o t o c o l s s u c h a s

E l e c t r o n i c D a t a I n t e r c h a n g e ( E D I ) ( e . g . , A N S I X . 1 2 a n d H L 7 ) ,

a d d i t i o n a l o r g a n i z a t i o n a l r e q u i r e m e n t s i n t e r m s o f s e c u r i t y a n d a u t h e n t i -

c a t i o n ,

d e m a n d s f o r i n t e g r a t e d c o l l a b o r a t i o n ( n o t j u s t c o o r d i n a t i o n ) s u p p o r t ,

i n c r e a s i n g u s e o f h e t e r o g e n e o u s m u l t i m e d i a d a t a , a n d

r e q u i r e m e n t s t o s u p p o r t d y n a m i c w o r k o w s t o r e s p o n d t o t h e f a s t c h a n g -

i n g e n v i r o n m e n t ( e . g . , d e f e n s e p l a n n i n g ) , o r f o r s u p p o r t i n g t o d a y ' s d y -

n a m i c a n d v i r t u a l e n t e r p r i s e s .

W o r k o w t e c h n o l o g y h a s e m e r g e d a s a m u l t i - d i s c i p l i n a r y e l d w i t h s i g n i f -

i c a n t c o n t r i b u t i o n s f r o m t h e a r e a s o f s o f t w a r e e n g i n e e r i n g , s o f t w a r e p r o c e s s

m a n a g e m e n t , d a t a b a s e m a n a g e m e n t , a n d d i s t r i b u t e d s y s t e m s S h e t h e t a l . ,

1 9 9 6 a ] . I n s p i t e o f t h e s t a n d a r d i z a t i o n e o r t s o f t h e W o r k o w M a n a g e m e n t

C o a l i t i o n C o a l i t i o n , 1 9 9 4 ] , a c o n s e n s u s o n m a n y b r o a d e r a s p e c t s h a v e n o t y e t

b e e n a c h i e v e d .

W o r k i n t h e a r e a s o f t r a n s a c t i o n p r o c e s s i n g G r a y a n d R e u t e r , 1 9 9 3 ] a n d

d a t a b a s e s y s t e m s , a n d m a n y ( b u t n o t a l l ) e o r t s r e l a t e d t o A T M s E l m a g a r m i d ,

1 9 9 2 , C h r y s a n t h i s a n d R a m a m r i t h a m , 1 9 9 1 , G e o r g a k o p o u l o s e t a l . , 1 9 9 4 ] , a r e

b a s e d o n a s t r o n g t h e o r e t i c a l b a s i s . T h e y h a v e p r o p o s e d o r d o c u m e n t e d s o l u -

t i o n s ( a l t h o u g h m a n y o f w h i c h h a v e y e t t o b e i m p l e m e n t e d ) t o p r o b l e m s s u c h a s

c o r r e c t n e s s , c o n s i s t e n c y , a n d r e c o v e r y w h e n t h e c o n s t i t u e n t t a s k s a r e t r a n s a c -

t i o n a l , o r t h e p r o c e s s i n g e n t i t i e s p r o v i d e a t r a n s a c t i o n a l i n t e r f a c e . T h e r e e x i s t s

a s t r o n g s c h o o l o f t h o u g h t , p r i m a r i l y c o m p r i s e d o f r e s e a r c h e r s f r o m t h e d a t a b a s e

c o m m u n i t y , w h i c h v i e w s a w o r k o w m o d e l a s a n e x t e n s i o n o f A T M s G e o r -

g a k o p o u l o s a n d H o r n i c k , 1 9 9 4 , G e o r g a k o p o u l o s e t a l . , 1 9 9 4 , C h e n a n d D a y a l ,

1 9 9 6 , B i l i r i s e t a l . , 1 9 9 4 , W e i k u m , 1 9 9 3 , W a c h t e r a n d R e u t e r , 1 9 9 2 ] . H o w e v e r ,

i t h a s a l s o b e e n o b s e r v e d B r e i t b a r t e t a l . , 1 9 9 3 , A l o n s o e t a l . , 1 9 9 6 b , W o r a h a n d

S h e t h , 1 9 9 6 ] t h a t A T M s h a v e l i m i t e d a p p l i c a b i l i t y i n t h e c o n t e x t o f w o r k o w s

d u e t o t h e i r i n a b i l i t y t o m o d e l t h e r i c h r e q u i r e m e n t s o f t o d a y ' s o r g a n i z a t i o n a l

p r o c e s s e s a d e q u a t e l y .

T r a d i t i o n a l d a t a b a s e t r a n s a c t i o n s p r o v i d e p r o p e r t i e s s u c h a s f a i l u r e a t o m -

i c i t y a n d c o n c u r r e n c y c o n t r o l . T h e s e a r e v e r y u s e f u l c o n c e p t s t h a t c o u l d b e

a p p l i c a b l e i n w o r k o w s . F o r e x a m p l e , f a i l u r e a t o m i c i t y c a n b e s u p p o r t e d f o r

a t a s k t h a t i n t e r a c t s w i t h a D B M S , o r a g r o u p o f t a s k s u s i n g t h e t w o - p h a s e

c o m m i t p r o t o c o l . T h e r e i s a p o t e n t i a l n e e d f o r c o n c u r r e n c y c o n t r o l a n d s y n -

c h r o n i z a t i o n o f w o r k o w p r o c e s s e s f o r a d d r e s s i n g c o r r e c t n e s s c o n c e r n s d u r i n g

w o r k o w e x e c u t i o n J i n e t a l . , 1 9 9 3 , A l o n s o e t a l . , 1 9 9 6 a ] . B a s e d o n o u r r e v i e w

o f r e q u i r e m e n t s o f e x i s t i n g a p p l i c a t i o n s u s i n g w o r k o w s W o r a h a n d S h e t h ,


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1 9 9 6 ] , w e f e e l t h a t t r a n s a c t i o n a l f e a t u r e s f o r m o n l y a s m a l l p a r t o f a l a r g e - s c a l e

w o r k o w a p p l i c a t i o n . W o r k o w r e q u i r e m e n t s e i t h e r e x c e e d , o r s i g n i c a n t l y

d i e r f r o m t h o s e o f A T M s i n t e r m s o f m o d e l i n g , c o o r d i n a t i o n a n d r u n - t i m e r e -

q u i r e m e n t s . I t w o u l d d e n i t e l y b e u s e f u l t o i n c o r p o r a t e t r a n s a c t i o n a l s e m a n t i c s

s u c h a s r e c o v e r y , r e l a x e d a t o m i c i t y a n d i s o l a t i o n t o e n s u r e r e l i a b l e w o r k o w e x -

e c u t i o n s . N e v e r t h e l e s s , t o v i e w a w o r k o w a s a n A T M , o r t o u s e e x i s t i n g A T M s

t o c o m p l e t e l y m o d e l w o r k o w s w o u l d b e i n a p p r o p r i a t e . W e d o n o t t h i n k t h a t

e x i s t i n g A T M s p r o v i d e a c o m p r e h e n s i v e o r s u c i e n t f r a m e w o r k f o r m o d e l i n g

l a r g e - s c a l e e n t e r p r i s e - w i d e w o r k o w s .

O u r o b s e r v a t i o n s i n t h i s c h a p t e r r e e c t o u r e x p e r i e n c e i n m o d e l i n g a n d d e -

v e l o p m e n t e o r t s f o r a r e a l - w o r l d w o r k o w a p p l i c a t i o n f o r i m m u n i z a t i o n t r a c k -

i n g S h e t h e t a l . , 1 9 9 6 b , P a l a n i s w a m i e t a l . , 1 9 9 6 ] , e x p e r i e n c e i n t r y i n g t o u s e

e x i b l e t r a n s a c t i o n s i n m u l t i - s y s t e m t e l e c o m m u n i c a t i o n a p p l i c a t i o n s A n s a r i

e t a l . , 1 9 9 2 ] , a n d o u r u n d e r s t a n d i n g o f t h e c u r r e n t s t a t e o f t h e w o r k o w t e c h -

n o l o g y a n d i t s r e a l - w o r l d o r r e a l i s t i c a p p l i c a t i o n s S h e t h e t a l . , 1 9 9 6 b , M e d i n a -

M o r a a n d C a r t r o n , 1 9 9 6 , B o n n e r e t a l . , 1 9 9 6 , A n s a r i e t a l . , 1 9 9 2 , V i v i e r e t a l . ,

1 9 9 6 , S h e t h a n d J o o s t e n , 1 9 9 6 ] .

W e e m p h a s i z e t h e n e e d f o r l o o k i n g b e y o n d t h e f r a m e w o r k o f A T M s f o r m o d -

e l i n g a n d e x e c u t i n g w o r k o w a p p l i c a t i o n s . T h e t e r m t r a n s a c t i o n a s i t i s u s e d

i n b u s i n e s s p r o c e s s e s t o d a y h a s m u l t i p l e c o n n o t a t i o n s , d a t a b a s e t r a n s a c t i o n s

b e i n g o n l y o n e o f t h e m . F o r e x a m p l e , E D I t r a n s a c t i o n s a r e u s e d f o r d e n i n g

i n t e r f a c e s a n d d a t a f o r m a t s f o r e x c h a n g e o f d a t a b e t w e e n o r g a n i z a t i o n s a n d

H e a l t h L e v e l 7 ( H L 7 ) t r a n s a c t i o n s a r e u s e d t o t r a n s f e r p a t i e n t d a t a b e t w e e n

h e a l t h c a r e o r g a n i z a t i o n s . W e d i s c u s s o t h e r u s e s o f t h i s t e r m i n s e c t i o n 1 . 7 .

W o r k o w s y s t e m s s h o u l d e v o l v e w i t h t h e n e e d s o f t h e b u s i n e s s a n d s c i e n t i c

u s e r c o m m u n i t i e s , b o t h i n t e r m s o f m o d e l i n g a n d r u n - t i m e s u p p o r t . O f c o u r s e ,

i t i s p o s s i b l e t h a t i n s o m e s p e c i c d o m a i n s , A T M b a s e d w o r k o w m o d e l s m a y

b e s u c i e n t , h o w e v e r , w e b e l i e v e , s u c h c a s e s w o u l d b e v e r y f e w .

T h e o r g a n i z a t i o n o f t h i s c h a p t e r i s a s f o l l o w s . S e c t i o n s 2 t h r o u g h 5 a r e

t u t o r i a l i n n a t u r e . I n s e c t i o n 2 w e r e v i e w t h e r e s e a r c h i n t h e d o m a i n o f A T M s .

T h e n e x t s e c t i o n d i s c u s s e s t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f t r a n s a c t i o n a l w o r k o w s a n d

s i g n i c a n t r e s e a r c h i n t h i s a r e a . O n e o f t h e p r i m a r y f o c u s o f t r a n s a c t i o n a l

w o r k o w s i s r e c o v e r y . I n s e c t i o n 4 w e h i g h l i g h t t h e i s s u e s i n v o l v e d i n r e c o v e r y

f o r w o r k o w s y s t e m s . S e c t i o n 5 d i s c u s s e s t h e t y p e s o f e r r o r s t h a t c o u l d o c c u r

d u r i n g w o r k o w e x e c u t i o n . I n s e c t i o n 6 w e d i s c u s s a p r a c t i c a l i m p l e m e n t a t i o n

o f e r r o r h a n d l i n g a n d r e c o v e r y i n a l a r g e - s c a l e W F M S . S e c t i o n 6 p r o v i d e s a

p e r s p e c t i v e i n t o t h e c h a r a c t e r i s t i c s a n d i n t e r p r e t a t i o n o f t r a n s a c t i o n s a s t h e y

e x i s t i n w o r k o w a p p l i c a t i o n s t o d a y . F i n a l l y , w e c o n c l u d e t h e p a p e r w i t h o u r

o b s e r v a t i o n s r e g a r d i n g t h e r o l e o f t r a n s a c t i o n s i n t r a n s a c t i o n a l w o r k o w s .


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1 . 2 A D V A N C E D T R A N S A C T I O N M O D E L S

I n t h i s s e c t i o n w e w i l l b r i e y d e s c r i b e s o m e o f t h e A T M s d i s c u s s e d i n t h e l i t e r a -

t u r e G r a y a n d R e u t e r , 1 9 9 3 , E l m a g a r m i d , 1 9 9 2 ] . T h e s e m o d e l s c a n b e c l a s s i e d

a c c o r d i n g t o v a r i o u s c h a r a c t e r i s t i c s t h a t i n c l u d e t r a n s a c t i o n s t r u c t u r e , i n t r a -

t r a n s a c t i o n c o n c u r r e n c y , e x e c u t i o n d e p e n d e n c i e s , v i s i b i l i t y , d u r a b i l i t y , i s o l a t i o n

r e q u i r e m e n t s , a n d f a i l u r e a t o m i c i t y . A T M s p e r m i t g r o u p i n g o f t h e i r o p e r a t i o n s

i n t o h i e r a r c h i c a l s t r u c t u r e s , a n d i n m o s t c a s e s r e l a x ( s o m e o f ) t h e A C I D r e -

q u i r e m e n t s o f c l a s s i c a l t r a n s a c t i o n s . I n t h i s s e c t i o n , w e d i s c u s s s o m e o f t h e

A T M s t h a t w e f e e l a r e r e l e v a n t i n t h e c o n t e x t o f w o r k o w s y s t e m s .

1 . 2 . 1 N e s t e d T r a n s a c t i o n s

A n i m p o r t a n t s t e p i n t h e e v o l u t i o n o f a b a s i c t r a n s a c t i o n m o d e l w a s t h e e x -

t e n s i o n o f t h e a t ( s i n g l e l e v e l ) t r a n s a c t i o n s t r u c t u r e t o m u l t i - l e v e l s t r u c t u r e s .

A N e s t e d T r a n s a c t i o n M o s s , 1 9 8 2 ] i s a s e t o f s u b t r a n s a c t i o n s t h a t m a y r e c u r -

s i v e l y c o n t a i n o t h e r s u b t r a n s a c t i o n s , t h u s f o r m i n g a t r a n s a c t i o n t r e e . A c h i l d

t r a n s a c t i o n m a y s t a r t a f t e r i t s p a r e n t h a s s t a r t e d a n d a p a r e n t t r a n s a c t i o n

m a y t e r m i n a t e o n l y a f t e r a l l i t s c h i l d r e n t e r m i n a t e . I f a p a r e n t t r a n s a c t i o n i s

a b o r t e d , a l l i t s c h i l d r e n a r e a b o r t e d . H o w e v e r , w h e n a c h i l d f a i l s , t h e p a r e n t

m a y c h o o s e i t s o w n w a y o f r e c o v e r y , f o r e x a m p l e t h e p a r e n t m a y e x e c u t e a n o t h e r

s u b t r a n s a c t i o n t h a t p e r f o r m s a n a l t e r n a t i v e a c t i o n ( a c o n t i n g e n c y s u b t r a n s a c -

t i o n ) . N e s t e d t r a n s a c t i o n s p r o v i d e f u l l i s o l a t i o n a t t h e g l o b a l l e v e l , b u t t h e y

p e r m i t i n c r e a s e d m o d u l a r i t y , n e r g r a n u l a r i t y o f f a i l u r e h a n d l i n g , a n d a h i g h e r

d e g r e e o f i n t r a - t r a n s a c t i o n c o n c u r r e n c y t h a n t h e t r a d i t i o n a l t r a n s a c t i o n s .

1 . 2 . 2 O p e n N e s t e d T r a n s a c t i o n s

O p e n N e s t e d T r a n s a c t i o n s W e i k u m a n d S c h e k , 1 9 9 2 ] r e l a x t h e i s o l a t i o n r e -

q u i r e m e n t s b y m a k i n g t h e r e s u l t s o f c o m m i t t e d s u b t r a n s a c t i o n s v i s i b l e t o o t h e r

c o n c u r r e n t l y e x e c u t i n g n e s t e d t r a n s a c t i o n s . T h i s w a y , a h i g h e r d e g r e e o f c o n -

c u r r e n c y i s a c h i e v e d . T o a v o i d i n c o n s i s t e n t u s e o f t h e r e s u l t s o f c o m m i t t e d

s u b t r a n s a c t i o n s , o n l y t h o s e s u b t r a n s a c t i o n s t h a t c o m m u t e w i t h t h e c o m m i t t e d

o n e s a r e a l l o w e d t o u s e t h e i r r e s u l t s . T w o t r a n s a c t i o n s ( o r , i n g e n e r a l , t w o

o p e r a t i o n s ) a r e s a i d t o c o m m u t e i f t h e i r e e c t s , i . e . , t h e i r o u t p u t a n d t h e n a l

s t a t e o f t h e d a t a b a s e , a r e t h e s a m e r e g a r d l e s s o f t h e o r d e r i n w h i c h t h e y w e r e

e x e c u t e d . I n c o n v e n t i o n a l s y s t e m s , o n l y r e a d o p e r a t i o n s c o m m u t e . B a s e d o n

t h e i r s e m a n t i c s , h o w e v e r , o n e c a n a l s o d e n e u p d a t e o p e r a t i o n s a s c o m m u t a t i v e

( f o r e x a m p l e i n c r e m e n t o p e r a t i o n s o f a c o u n t e r ) .

1 . 2 . 3 S a g a s


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A S a g a G a r c i a - M o l i n a a n d S a l e m , 1 9 8 7 ] c a n d e a l w i t h l o n g - l i v e d t r a n s a c t i o n s .

A S a g a c o n s i s t s o f a s e t o f A C I D s u b t r a n s a c t i o n s T

1

T

n

w i t h a p r e d e n e d

o r d e r o f e x e c u t i o n , a n d a s e t o f c o m p e n s a t i n g s u b t r a n s a c t i o n s C T

1

C T

n 1

c o r r e s p o n d i n g t o T

1

T

n 1

. A s a g a c o m p l e t e s s u c c e s s f u l l y , i f t h e s u b t r a n s -

a c t i o n s T

1

T

n

h a v e c o m m i t t e d . I f o n e o f t h e s u b t r a n s a c t i o n s , s a y T

k

f a i l s , t h e n c o m m i t t e d s u b t r a n s a c t i o n s T

1

T

k 1

a r e u n d o n e b y e x e c u t i n g

c o m p e n s a t i n g s u b t r a n s a c t i o n s C T

k 1

C T

1

. S a g a s r e l a x t h e f u l l i s o l a t i o n

r e q u i r e m e n t s a n d i n c r e a s e i n t e r - t r a n s a c t i o n c o n c u r r e n c y . A n e x t e n s i o n a l l o w s

t h e n e s t i n g o f S a g a s G a r c i a - M o l i n a e t a l . , 1 9 9 1 ] . N e s t e d S a g a s p r o v i d e u s e -

f u l m e c h a n i s m s t o s t r u c t u r e s t e p s i n v o l v e d w i t h i n a l o n g r u n n i n g t r a n s a c t i o n

i n t o h i e r a r c h i c a l t r a n s a c t i o n s t r u c t u r e s . T h i s m o d e l p r o m o t e s a r e l a x e d n o -

t i o n o f a t o m i c i t y w h e r e b y f o r w a r d r e c o v e r y i s u s e d i n t h e f o r m o f c o m p e n s a t i n g

t r a n s a c t i o n s t o u n d o t h e e e c t s o f a f a i l e d t r a n s a c t i o n .

1 . 2 . 4 M u l t i - L e v e l T r a n s a c t i o n s

M u l t i - L e v e l T r a n s a c t i o n s a r e m o r e g e n e r a l i z e d v e r s i o n s o f n e s t e d t r a n s a c t i o n s

W e i k u m a n d S c h e k , 1 9 9 2 , G r a y a n d R e u t e r , 1 9 9 3 ] . S u b t r a n s a c t i o n s o f a m u l t i -

l e v e l t r a n s a c t i o n s c a n c o m m i t a n d r e l e a s e t h e i r r e s o u r c e s b e f o r e t h e ( g l o b a l )

t r a n s a c t i o n s u c c e s s f u l l y c o m p l e t e s a n d c o m m i t s . I f a g l o b a l t r a n s a c t i o n a b o r t s ,

i t s f a i l u r e a t o m i c i t y m a y r e q u i r e t h a t t h e e e c t s o f a l r e a d y c o m m i t t e d s u b t r a n s -

a c t i o n s b e u n d o n e b y e x e c u t i n g c o m p e n s a t i n g s u b t r a n s a c t i o n s . A c o m p e n s a t i n g

s u b t r a n s a c t i o n t s e m a n t i c a l l y u n d o e s e e c t s o f a c o m m i t t e d s u b t r a n s a c t i o n t

s o t h a t t h e s t a t e o f t h e d a t a b a s e b e f o r e a n d a f t e r e x e c u t i n g a s e q u e n c e t t i s

t h e s a m e . H o w e v e r , a n i n c o n s i s t e n c y m a y o c c u r i f o t h e r t r a n s a c t i o n s o b s e r v e

t h e e e c t s o f s u b t r a n s a c t i o n s t h a t w i l l b e c o m p e n s a t e d l a t e r G r a y a n d R e u t e r ,

1 9 9 3 , G a r c i a - M o l i n a a n d S a l e m , 1 9 8 7 , K o r t h e t a l . , 1 9 9 0 ] . O p e n n e s t e d t r a n s a c -

t i o n s u s e t h e c o m m u t a t i v i t y t o s o l v e t h i s p r o b l e m . S i n c e o n l y s u b t r a n s a c t i o n s

t h a t c o m m u t e w i t h t h e c o m m i t t e d o n e s a r e a l l o w e d t o a c c e s s t h e r e s u l t s , t h e

e x e c u t i o n s e q u e n c e t s t i s e q u i v a l e n t t o s t t a n d , a c c o r d i n g t o d e n i t i o n o f

c o m p e n s a t i o n , t o s , a n d t h e r e f o r e i s c o n s i s t e n t . A s o m e w h a t m o r e g e n e r a l s o l u -

t i o n i n t h e f o r m o f a h o r i z o n o f c o m p e n s a t i o n , h a s b e e n p r o p o s e d i n K r y c h n i a k

e t a l . , 1 9 9 6 ] i n t h e c o n t e x t o f m u l t i - l e v e l a c t i v i t i e s .

1 . 2 . 5 F l e x i b l e T r a n s a c t i o n s

F l e x i b l e T r a n s a c t i o n s E l m a g a r m i d e t a l . , 1 9 9 0 , Z h a n g e t a l . , 1 9 9 4 ] h a v e b e e n

p r o p o s e d a s a t r a n s a c t i o n m o d e l s u i t a b l e f o r a m u l t i d a t a b a s e e n v i r o n m e n t .

A e x i b l e t r a n s a c t i o n i s a s e t o f t a s k s , w i t h a s e t o f f u n c t i o n a l l y e q u i v a l e n t

s u b t r a n s a c t i o n s f o r e a c h a n d a s e t o f e x e c u t i o n d e p e n d e n c i e s o n t h e s u b t r a n s -

a c t i o n s , i n c l u d i n g f a i l u r e d e p e n d e n c i e s , s u c c e s s d e p e n d e n c i e s , o r e x t e r n a l d e -

p e n d e n c i e s . T o r e l a x t h e i s o l a t i o n r e q u i r e m e n t s , e x i b l e t r a n s a c t i o n s u s e c o m -


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p e n s a t i o n a n d r e l a x g l o b a l a t o m i c i t y r e q u i r e m e n t s b y a l l o w i n g t h e t r a n s a c t i o n

d e s i g n e r t o s p e c i f y a c c e p t a b l e s t a t e s f o r t e r m i n a t i o n o f t h e e x i b l e t r a n s a c t i o n ,

i n w h i c h s o m e s u b t r a n s a c t i o n s m a y b e a b o r t e d . I P L C h e n e t a l . , 1 9 9 3 ] i s a l a n -

g u a g e p r o p o s e d f o r t h e s p e c i c a t i o n o f e x i b l e t r a n s a c t i o n s w i t h u s e r - d e n e d

a t o m i c i t y a n d i s o l a t i o n . I t i n c l u d e s f e a t u r e s o f t r a d i t i o n a l p r o g r a m m i n g l a n -

g u a g e s , s u c h a s t y p e s p e c i c a t i o n t o s u p p o r t s p e c i c d a t a f o r m a t s t h a t a r e

a c c e p t e d o r p r o d u c e d b y s u b t r a n s a c t i o n s e x e c u t i n g o n d i e r e n t s o f t w a r e s y s -

t e m s , a n d p r e f e r e n c e d e s c r i p t o r s w i t h l o g i c a l a n d a l g e b r a i c f o r m u l a e u s e d f o r

c o n t r o l l i n g c o m m i t m e n t s o f t r a n s a c t i o n s . B e c a u s e e x i b l e t r a n s a c t i o n s s h a r e

s o m e m o r e o f t h e f e a t u r e s o f a w o r k o w m o d e l , i t w a s p e r h a p s t h e r s t A T M

t o h a v e b e e n t r i e d t o p r o t o t y p e w o r k o w a p p l i c a t i o n s A n s a r i e t a l . , 1 9 9 2 ] .

1 . 2 . 6 A C T A a n d i t s d e r i v a t i v e s

R e a s o n i n g a b o u t v a r i o u s t r a n s a c t i o n m o d e l s c a n b e s i m p l i e d u s i n g t h e A C T A

m e t a m o d e l C h r y s a n t h i s a n d R a m a m r i t h a m , 1 9 9 2 ] . A C T A c a p t u r e s t h e i m p o r -

t a n t c h a r a c t e r i s t i c s o f t r a n s a c t i o n m o d e l s a n d c a n b e u s e d t o d e c i d e w h e t h e r

a p a r t i c u l a r t r a n s a c t i o n e x e c u t i o n h i s t o r y o b e y s a g i v e n s e t o f d e p e n d e n c i e s .

H o w e v e r , d e n i n g a t r a n s a c t i o n w i t h a p a r t i c u l a r s e t o f p r o p e r t i e s a n d a s s u r -

i n g t h a t a n e x e c u t i o n h i s t o r y w i l l p r e s e r v e t h e s e p r o p e r t i e s r e m a i n s a d i c u l t

p r o b l e m .

I n B i l i r i s e t a l . , 1 9 9 4 ] , t h e a u t h o r s p r o p o s e a r e l a x e d t r a n s a c t i o n f a c i l i t y

c a l l e d A S S E T . I t i s b a s e d o n t r a n s a c t i o n p r i m i t i v e s d e r i v e d f r o m t h e A C T A

f r a m e w o r k t h a t c a n b e u s e d a t a p r o g r a m m i n g l e v e l t o s p e c i f y c u s t o m i z e d ,

a p p l i c a t i o n s p e c i c t r a n s a c t i o n m o d e l s t h a t a l l o w c o o p e r a t i o n a n d i n t e r a c t i o n .

T h e t r a n s a c t i o n p r i m i t i v e s i n c l u d e a b a s i c a n d a n e x t e n d e d s e t o f c o n s t r u c t s

t h a t c a n b e u s e d i n a n a p p l i c a t i o n t h a t n e e d s t o s u p p o r t c u s t o m t r a n s a c t i o n a l

s e m a n t i c s a t t h e a p p l i c a t i o n l e v e l . T h e s e c a n b e u s e d t o s u p p o r t v e r y l i m i t e d

f o r m s o f w o r k o w s t h a t i n v o l v e t r a n s a c t i o n - l i k e c o m p o n e n t s . I n s o m e s e n s e ,

t h i s d e m o n s t r a t e s t h e l i m i t a t i o n s o n e m a y f a c e w h e n t r y i n g t o u s e a n A T M a s

a p r i m a r y b a s i s f o r w o r k o w m o d e l i n g .

1 . 3 T R A N S A C T I O N A L W O R K F L O W S

T h e t e r m t r a n s a c t i o n a l w o r k o w s S h e t h a n d R u s i n k i e w i c z , 1 9 9 3 ] w a s i n t r o -

d u c e d t o c l e a r l y r e c o g n i z e t h e r e l e v a n c e o f t r a n s a c t i o n s t o w o r k o w s . I t h a s

b e e n s u b s e q u e n t l y u s e d b y a n u m b e r o f r e s e a r c h e r s B r e i t b a r t e t a l . , 1 9 9 3 ,

R u s i n k i e w i c z a n d S h e t h , 1 9 9 5 , K r i s h n a k u m a r a n d S h e t h , 1 9 9 5 , G e o r g a k o p o u -

l o s e t a l . , 1 9 9 5 , T a n g a n d V e i j a l a i n e n , 1 9 9 5 , L e y m a n n e t a l . , 1 9 9 6 ] . T r a n s -

a c t i o n a l w o r k o w s i n v o l v e t h e c o o r d i n a t e d e x e c u t i o n o f m u l t i p l e r e l a t e d t a s k s

t h a t r e q u i r e a c c e s s t o H A D s y s t e m s a n d s u p p o r t s e l e c t i v e u s e o f t r a n s a c t i o n a l

p r o p e r t i e s f o r i n d i v i d u a l t a s k s o r e n t i r e w o r k o w s . T h e y u s e A T M s t o s p e c i f y


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1 0 A D V A N C E D T R A N S A C T I O N M O D E L S A N D A R C H I T E C T U R E S

w o r k o w c o r r e c t n e s s , d a t a - c o n s i s t e n c y a n d r e l i a b i l i t y . T r a n s a c t i o n a l w o r k o w s

p r o v i d e f u n c t i o n a l i t y r e q u i r e d b y e a c h w o r k o w p r o c e s s ( e . g . , a l l o w t a s k c o l -

l a b o r a t i o n a n d s u p p o r t t h e w o r k o w s t r u c t u r e ) w h i c h i s u s u a l l y n o t a v a i l a b l e

i n t y p i c a l D B M S a n d T P - m o n i t o r t r a n s a c t i o n s . F u r t h e r m o r e , t h e y a d d r e s s i s -

s u e s r e l a t e d t o r e l i a b l e e x e c u t i o n o f w o r k o w s ( b o t h s i n g l e a n d m u l t i p l e ) i n t h e

p r e s e n c e o f c o n c u r r e n c y a n d f a i l u r e s .

T r a n s a c t i o n a l w o r k o w s d o n o t i m p l y t h a t w o r k o w s a r e s i m i l a r o r e q u i v a -

l e n t t o d a t a b a s e t r a n s a c t i o n s , o r s u p p o r t a l l t h e A C I D t r a n s a c t i o n p r o p e r t i e s .

T h e y m i g h t n o t s t r i c t l y s u p p o r t s o m e o f t h e i m p o r t a n t t r a n s a c t i o n f e a t u r e s

s u p p o r t e d b y T P m o n i t o r s ( e . g . , c o n c u r r e n c y c o n t r o l , b a c k w a r d r e c o v e r y , a n d

c o n s i s t e n c y o f d a t a ) . N e v e r t h e l e s s , s u c h w o r k o w s s h a r e t h e o b j e c t i v e s o f s o m e

o f t h e A T M s i n t e r m s o f b e i n g a b l e t o e n f o r c e r e l a x e d t r a n s a c t i o n s e m a n t i c s t o

a s e t o f a c t i v i t i e s .

I n a s o m e w h a t c o n s e r v a t i v e v i e w , t r a n s a c t i o n a l w o r k o w s a r e w o r k o w s s u p -

p o r t e d b y a n A T M t h a t d e n e s w o r k o w c o r r e c t n e s s a n d r e l i a b i l i t y c r i t e r i a

G e o r g a k o p o u l o s e t a l . , 1 9 9 5 ] . I n s u c h a w o r k o w , t h e t a s k s a r e m a p p e d t o

c o n s t i t u e n t t r a n s a c t i o n s o f a n a d v a n c e d t r a n s a c t i o n s u p p o r t e d b y a n A T M

G e o r g a k o p o u l o s e t a l . , 1 9 9 4 ] , a n d c o n t r o l o w i s d e n e d a s d e p e n d e n c i e s b e -

t w e e n t r a n s a c t i o n a l s t e p s . S i m i l a r l y , i n W e i k u m , 1 9 9 3 ] a n e x t r a c o n t r o l l a y e r

i n t e r m s o f d e p e n d e n c i e s i s a d d e d t o A T M t o p r o v i d e f u n c t i o n a l i t y t o t h e t r a n s -

a c t i o n s r u n n i n g i n a l a r g e - s c a l e d i s t r i b u t e d i n f o r m a t i o n s y s t e m s e n v i r o n m e n t .

A W F M S m a y p r o v i d e t r a n s a c t i o n a l p r o p e r t i e s t o s u p p o r t f o r w a r d r e c o v -

e r y , a n d u s e s y s t e m a n d a p p l i c a t i o n s e m a n t i c s t o s u p p o r t s e m a n t i c b a s e d c o r -

r e c t m u l t i - s y s t e m a p p l i c a t i o n e x e c u t i o n S h e t h , 1 9 9 5 , K r i s h n a k u m a r a n d S h e t h ,

1 9 9 5 ] . T h e s e c o u l d i n c l u d e t r a n s a c t i o n m a n a g e m e n t t e c h n i q u e s s u c h a s l o g g i n g ,

c o m p e n s a t i o n , e t c . t o e n a b l e f o r w a r d r e c o v e r y a n d f a i l u r e a t o m i c i t y . I n a d d i -

t i o n , t h e w o r k o w c o u l d e x h i b i t t r a n s a c t i o n a l p r o p e r t i e s f o r p a r t s o f i t s e x e c u -

t i o n . I t m i g h t u s e t r a n s a c t i o n m a n a g e m e n t t e c h n o l o g y s u c h a s t r a n s a c t i o n a l -

R P C b e t w e e n t w o c o m p o n e n t s o f a W F M S ( e . g , s c h e d u l e r a n d t a s k m a n a g e r ) ,

a n e x t e n d e d c o m m i t c o o r d i n a t o r M i l l e r e t a l . , 1 9 9 6 ] , o r a t r a n s a c t i o n a l p r o t o c o l

( X A ) b e t w e e n a t a s k m a n a g e r a n d a p r o c e s s i n g e n t i t y .

I n o u r v i e w , t h e s c o p e o f t r a n s a c t i o n a l w o r k o w s e x t e n d s b e y o n d t h e p u r v i e w

o f d a t a b a s e t r a n s a c t i o n s a n d A T M s . W o r k o w e x e c u t i o n s i n c l u d e t a s k s t h a t

m i g h t i n v o l v e d a t a b a s e t r a n s a c t i o n s ; h o w e v e r , l a r g e - s c a l e w o r k o w a p p l i c a t i o n s

t y p i c a l l y e x t e n d b e y o n d t h e d a t a - c e n t r i c d o m a i n s o f d a t a b a s e s a n d i n f r a s t r u c -

t u r e s t h a t i n h e r e n t l y s u p p o r t t r a n s a c t i o n s e m a n t i c s ( e . g . , T P - m o n i t o r s ) , t o

m o r e h e t e r o g e n e o u s , d i s t r i b u t e d a n d n o n - t r a n s a c t i o n a l e x e c u t i o n e n v i r o n m e n t s .


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T R A N S A C T I O N S I N T R A N S A C T I O N A L W O R K F L O W S 1 1

1 . 3 . 1 P r e v i o u s R e s e a r c h o n u s i n g T r a n s a c t i o n s f o r W o r k o w s

T w o m a j o r a p p r o a c h e s h a v e b e e n u s e d t o s t u d y a n d d e n e t r a n s a c t i o n a l w o r k -

o w s . T h e r s t o n e u t i l i z e a w o r k o w m o d e l t h a t i s b a s e d o n s u p p o r t i n g o r -

g a n i z a t i o n a l p r o c e s s e s ( a l s o c a l l e d b u s i n e s s p r o c e s s m o d e l i n g ) a s i t s b a s i s , a n d

c o m p l e m e n t s i t w i t h t r a n s a c t i o n a l f e a t u r e s t o a d d r e l i a b i l i t y , c o n s i s t e n c y , a n d

o t h e r t r a n s a c t i o n s e m a n t i c s . I n t h e s e c o n d a p p r o a c h , A T M s a r e e n h a n c e d t o

i n c o r p o r a t e w o r k o w r e l a t e d c o n c e p t s t o i n c r e a s e f u n c t i o n a l i t y a n d a p p l i c a b i l -

i t y i n r e a l - w o r l d s e t t i n g s . T h e d e g r e e t o w h i c h e a c h o f t h e m o d e l s i n c o r p o r a t e s

t r a n s a c t i o n a l f e a t u r e s v a r i e s , a n d d e p e n d s l a r g e l y o n t h e r e q u i r e m e n t s ( s u c h a s

e x i b i l i t y , a t o m i c i t y a n d i s o l a t i o n o f i n d i v i d u a l t a s k e x e c u t i o n s a n d m u l t i p l e

w o r k o w i n s t a n c e s , e t c . ) o f t h e o r g a n i z a t i o n a l p r o c e s s e s i t t r i e s t o m o d e l . I n

t h e r e m a i n d e r o f t h i s s e c t i o n , w e d i s c u s s s o m e o f t h e r e s e a r c h t h a t h a s b e e n

d o n e u s i n g A T M s a n d w o r k o w s .

C o n T r a c t s W a c h t e r a n d R e u t e r , 1 9 9 2 ] w e r e p r o p o s e d a s a m e c h a n i s m f o r

g r o u p i n g t r a n s a c t i o n s i n t o a m u l t i t r a n s a c t i o n a c t i v i t y . A C o n T r a c t c o n s i s t s o f a

s e t o f p r e d e n e d a c t i o n s ( w i t h A C I D p r o p e r t i e s ) c a l l e d s t e p s , a n d a n e x p l i c i t l y

s p e c i e d e x e c u t i o n p l a n c a l l e d a s c r i p t . A n e x e c u t i o n o f a C o n T r a c t m u s t b e

f o r w a r d - r e c o v e r a b l e , t h a t i s , i n t h e c a s e o f a f a i l u r e t h e s t a t e o f t h e C o n T r a c t

m u s t b e r e s t o r e d a n d i t s e x e c u t i o n m a y c o n t i n u e . I n a d d i t i o n t o t h e r e l a x e d

i s o l a t i o n , C o n T r a c t s p r o v i d e r e l a x e d a t o m i c i t y s o t h a t a C o n T r a c t m a y b e

i n t e r r u p t e d a n d r e - i n s t a n t i a t e d .

W o r k o w a p p l i c a t i o n s a r e t y p i c a l l y l o n g - l i v e d c o m p a r e d t o d a t a b a s e t r a n s -

a c t i o n s . A w o r k o w i s s e e n a s a L o n g - R u n n i n g A c t i v i t y i n D a y a l e t a l . ,

1 9 9 0 , D a y a l e t a l . , 1 9 9 1 ] . A L o n g - R u n n i n g A c t i v i t y i s m o d e l e d a s a s e t o f

e x e c u t i o n u n i t s t h a t m a y c o n s i s t r e c u r s i v e l y o f o t h e r a c t i v i t i e s , o r t o p - l e v e l

t r a n s a c t i o n s ( i . e . , t r a n s a c t i o n s t h a t m a y s p a w n n e s t e d t r a n s a c t i o n s ) . C o n t r o l

o w a n d d a t a o w o f a n a c t i v i t y m a y b e s p e c i e d s t a t i c a l l y i n t h e a c t i v i t y ' s

s c r i p t , o r d y n a m i c a l l y b y E v e n t - C o n d i t i o n - A c t i o n ( E C A ) r u l e s . T h i s m o d e l

i n c l u d e s c o m p e n s a t i o n , c o m m u n i c a t i o n b e t w e e n e x e c u t i o n u n i t s , q u e r y i n g t h e

s t a t u s o f a n a c t i v i t y , a n d e x c e p t i o n h a n d l i n g .

M o t i v a t e d b y a d v a n c e d a p p l i c a t i o n r e q u i r e m e n t s , s e v e r a l A T M s h a v e b e e n

p r o p o s e d ( r e f e r t o C h r y s a n t h i s a n d R a m a m r i t h a m , 1 9 9 1 , G e o r g a k o p o u l o s a n d

H o r n i c k , 1 9 9 4 ] f o r f r a m e w o r k s f o r d e n i n g a n d c o m p a r i n g A T M s , E l m a g a r m i d ,

1 9 9 2 ] f o r s e v e r a l r e p r e s e n t a t i v e A T M s , f o r a r e p r e s e n t a t i v e m o d e l a n d s p e c i -

c a t i o n t h a t s u p p o r t a p p l i c a t i o n s p e c i c t r a n s a c t i o n p r o p e r t i e s , a n d B r e i t b a r t

e t a l . , 1 9 9 3 , H s u , 1 9 9 3 , R u s i n k i e w i c z a n d S h e t h , 1 9 9 5 ] f o r e a r l i e r v i e w s o n

r e l a t i o n s h i p s b e t w e e n w o r k o w s a n d A T M s ) . A T M s e x t e n d t h e t r a d i t i o n a l

( A C I D ) t r a n s a c t i o n m o d e l t y p i c a l l y s u p p o r t e d b y D B M S s t o a l l o w a d v a n c e d

a p p l i c a t i o n f u n c t i o n a l i t y ( e . g . , p e r m i t t a s k c o l l a b o r a t i o n a n d c o o r d i n a t i o n a s i t

i s r e q u i r e d b y a d h o c w o r k o w s ) a n d i m p r o v e t h r o u g h p u t ( e . g . , r e d u c e t r a n s a c -


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t i o n b l o c k i n g a n d a b o r t i o n c a u s e d b y t r a n s a c t i o n s y n c h r o n i z a t i o n ) . H o w e v e r ,

m a n y o f t h e s e e x t e n s i o n s h a v e r e s u l t e d i n a p p l i c a t i o n - s p e c i c A T M s t h a t o e r

a d e q u a t e c o r r e c t n e s s g u a r a n t e e s i n a p a r t i c u l a r a p p l i c a t i o n , b u t n o t i n o t h e r s .

F u r t h e r m o r e , a n A T M m a y i m p o s e r e s t r i c t i o n s t h a t a r e u n a c c e p t a b l e i n o n e

a p p l i c a t i o n , y e t r e q u i r e d b y a n o t h e r . I f n o e x i s t i n g A T M s a t i s e s t h e r e q u i r e -

m e n t s o f a n a p p l i c a t i o n , a n e w A T M i s d e n e d t o d o s o .

I n G e o r g a k o p o u l o s e t a l . , 1 9 9 4 ] , t h e a u t h o r s d e n e a n e x t e n d e d ( a d v a n c e d )

t r a n s a c t i o n f r a m e w o r k f o r e x e c u t i o n o f w o r k o w s c a l l e d t h e T r a n s a c t i o n S p e c i -

c a t i o n a n d M a n a g e m e n t E n v i r o n m e n t ( T S M E ) . A w o r k o w i n t h i s f r a m e w o r k

c o n s i s t s o f c o n s t i t u e n t t r a n s a c t i o n s c o r r e s p o n d i n g t o w o r k o w t a s k s . I n a d d i -

t i o n , w o r k o w s h a v e a n e x e c u t i o n s t r u c t u r e t h a t i s d e n e d b y a n A T M ; t h e

A T M d e n e s t h e c o r r e c t n e s s c r i t e r i a f o r t h e w o r k o w . T h e T S M E c l a i m s t o

s u p p o r t v a r i o u s A T M s ( e x t e n d e d t r a n s a c t i o n m o d e l s ) t o e n s u r e c o r r e c t n e s s a n d

r e l i a b i l i t y o f v a r i o u s t y p e s o f w o r k o w p r o c e s s e s . E x t e n d e d t r a n s a c t i o n s c o n s i s t

o f a s e t o f c o n s t i t u e n t t r a n s a c t i o n s a n d a s e t o f d e p e n d e n c i e s b e t w e e n t h e m .

T h e s e t r a n s a c t i o n d e p e n d e n c i e s s p e c i f y t h e t r a n s a c t i o n e x e c u t i o n s t r u c t u r e s

o r c o r r e c t n e s s c r i t e r i a . A p r o g r a m m a b l e t r a n s a c t i o n m a n a g e m e n t m e c h a n i s m

b a s e d o n t h e E C A r u l e s D a y a l e t a l . , 1 9 9 0 ] i s u s e d t o e n f o r c e t r a n s a c t i o n s t a t e

d e p e n d e n c i e s .

S e m a n t i c t r a n s a c t i o n m o d e l s a i m t o i m p r o v e p e r f o r m a n c e a n d d a t a c o n s i s -

t e n c y b y e x e c u t i n g a g r o u p o f i n t e r a c t i n g s t e p s w i t h i n a s i n g l e t r a n s a c t i o n a n d

r e l a x i n g t h e A C I D p r o p e r t i e s o f t h i s t r a n s a c t i o n i n a c o n t r o l l e d m a n n e r . I n

W e i k u m , 1 9 9 3 ] , t h e a u t h o r s u g g e s t s t h a t s e m a n t i c t r a n s a c t i o n c o n c e p t s b e

m e r g e d w i t h w o r k o w c o n c e p t s t o p r o m o t e w o r k o w s y s t e m s t h a t a r e c o n s i s -

t e n t a n d r e l i a b l e . T h e a u t h o r d e n e s a t r a n s a c t i o n a l w o r k o w t o b e a c o n t r o l

s p h e r e t h a t b i n d s t h e s e t r a n s a c t i o n s b y u s i n g d e p e n d e n c i e s t o e n f o r c e a s m u c h

b e h a v i o r a l c o n s i s t e n c y a s p o s s i b l e t h e r e b y e n f o r c i n g r e a s o n a b l e a m o u n t o f d a t a

c o n s i s t e n c y .

T h e M E T E O R

y

K r i s h n a k u m a r a n d S h e t h , 1 9 9 5 ] w o r k o w m o d e l i s a n i n -

t e g r a t i o n o f m a n y o f t h e a p p r o a c h e s d e s c r i b e d a b o v e . A w o r k o w i n M E T E O R

i s a c o l l e c t i o n o f m u l t i p l e t a s k s . E a c h o f t h e t a s k s c o u l d b e h e t e r o g e n e o u s i n

n a t u r e . T h e e x e c u t i o n b e h a v i o r o f t h e t a s k s a r e c a p t u r e d u s i n g w e l l - d e n e d

t a s k s t r u c t u r e s . T h i s m o d e l s u p p o r t s t a s k s t h a t h a v e b o t h t r a n s a c t i o n a l a n d

n o n - t r a n s a c t i o n a l s e m a n t i c s . G r o u p s o f t a s k s a l o n g w i t h t h e i r i n t e r - t a s k d e -

p e n d e n c i e s c a n b e m o d e l e d a s c o m p o u n d t a s k s . T h e c o m p o u n d t a s k s h a v e

t h e i r t a s k s t r u c t u r e s t o o . T r a n s a c t i o n a l w o r k o w s c a n b e m o d e l e d u s i n g t r a n s -

a c t i o n a l t a s k s a n d t r a n s a c t i o n a l c o m p o u n d t a s k s a s t h e b a s i s o f t h e w o r k o w

m o d e l . T h e M E T E O R

2

W F M S M i l l e r e t a l . , 1 9 9 6 , S h e t h e t a l . , 1 9 9 6 b ] i s b a s e d

o n t h e M E T E O R m o d e l . I t e x t e n d s t h e m o d e l i n t e r m s o f p r o v i d i n g b e t t e r s u p -

y

M E T E O R r e f e r s t o t h e p r o j e c t c a r r i e d o u t a t B e l l c o r e . M E T E O R

2

i s i t s f o l l o w o n a t t h e

L S D I S L a b o f t h e U n i v e r s i t y o f G e o r g i a .


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p o r t f o r f a i l u r e r e c o v e r y a n d e r r o r h a n d l i n g i n h e t e r o g e n e o u s a n d d i s t r i b u t e d

w o r k o w e n v i r o n m e n t s ( s e e s e c t i o n 1 . 6 . 1 f o r a d d i t i o n a l d e t a i l s ) .

T h e E x o t i c a p r o j e c t A l o n s o e t a l . , 1 9 9 5 , A l o n s o e t a l . , 1 9 9 6 b ] e x p l o r e s t h e

r o l e o f a d v a n c e d t r a n s a c t i o n m a n a g e m e n t c o n c e p t s i n t h e c o n t e x t o f w o r k o w s .

A s t a t e d o b j e c t i v e o f t h i s r e s e a r c h i s t o d e v e l o p w o r k o w s y s t e m s t h a t a r e

c a p a b l e e n o u g h ( i n t e r m s o f r e l i a b i l i t y , s c a l a b i l i t y , a n d a v a i l a b i l i t y ) t o d e a l

w i t h v e r y l a r g e , h e t e r o g e n e o u s , d i s t r i b u t e d a n d l e g a c y a p p l i c a t i o n s . O n e o f t h e

d i r e c t i o n s o f t h i s p r o j e c t i s t o r e s e a r c h t h e s y n e r g y b e t w e e n w o r k o w s y s t e m s

a n d a d v a n c e d t r a n s a c t i o n m o d e l s ; t h e r e s u l t s t h a t f o l l o w p o i n t i n t h e d i r e c t i o n

t h a t w o r k o w s y s t e m s a r e a s u p e r s e t o f a d v a n c e d t r a n s a c t i o n m o d e l s A l o n s o

e t a l . , 1 9 9 6 b ] s i n c e w o r k o w s y s t e m s i n c o r p o r a t e p r o c e s s a n d u s e r o r i e n t e d

c o n c e p t s t h a t a r e b e y o n d t h e p u r v i e w o f m o s t A T M s . P a r t i a l b a c k w a r d r e c o v e r y

h a s b e e n a d d r e s s e d i n t h e c o n t e x t o f t h e F l o w M a r k W F M S L e y m a n n , 1 9 9 5 ]

b y g e n e r a l i z i n g t h e t r a n s a c t i o n a l n o t i o n s o f c o m p e n s a t i o n .

O n e o f t h e p r o j e c t s i n w h i c h t r a n s a c t i o n a l s e m a n t i c s h a v e b e e n a p p l i e d t o

a g r o u p o f s t e p s d e n e a l o g i c a l c o n s t r u c t c a l l e d a C o n s i s t e n c y u n i t ( C - u n i t )

T a n g a n d V e i j a l a i n e n , 1 9 9 5 ] . A C - u n i t i s a c o l l e c t i o n o f w o r k o w s t e p s a n d

e n f o r c e d d e p e n d e n c i e s b e t w e e n t h e m . C - u n i t s r e l a x t h e i s o l a t i o n a n d a t o m i c i t y

p r o p e r t i e s o f t r a n s a c t i o n a l m o d e l s . T h e a u t h o r s a l s o d i s c u s s h o w C - u n i t s c a n

b e u s e d t o d e v e l o p t r a n s a c t i o n a l w o r k o w s t h a t g u a r a n t e e c o r r e c t n e s s o f d a t a

i n t h e v i e w o f i n t e g r i t y c o n s t r a i n t s t h a t m i g h t e x i s t a c r o s s w o r k o w p r o c e s s i n g

e n t i t i e s .

T h e I N f o r m a t i o n C A r r i e r ( I N C A ) B a r b a r a e t a l . , 1 9 9 6 ] w o r k o w m o d e l w a s

p r o p o s e d a s a b a s i s f o r d e v e l o p i n g d y n a m i c w o r k o w s i n d i s t r i b u t e d e n v i r o n -

m e n t s w h e r e t h e p r o c e s s i n g e n t i t i e s a r e r e l a t i v e l y a u t o n o m o u s i n n a t u r e . I n

t h i s m o d e l , t h e I N C A i s a n o b j e c t t h a t i s a s s o c i a t e d w i t h e a c h w o r k o w a n d

e n c a p s u l a t e s w o r k o w d a t a , h i s t o r y a n d p r o c e s s i n g r u l e s . T h e t r a n s a c t i o n a l s e -

m a n t i c s o f I N C A p r o c e d u r e s ( o r s t e p s ) a r e l i m i t e d b y t h e t r a n s a c t i o n s u p p o r t

g u a r a n t e e d b y t h e u n d e r l y i n g p r o c e s s i n g e n t i t y . T h e I N C A i t s e l f i s n e i t h e r

a t o m i c n o r i s o l a t e d i n t h e t r a d i t i o n a l s e n s e o f t h e t e r m s . H o w e v e r , t r a n s a c -

t i o n a l a n d e x t e n d e d t r a n s a c t i o n a l c o n c e p t s s u c h a s r e d o o f s t e p s c o m p e n s a t i n g

s t e p s a n d c o n t i n g e n c y s t e p s h a v e b e e n i n c l u d e d i n t h e I N C A r u l e s t o a c c o u n t

f o r f a i l u r e s a n d f o r w a r d r e c o v e r y .

I n t h e N e s t e d P r o c e s s M a n a g e m e n t e n v i r o n m e n t C h e n a n d D a y a l , 1 9 9 6 ]

a w o r k o w p r o c e s s i s d e n e d u s i n g a h i e r a r c h i c a l c o l l e c t i o n o f t r a n s a c t i o n s .

F a i l u r e h a n d l i n g i s s u p p o r t e d u s i n g a t w o - p h a s e a p p r o a c h . D u r i n g t h e r s t

p h a s e o f r e c o v e r y , a b o t t o m - u p l o o k u p a l o n g t h e t a s k t r e e i s p e r f o r m e d t o

d e t e r m i n e t h e o l d e s t p a r e n t t r a n s a c t i o n t h a t d o e s n o t n e e d t o b e c o m p e n s a t e d .

T h e n e x t p h a s e i n v o l v e s c o m p e n s a t i o n o f a l l t h e c h i l d r e n o f t h i s p a r e n t . I n t h i s

m o d e l , f a i l u r e a t o m i c i t y o f t h e w o r k o w i s r e l a x e d i n t e r m s o f c o m p e n s a t i n g

o n l y p a r t s o f t h e w o r k o w h i e r a r c h y .


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T h e W o r k o w A c t i v i t y M o d e l ( W A M O ) E d e r a n d L i e b h a r t , 1 9 9 5 ] d e n e s a

w o r k o w m o d e l t h a t e n a b l e s t h e w o r k o w d e s i g n e r i n m o d e l i n g r e l i a b l e w o r k -

o w s E d e r a n d L i e b h a r t , 1 9 9 6 ] . I t u s e s a n u n d e r l y i n g r e l a x e d t r a n s a c t i o n

m o d e l t h a t i s c h a r a c t e r i z e d b y r e l a x i n g i ) f a i l u r e a t o m i c i t y o f t a s k s , i i ) s e r i a l -

i z a b i l i t y o f c o n c u r r e n t a n d i n t e r l e a v e d w o r k o w i n s t a n c e e x e c u t i o n s , a n d i i i )

r e l a x i n g i s o l a t i o n i n t e r m s o f e x t e r n a l i z a t i o n o f t a s k r e s u l t s .

T h u s w e s e e t h a t t r a n s a c t i o n c o n c e p t s h a v e b e e n a p p l i e d t o v a r i o u s d e g r e e s

i n t h e c o n t e x t o f w o r k o w s . T h e y h a v e b e e n u s e d t o d e n e a p p l i c a t i o n s p e -

c i c a n d u s e r - d e n e d c o r r e c t n e s s , r e l i a b i l i t y a n d f u n c t i o n a l r e q u i r e m e n t s w i t h i n

w o r k o w e x e c u t i o n s . I n t h e n e x t s e c t i o n , w e d i s c u s s f e a t u r e s s p e c i c t o t r a n s -

a c t i o n s a n d A T M s t h a t w o u l d b e u s e f u l f o r i m p l e m e n t i n g r e c o v e r y i n a W F M S .

1 . 4 W O R K F L O W R E C O V E R Y

R e l i a b i l i t y i s o f c r i t i c a l i m p o r t a n c e t o w o r k o w s y s t e m s G e o r g a k o p o u l o s e t a l . ,

1 9 9 5 , G e o r g a k o p o u l o s , 1 9 9 4 , J i n e t a l . , 1 9 9 3 ] . W F M S s h o u l d n o t o n l y b e f u n c -

t i o n a l l y c o r r e c t , b u t s h o u l d a l s o b e r o b u s t i n t h e v i e w o f f a i l u r e s . W o r k o w

s y s t e m s ( b o t h c o m m e r c i a l a n d r e s e a r c h p r o t o t y p e s ) i n t h e i r c u r r e n t s t a t e , l a c k

a d e q u a t e s u p p o r t f o r h a n d l i n g e r r o r s a n d f a i l u r e s i n l a r g e - s c a l e , h e t e r o g e n e o u s ,

d i s t r i b u t e d c o m p u t i n g e n v i r o n m e n t s G e o r g a k o p o u l o s e t a l . , 1 9 9 5 , A l o n s o a n d

S c h e k , 1 9 9 6 , K a m a t h a n d R a m a m r i t h a m , 1 9 9 6 , S h e t h e t a l . , 1 9 9 6 a , L e y m a n n

e t a l . , 1 9 9 6 ] . F a i l u r e s c o u l d o c c u r a t v a r i o u s p o i n t s a n d s t a g e s w i t h i n t h e l i f e -

t i m e o f t h e w o r k o w e n a c t m e n t p r o c e s s . T h e y c o u l d i n v o l v e f a i l u r e s a s s o c i a t e d

w i t h t h e w o r k o w t a s k s ( s u c h a s u n a v a i l a b i l i t y o f r e s o u r c e s , i n c o r r e c t i n p u t

f o r m a t s , i n t e r n a l a p p l i c a t i o n f a i l u r e s , e t c . ) , f a i l u r e s w i t h i n t h e w o r k o w s y s t e m

c o m p o n e n t s ( s u c h a s s c h e d u l e r s , d a t a b a s e s , e t c . ) , a n d f a i l u r e s i n t h e u n d e r l y -

i n g i n f r a s t r u c t u r e ( s u c h a s h a r d w a r e a n d n e t w o r k f a i l u r e s ) . R e l i a b i l i t y i n t h e

c o n t e x t o f w o r k o w s r e q u i r e s t h a t t a s k s , t h e i r a s s o c i a t e d d a t a , a n d t h e W M F S

i t s e l f b e r e c o v e r a b l e i n t h e e v e n t o f f a i l u r e , a n d t h a t a w e l l d e n e d m e t h o d

e x i s t s f o r r e c o v e r y .

A w o r k o w p r o c e s s i s h e a v i l y d e p e n d e n t o n t h e o r g a n i z a t i o n a l s t r u c t u r e ,

a n d b u s i n e s s p o l i c i e s w i t h i n a n o r g a n i z a t i o n . W o r k o w s a r e a c t i v i t i e s t h a t a r e

h o r i z o n t a l i n n a t u r e a n d a r e s p r e a d a c r o s s t h e o r g a n i z a t i o n a l s p e c t r u m a s c o m -

p a r e d t o t r a n s a c t i o n p r o c e s s i n g a c t i v i t i e s ( e . g . , d a t a b a s e t r a n s a c t i o n s ) t h a t a r e

m o r e v e r t i c a l o r h i e r a r c h i c a l i n n a t u r e a n d m i g h t f o r m o n l y p a r t o f t h e w o r k o w

p r o c e s s . I n o t h e r w o r d s , h i e r a r c h i c a l d e c o m p o s i t i o n u s e d f o r c o m p l e x a d v a n c e d

t r a n s a c t i o n m o d e l s i s n o t s u c i e n t f o r m o d e l i n g w o r k o w s . A W F M S n e e d s

t o s u p p o r t r e c o v e r y o f i t s t a s k s , a s s o c i a t e d d a t a a n d t h e w o r k o w p r o c e s s a s

a w h o l e . T h e h e t e r o g e n e o u s n a t u r e o f w o r k o w t a s k s a n d p r o c e s s i n g e n t i t i e s

m i g h t p r e c l u d e a n y t r a n s a c t i o n a l s e m a n t i c s t h a t a r e r e q u i r e d f o r a s s u r i n g t r a n s -

a c t i o n a l b e h a v i o r o f t h e w o r k o w o r t h e c o n s t i t u e n t t a s k s t h e m s e l v e s . A v i a b l e


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r e c o v e r y m e c h a n i s m s h o u l d b e c o n s i s t e n t w i t h a n d s h o u l d s u p p o r t t h e o v e r a l l

g o a l o f t h e b u s i n e s s p r o c e s s c o n c e r n e d .

V a l u a b l e r e s e a r c h a d d r e s s i n g r e c o v e r y h a s b e e n d o n e i n t r a n s a c t i o n m a n a g e -

m e n t a n d A T M s B e r n s t e i n e t a l . , 1 9 8 7 , G r a y a n d R e u t e r , 1 9 9 3 , K o r t h e t a l . ,

1 9 9 0 , M o s s , 1 9 8 7 , W a c h t e r a n d R e u t e r , 1 9 9 2 , C h e n a n d D a y a l , 1 9 9 6 ] ( s e e s e c -

t i o n s 1 . 2 a n d 1 . 3 . 1 ) . A s t r i c t l y d a t a - c e n t r i c a p p r o a c h h a s b e e n u s e d t o a d d r e s s

r e c o v e r y i s s u e s i n t r a n s a c t i o n p r o c e s s i n g . T h e p r o b l e m d o m a i n o f r e c o v e r y i n

a W F M S i s b r o a d e r t h a n t h a t o f t r a n s a c t i o n s y s t e m s a n d A T M s d u e t o i t s

p r o c e s s - o r i e n t e d f o c u s , a n d d i v e r s e m u l t i - s y s t e m e x e c u t i o n r e q u i r e m e n t s . A l -

t h o u g h t h e i d e a s p r o p o s e d i n A T M s a r e l i m i t e d i n t e r m s o f t h e d o m a i n s a n d

e n v i r o n m e n t s t h e y a p p l y t o , t h e y a r e v a l u a b l e i n t e r m s o f t h e i r s e m a n t i c s a n d

o v e r a l l o b j e c t i v e s . I n t h e n e x t s e c t i o n , w e d i s c u s s t h e v a l u e a n d a p p l i c a b i l i t y

o f t r a n s a c t i o n c o n c e p t s i n t h e c o n t e x t o f w o r k o w r e c o v e r y .

1 . 4 . 1 T r a n s a c t i o n C o n c e p t s i n M o d e l i n g W o r k o w R e c o v e r y

E a r l i e r , w e h a v e d i s c u s s e d s o m e o f t h e A T M s t h a t h a v e b e e n p r o p o s e d i n t h e

l i t e r a t u r e . R e c o v e r y i n v o l v e s r e s t o r a t i o n o f s t a t e - a c o n c e p t w h i c h i s v o i c e d

b y t r a n s a c t i o n a l s y s t e m s a l s o . L a t e r , w e a l s o r e v i e w e d s o m e o f t h e w o r k i n

t r a n s a c t i o n a l w o r k o w s , a n d d i e r e n t a p p r o a c h e s f o r i n c o r p o r a t i n g t r a n s a c -

t i o n a l s e m a n t i c s i n t o w o r k o w m o d e l s . W e f e e l t h a t t r a n s a c t i o n c o n c e p t s a r e

n e c e s s a r y f o r a r e c o v e r y m e c h a n i s m t o b e i n p l a c e ; h o w e v e r , b a s i n g a w o r k -

o w r e c o v e r y f r a m e w o r k o n a t r a n s a c t i o n a l ( o r a d v a n c e d ) t r a n s a c t i o n a l m o d e l

w o u l d b e n a i v e .

A s d i s c u s s e d i n s e c t i o n 1 . 2 . 1 , t h e h i e r a r c h i c a l m o d e l i n n e s t e d t r a n s a c t i o n s

M o s s , 1 9 8 2 ] a l l o w s n e r g r a i n e d r e c o v e r y , a n d p r o v i d e s m o r e e x i b i l i t y i n t e r m s

o f t r a n s a c t i o n e x e c u t i o n . I n a d d i t i o n t o d a t a b a s e s y s t e m s , n e s t e d t r a n s a c t i o n s

c a n b e e n u s e d t o m o d e l r e l i a b l e d i s t r i b u t e d s y s t e m s M o s s , 1 9 8 7 ] . T h e r e i s a

l o t t o l e a r n f r o m w o r k d o n e i n n e s t e d t r a n s a c t i o n s . I t p r o v i d e s a m o d e l f o r

p a r t i t i o n i n g a n a p p l i c a t i o n s y s t e m i n t o r e c o v e r a b l e u n i t s ; t r a n s a c t i o n f a i l u r e i s

o f t e n l o c a l i z e d w i t h i n s u c h m o d e l s u s i n g r e t r i e s a n d a l t e r n a t i v e a c t i o n s . W o r k -

o w s y s t e m s c a n b o r r o w t h e s e i d e a s t o a g r e a t e x t e n t , a n d t a s k s c a n b e r e t r i e d

i n t h e c a s e o f c e r t a i n f a i l u r e s ( e . g . , f a i l u r e s r e l a t e d t o u n a v a i l a b i l i t y o f i n p u t

d a t a , o r i n a d e q u a c y o f r e s o u r c e s f o r e x e c u t i n g a t a s k a t a p r o c e s s i n g e n t i t y ) ,

o r a l t e r n a t e t a s k s c a n b e s c h e d u l e d t o h a n d l e o t h e r m o r e s e r i o u s e r r o r s ( e . g . ,

w h e n a c e r t a i n n u m b e r o f r e t r i e s f a i l , o r w h e n a t a s k c a n n o t b e a c t i v a t e d d u e

t o u n a v a i l a b i l i t y o f a p r o c e s s i n g e n t i t y ) t h a t m i g h t c a u s e a t a s k t o f a i l .

I n t h e w o r k o n n e s t e d p r o c e s s m a n a g e m e n t s y s t e m s C h e n a n d D a y a l , 1 9 9 6 ]

( d i s c u s s e d i n s e c t i o n 1 . 3 . 1 ) , t h e a u t h o r s p r e s e n t a f o r m a l m o d e l o f r e c o v e r y

t h a t u t i l i z e s r e l a x e d n o t i o n s o f i s o l a t i o n a n d a t o m i c i t y w i t h i n a n e s t e d t r a n s -

a c t i o n s t r u c t u r e . A l t h o u g h , t h i s m o d e l i s m o r e r e l a x e d i n t e r m s o f r e c o v e r y


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r e q u i r e m e n t s a s c o m p a r e d t o n e s t e d t r a n s a c t i o n s , i t i s s t r i c t f o r h e t e r o g e n e o u s

w o r k o w e n v i r o n m e n t s t h a t i n v o l v e t a s k s t h a t a r e n o n - t r a n s a c t i o n a l i n n a t u r e .

M o r e o v e r , t h e r e c o v e r y m o d e l u s e s b a c k w a r d r e c o v e r y o f s o m e o f t h e c h i l d

t r a n s a c t i o n s f o r u n d o i n g t h e e e c t s o f a f a i l e d g l o b a l t r a n s a c t i o n . T h e b a c k -

w a r d r e c o v e r y a p p r o a c h h a s l i m i t e d a p p l i c a b i l i t y i n w o r k o w e n v i r o n m e n t s i n

w h i c h i t i s e i t h e r n o t p o s s i b l e t o s t r i c t l y r e v e r s e s o m e a c t i o n s , o r i s n o t f e a -

s i b l e ( f r o m t h e b u s i n e s s p e r s p e c t i v e ) t o u n d o t h e m s i n c e t h i s m i g h t i n v o l v e

a n a d d i t i o n a l o v e r h e a d o r c o n i c t w i t h a b u s i n e s s p o l i c y ( e . g . , i n a b a n k i n g

a p p l i c a t i o n ) .

T h e n o t i o n o f c o m p e n s a t i o n i s i m p o r t a n t i n w o r k o w s y s t e m s . U n d o i n g o f

i n c o m p l e t e t r a n s a c t i o n s ( o r b a c k w a r d r e c o v e r y ) i s a n a c c e p t e d r e p a i r m e c h a -

n i s m f o r a b o r t e d t r a n s a c t i o n s . H o w e v e r , t h i s c o n c e p t i s n o t d i r e c t l y a p p l i c a b l e

t o m o s t r e a l - w o r l d w o r k o w t a s k s w h i c h a r e g o v e r n e d b y a c t i o n s t h a t a r e i n

g e n e r a l p e r m a n e n t ( e . g , h u m a n a c t i o n s a n d l e g a c y s y s t e m p r o c e s s i n g ) . O n e c a n

d e n e a s e m a n t i c a l l y i n v e r s e t a s k ( c o m m o n l y r e f e r r e d t o a s c o m p e n s a t i n g t a s k s )

o r a c h a i n o f t a s k s t h a t c o u l d e e c t i v e l y u n d o o r r e p a i r t h e d a m a g e i n c u r r e d

b y a f a i l e d t a s k w i t h i n a w o r k o w . I n a d d i t i o n t o S a g a s , s e m a n t i c t r a n s a c -

t i o n m o d e l s h a v e b e e n p r o p o s e d t o a d d r e s s m a n y s u c h i s s u e s i n w h i c h f a i l u r e

a t o m i c i t y r e q u i r e m e n t s h a v e b e e n r e l a x e d . C o m p e n s a t i o n h a s b e e n a p p l i e d t o

t a s k s a n d g r o u p s o f t a s k s ( s p h e r e s ) t o s u p p o r t p a r t i a l b a c k w a r d r e c o v e r y i n

t h e c o n t e x t o f t h e F l o w M a r k W F M S L e y m a n n , 1 9 9 5 ] .

W o r k o n e x i b l e t r a n s a c t i o n s E l m a g a r m i d e t a l . , 1 9 9 0 , Z h a n g e t a l . , 1 9 9 4 ]

d i s c u s s e s t h e r o l e o f a l t e r n a t e t r a n s a c t i o n s t h a t c a n b e e x e c u t e d w i t h o u t s a c r i c -

i n g t h e a t o m i c i t y o f t h e o v e r a l l g l o b a l t r a n s a c t i o n . T h i s p r o v i d e s a v e r y e x i b l e

a n d n a t u r a l m o d e l f o r d e a l i n g w i t h f a i l u r e s . T h e s e c o n c e p t s a r e a p p l i c a b l e i n

w o r k o w e n v i r o n m e n t s a l s o . A p r o t o t y p e w o r k o w s y s t e m t h a t i m p l m e n t s a

e x i b l e t r a n s a c t i o n m o d e l h a s b e e n d i s c u s s e d i n A l o n s o e t a l . , 1 9 9 6 b ] .

I n t r a n s a c t i o n a l m o d e l s , t h e u n i t o f r e c o v e r y i s a t r a n s a c t i o n . E a c h t r a n s a c -

t i o n h a s a p r e d e n e d s e t o f s e m a n t i c s t h a t a r e c o m p l i a n t w i t h t h e t r a n s a c t i o n

p r o c e s s i n g s y s t e m . T h e m o d e l f o r r e c o v e r y i n a w o r k o w s y s t e m i s m o r e i n -

v o l v e d s i n c e t h e r e c o v e r y p r o c e s s s h o u l d n o t o n l y r e s t o r e t h e s t a t e o f t h e w o r k -

o w s y s t e m , b u t s h o u l d p r o c e e d f o r w a r d i n a m a n n e r t h a t i s c o m p l i a n t w i t h

t h e o v e r a l l o r g a n i z a t i o n a l p r o c e s s .

R e c o v e r y o f W o r k o w T a s k s A t a s k ( a c t i v i t y o r s t e p ) f o r m s a b a s i c u n i t

o f e x e c u t i o n w i t h i n a w o r k o w m o d e l . A t a s k i s a l o g i c a l u n i t o f w o r k t h a t

i s u s e d t o s a t i s f y t h e r e q u i r e m e n t s o f t h e b u s i n e s s p r o c e s s t h a t d e n e s t h e

w o r k o w c o n c e r n e d . I n d a t a b a s e s y s t e m s , i t i s s u c i e n t t o m a i n t a i n b e f o r e

a n d a f t e r i m a g e s o f t h e d a t a a e c t e d b y a t r a n s a c t i o n t o g u a r a n t e e e n o u g h

i n f o r m a t i o n n e e d e d t o r e c o v e r t h a t t r a n s a c t i o n i n c a s e o f i t s f a i l u r e . R e c o v e r y

o f t a s k s , t h e r e f o r e , s h o u l d b e a d d r e s s e d f r o m a b r o a d e r p e r s p e c t i v e ; i n a d d i t i o n


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t o f o c u s i n g o n d a t a - c e n t r i c i s s u e s , o n e m u s t f o c u s o n t h e o v e r a l l b u s i n e s s m o d e l

a s s o c i a t e d w i t h t h e a c t i o n s w i t h i n a t a s k .

T h e t a s k s w i t h i n a w o r k o w c o u l d b e a r b i t r a r i l y c o m p l e x a n d h e t e r o g e n e o u s

( i . e . , t r a n s a c t i o n a l a n d n o n - t r a n s a c t i o n a l ) i n n a t u r e . A w o r k o w m o d e l p r o -

p o s e d i n G e o r g a k o p o u l o s e t a l . , 1 9 9 4 ] c o m p a r e s d a t a b a s e t r a n s a c t i o n s t o t a s k s

w i t h i n a w o r k o w , t h e r e b y r e g a r d i n g a w o r k o w t a s k t o b e t h e u n i t o f r e c o v e r y .

T h i s p a r a l l e l i s m i s v a l i d w h e n t h e t a s k s a r e r e l a t i v e l y s i m p l e , o b e y t r a n s a c t i o n a l

s e m a n t i c s a n d a r e e x e c u t i n g w i t h i n a n e n v i r o n m e n t t h a t c a n e n f o r c e t h e t r a n s -

a c t i o n a l b e h a v i o r o f a g r o u p o f t a s k s . M o s t r e a l - w o r l d w o r k o w a p p l i c a t i o n s

a n d r u n - t i m e e n v i r o n m e n t s a r e f a r m o r e c o m p l e x i n n a t u r e a n d m a y b e s p r e a d

a c r o s s a r b i t r a r y a u t o n o m o u s s y s t e m s . H e n c e , a u n i f o r m r e c o v e r y m o d e l b a s e d

s o l e l y o n t r a n s a c t i o n a l a s s u m p t i o n s i s i n a p p l i c a b l e t o c o m m e r c i a l w o r k o w s y s -

t e m s .

M a n y t a s k m o d e l s h a v e b e e n d e n e d f o r w o r k o w s y s t e m s A t t i e e t a l . ,

1 9 9 3 , K r i s h n a k u m a r a n d S h e t h , 1 9 9 5 , R u s i n k i e w i c z a n d S h e t h , 1 9 9 5 ] . I n s p i t e

o f t h i s f a c t , i t i s d i c u l t t o d e t e r m i n e t h e e x a c t e x e c u t i o n s t a t e o f a t a s k s i n c e

t h e s e t a s k m o d e l s d o n o t m o d e l d e t a i l e d t a s k e x e c u t i o n . O n e c o u l d i m p l e m e n t

a w o r k o w s y s t e m i n v o l v i n g s p e c i a l t a s k s t h a t r e v e a l t h e i r i n t e r n a l s t a t e t o t h e

W F M S l a y e r ; h o w e v e r , t h i s w o r k o w s o l u t i o n i s n o t g e n e r a l e n o u g h t o h a n d l e

t a s k s t h a t a r e d i v e r s e a n d a r b i t r a r i l y c o m p l e x i n n a t u r e . G u a r a n t e e i n g s t r i c t

f a i l u r e a t o m i c i t y a k i n t o t h a t i n d a t a b a s e t r a n s a c t i o n s i s t h e r e f o r e d i c u l t f o r

w o r k o w t a s k s . H e n c e , r e c o v e r y o f t a s k s s h o u l d b e a d d r e s s e d f r o m a b r o a d e r

p e r s p e c t i v e . O n e s h o u l d f o c u s o n t h e o v e r a l l b u s i n e s s p r o c e s s m o d e l w h e n

t r y i n g t o d e c i d e t h e n e x t a c t i o n t o b e p e r f o r m e d w h e n r e s o l v i n g t a s k f a i l u r e s .

I n t h e c a s e o f n o n - t r a n s a c t i o n a l t a s k s , i t i s d i c u l t t o m o n i t o r t h e e x a c t

s t a t e o f t h e t a s k o n c e i t h a s b e e n s u b m i t t e d f o r e x e c u t i o n . T h i s l a c k o f c o n t r o l

c o u l d l e a v e t h e s y s t e m i n a n u n d e t e r m i n i s t i c s t a t e i n v i e w o f f a i l u r e s . I n s u c h a

s c e n a r i o , a u t o m a t i c r e c o v e r y o f a f a i l e d t a s k b e c o m e s i m p o s s i b l e d u e t o l a c k o f

r u n - t i m e f e e d b a c k o r t r a n s a c t i o n a l g u a r a n t e e s f r o m t h e p r o c e s s i n g e n t i t i e s . T h e

r o l e o f t h e h u m a n ( e . g . , w o r k o w a d m i n i s t r a t o r ) i s i m p o r t a n t f o r r e c o v e r y i n

s u c h s i t u a t i o n s f o r d e t e r m i n i n g t h e s t a t e o f t h e f a i l e d t a s k b a s e d o n i n f o r m a t i o n

t h a t i s e x t e r n a l t o t h e w o r k o w s y s t e m . I n t h e M E T E O R

2

s y s t e m W o r a h ,

1 9 9 7 ] , a s p e c i a l t a s k i s u s e d t o c l e a n u p t h e r e m n a n t s o f s u c h f a i l u r e s a n d t o

r e s t o r e t h e w o r k o w s y s t e m t o a c o n s i s t e n t s t a t e . I t c o u l d i n v o l v e t h e r o l e o f

a h u m a n o r a n a p p l i c a t i o n t h a t i s p r o g r a m m e d t o b e a b l e t o r e c o n g u r e t h e

d a t a a n d a p p l i c a t i o n s a s s o c i a t e d w i t h a t a s k t o r e s t o r e i t t o a c o n s i s t e n t s t a t e .

R e c o v e r y o f W o r k o w D a t a D a t a p l a y s a n i m p o r t a n t r o l e i n w o r k o w

s y s t e m s , a s i s i n t h e c a s e o f a D B M S a n d a T P - s y s t e m . D a t a r e c o v e r y i s s u e s

h a v e b e e n s t u d i e d e x t e n s i v e l y i n t h e c o n t e x t o f d a t a b a s e s y s t e m s . L o g g i n g a n d

s h a d o w p a g i n g a r e c o m m o n m e c h a n i s m s u s e d i n t r a n s a c t i o n p r o c e s s i n g t o r e c o r d


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s t a t e o f c r i t i c a l d a t a p e r s i s t e n t l y . S e v e r a l c h e c k p o i n t i n g m e c h a n i s m s h a v e b e e n

d i s c u s s e d i n l i t e r a t u r e B e r n s t e i n e t a l . , 1 9 8 7 ] t o e n h a n c e t h e p e r f o r m a n c e o f

t h e r e c o v e r y p r o c e s s . T h e s e p r i n c i p l e s c a n b e a p p l i e d t o w o r k o w s y s t e m s i n

s i t u a t i o n s r e l a t e d t o m a k i n g t h e s t a t e o f t h e w o r k o w c o m p o n e n t s p e r s i s t e n t

a n d t h e r e c o v e r y p r o c e s s m o r e e c i e n t . I n t h e c a s e o f d i s t r i b u t e d W F M S s , i t

i s a l s o i m p o r t a n t t o r e p l i c a t e d a t a a c r o s s m a c h i n e s t o e n h a n c e d a t a a v a i l a b i l i t y

i n t h e v i e w o f h a r d w a r e a n d n e t w o r k f a i l u r e s . T h i s p r o b l e m , o n c e a g a i n , h a s

b e e n s t u d i e d e x t e n s i v e l y i n t h e a r e a o f d i s t r i b u t e d d a t a b a s e s ; i t s a p p l i c a b i l i t y

h a s a l s o b e e n s t u d i e d i n w o r k o w s y s t e m s A l o n s o e t a l . , 1 9 9 4 ] t o e n h a n c e t h e i r

a v a i l a b i l i t y .

1 . 5 W O R K F L O W E R R O R H A N D L I N G

E r r o r h a n d l i n g i s a n o t h e r c r i t i c a l a r e a o f w o r k o w r e s e a r c h t h a t h a s n o t r e c e i v e d

a d e q u a t e a t t e n t i o n G e o r g a k o p o u l o s e t a l . , 1 9 9 5 , A l o n s o a n d S c h e k , 1 9 9 6 ] . T h e

c a u s e o f e r r o r s i n w o r k o w s y s t e m s c o u l d b e m u l t i f a r i o u s . E r r o r s a r e l o g i c a l

i n n a t u r e ; t h e y c o u l d b e c a u s e d d u e t o f a i l u r e s w i t h i n t h e w o r k o w s y s t e m , o r

f a i l u r e s o c c u r r i n g a t t h e t a s k l e v e l .

E r r o r h a n d l i n g i n d a t a b a s e s y s t e m s h a s t y p i c a l l y b e e n a c h i e v e d b y a b o r t -

i n g t r a n s a c t i o n s t h a t r e s u l t i n a n e r r o r G r a y a n d R e u t e r , 1 9 9 3 ] . A b o r t i n g

o r c a n c e l i n g a w o r k o w t a s k , w o u l d n o t a l w a y s b e a p p r o p r i a t e o r n e c e s s a r y

i n a w o r k o w e n v i r o n m e n t . T a s k s c o u l d e n c a p s u l a t e m o r e o p e r a t i o n s t h a n a

d a t a b a s e t r a n s a c t i o n , o r t h e n a t u r e o f t h e b u s i n e s s p r o c e s s c o u l d b e f o r g i v i n g

t o t h e e r r o r t h e r e b y n o t r e q u i r i n g a n u n d o o p e r a t i o n . T h e r e f o r e , t h e e r r o r h a n -

d l i n g s e m a n t i c s o f t r a d i t i o n a l t r a n s a c t i o n a l p r o c e s s i n g s y s t e m s a r e t o o r i g i d f o r

w o r k o w s y s t e m s .

A m e c h a n i s m f o r d e a l i n g w i t h e r r o r s i n a n A T M f o r l o n g r u n n i n g a c t i v i t i e s

w a s p r o p o s e d i n D a y a l e t a l . , 1 9 9 0 , D a y a l e t a l . , 1 9 9 1 ] . I t s u p p o r t e d f o r w a r d

e r r o r r e c o v e r y , s o t h a t e r r o r s o c c u r r i n g i n n o n - f a t a l t r a n s a c t i o n s c o u l d b e o v e r -

c o m e b y e x e c u t i n g a l t e r n a t i v e t r a n s a c t i o n s . A l t h o u g h , t h i s m o d e l p r o v i d e s w e l l

d e n e d c o n s t r u c t s f o r d e n i n g a l t e r n a t i v e o w o f e x e c u t i o n i n t h e e v e n t o f e r -

r o r s , i t i s r e s t r i c t i v e i n t e r m s o f t h e t y p e s o f a c t i v i t i e s ( r e l a x e d t r a n s a c t i o n s )

a n d t h e o p e r a t i n g e n v i r o n m e n t ( a d a t a b a s e ) t h a t f o r m t h e l o n g r u n n i n g p r o c e s s

a n d t h e r e f o r e , i t d o e s n o t p r o v i d e t h e e r r o r m o d e l i n g c a p a b i l i t i e s o f c a p t u r i n g

w o r k o w e r r o r s .

W e c a n c h a r a c t e r i z e t h e t y p e s o f e r r o r s a r i s i n g i n a W F M S i n t o t h r e e b r o a d

c a t e g o r i e s :

I n f r a s t r u c t u r e e r r o r s : t h e s e e r r o r s r e s u l t f r o m t h e m a l f u n c t i o n i n g o f t h e

u n d e r l y i n g i n f r a s t r u c t u r e t h a t s u p p o r t s t h e W F M S . T h e s e i n c l u d e c o m -

m u n i c a t i o n e r r o r s s u c h a s l o s s o f i n f o r m a t i o n , a n d h a r d w a r e e r r o r s s u c h

a s c o m p u t e r s y s t e m c r a s h e s a n d n e t w o r k p a r t i t i o n i n g .


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S y s t e m e r r o r s : t h e s e e r r o r s r e s u l t f r o m f a u l t s w i t h i n t h e W F M S s o f t w a r e .

T h i s c o u l d b e c a u s e d d u e t o f a u l t s i n t h e h a r d w a r e , o r o p e r a t i n g s y s t e m .

A n e x a m p l e i s t h e c r a s h o f a w o r k o w s c h e d u l e r .

A p p l i c a t i o n a n d u s e r e r r o r s : t h e s e e r r o r s a r e c l o s e l y t i e d t o e a c h o f t h e

t a s k s , o r g r o u p s o f t a s k s w i t h i n t h e w o r k o w . D u e t o i t s d e p e n d e n c y o n

a p p l i c a t i o n l e v e l s e m a n t i c s , t h e s e e r r o r s a r e a l s o t e r m e d a s l o g i c a l e r r o r s

K r i s h n a k u m a r a n d S h e t h , 1 9 9 5 ] . F o r e x a m p l e , o n e s u c h e r r o r c o u l d

i n v o l v e d a t a b a s e l o g i n e r r o r s t h a t m i g h t b e r e t u r n e d t o a w o r k o w t a s k

t h a t t r i e s t o e x e c u t e a t r a n s a c t i o n w i t h o u t h a v i n g p e r m i s s i o n t o d o s o a t a

p a r t i c u l a r D B M S . A f a i l u r e i n e n f o r c i n g i n t e r - t a s k d e p e n d e n c i e s b e t w e e n

t a s k s i s a n o t h e r e x a m p l e o f a n a p p l i c a t i o n e r r o r .

T h e a b o v e c a t e g o r i z a t i o n i s a d e s c r i p t i v e m o d e l f o r c a t e g o r i z i n g e r r o r s w i t h i n

W F M S s . L a r g e - s c a l e W F M S s t y p i c a l l y s p a n a c r o s s h e t e r o g e n e o u s o p e r a t i n g

e n v i r o n m e n t s ; e a c h t a s k c o u l d b e a r b i t r a r i l y c o m p l e x i n n a t u r e . T o b e a b l e

t o d e t e c t a n d h a n d l e e r r o r s i n s u c h a d i v e r s e e n v i r o n m e n t , w e n e e d a w e l l -

d e n e d e r r o r m o d e l t h a t w o u l d h e l p u s s p e c i f y , d e t e c t a n d h a n d l e t h e e r r o r s i n

a s y s t e m a t i c f a s h i o n . I n 1 . 6 . 1 . 3 w e d e n e a h i e r a r c h i c a l e r r o r m o d e l t h a t f o r m s

t h e b a s i s f o r h a n d l i n g e r r o r s i n t h e M E T E O R

2

W F M S .

I n t h e p r e v i o u s s e c t i o n s , w e h a v e d i s c u s s e d r e s e a r c h d o n e i n t h e a r e a o f

A T M s , t r a n s a c t i o n a l w o r k o w s , a n d t h e p r o b l e m o f e r r o r h a n d l i n g a n d r e c o v -

e r y i n W F M S s . I n t h e n e x t s e c t i o n w e o u t l i n e i s s u e s t h a t a r e i m p o r t a n t f o r

i m p l e m e n t i n g a r e l i a b l e W F M S . I n d o i n g s o , w e d i s c u s s a s p e c i c e x a m p l e o f

a W F M S t h a t e x p l o i t s m a n y o f t h e c o n c e p t s f r o m t r a n s a c t i o n a l s y s t e m s a n d

A T M s t o i n c l u d e s u p p o r t f o r e r r o r h a n d l i n g a n d r e c o v e r y .

1 . 6 T R A N S A C T I O N S , A T M S A N D R E C O V E R Y I N L A R G E - S C A L E

W F M S S

P e r v a s i v e n e t w o r k c o n n e c t i v i t y , c o u p l e d w i t h t h e e x p l o s i v e g r o w t h o f t h e I n -

t e r n e t h a s c h a n g e d o u r c o m p u t a t i o n a l l a n d s c a p e . C e n t r a l i z e d , h o m o g e n e o u s ,

a n d d e s k t o p - o r i e n t e d t e c h n o l o g i e s h a v e g i v e n w a y t o d i s t r i b u t e d , h e t e r o g e n e o u s

a n d n e t w o r k - c e n t r i c o n e s . W o r k o w s y s t e m s a r e n o e x c e p t i o n s . T h e y w o u l d

t y p i c a l l y b e r e q u i r e d t o o p e r a t e i n s u c h d i v e r s e e n v i r o n m e n t s i n a r e l i a b l e m a n -

n e r . I m p l e m e n t a t i o n o f e r r o r h a n d l i n g a n d r e c o v e r y i n a W F M S i s a e c t e d b y

n u m e r o u s f a c t o r s r a n g i n g f r o m t h e u n d e r l y i n g i n f r a s t r u c t u r e ( e . g . , D B M S , T P -

m o n i t o r , L o t u s N o t e s , C O R B A , W e b ) , a r c h i t e c t u r e o f t h e s u p p o r t i n g f r a m e -

w o r k ( e . g . , c e n t r a l i z e d v s . d i s t r i b u t e d ) , n a t u r e o f t h e p r o c e s s i n g e n t i t i e s ( e . g . ,

o p e n v s . c l o s e d , t r a n s a c t i o n a l v s . n o n - t r a n s a c t i o n a l , h u m a n v s . c o m p u t e r

s y s t e m ) , t y p e o f t a s k s ( u s e r v s . s y s t e m , t r a n s a c t i o n a l v s . n o n - t r a n s a c t i o n a l ) ,

a n d t h e n a t u r e o f t h e w o r k o w a p p l i c a t i o n ( e . g . , a d - h o c v s . a d m i n i s t r a t i v e v s .


18/46


p r o d u c t i o n ) . M o s t o f t h e s e i s s u e s a r e b e y o n d t h e p u r v i e w o f t r a n s a c t i o n - b a s e d

s y s t e m s , a n d t h e r e f o r e h a v e n o t b e e n a d e q u a t e l y t a c k l e d b y t h e m .

A s i n g l e r e c o v e r y m e c h a n i s m c a n n o t b e a p p l i e d t o a l l w o r k o w a p p l i c a t i o n s

d u e t o t h e d i v e r s i t y o f t h e i r b u s i n e s s l o g i c . A l s o , t h e v a r i a t i o n s i n W F M S

r u n - t i m e a r c h i t e c t u r e s a n d e x e c u t i o n e n v i r o n m e n t s w o u l d d i c t a t e t h e c h o i c e o f

s u i t a b l e r e c o v e r y m e c h a n i s m s . A w o r k o w i s a c o l l e c t i o n o f t a s k s ; t h e t a s k s

c o u l d b e a r b i t r a r y i n n a t u r e . I t i s i m p o s s i b l e t o i n c l u d e t a s k s p e c i c s e m a n t i c s

w i t h i n a g e n e r a l i z e d r e c o v e r y f r a m e w o r k s i n c e t a s k b e h a v i o r i s o r t h o g o n a l t o

t h a t o f t h e w o r k o w p r o c e s s . N e v e r t h e l e s s , a W F M S s h o u l d p r o v i d e t h e n e c -

e s s a r y i n f r a s t r u c t u r e t o s u p p o r t e r r o r h a n d l i n g a n d r e c o v e r y a s n e e d e d b y t h e

t a s k . I t s h o u l d a l s o p r o v i d e t o o l s t o a l l o w u s e r s t o s p e c i f y f a i l u r e h a n d l i n g s e -

m a n t i c s t h a t a r e c o n f o r m a n t w i t h t h e g o v e r n i n g b u s i n e s s p r o c e s s m o d e l . T h i s i s

a n i m p o r t a n t c h a r a c t e r i s t i c t h a t d i e r e n t i a t e s f a i l u r e h a n d l i n g i n w o r k o w s y s -

t e m s f r o m t h a t i n t r a n s a c t i o n p r o c e s s i n g w h e r e i t s u c e s t o s a t i s f y t h e A C I D

p r o p e r t i e s f o r t r a n s a c t i o n s .

A T M s p r o v i d e t e c h n i q u e s f o r h a n d l i n g f a i l u r e s ( s e e S e c t i o n 1 . 2 ) . H o w e v e r ,

m o s t o f t h e s e A T M s d o n o t d i s c u s s a n y a s p e c t s o f i m p l e m e n t a t i o n . I m p l e -

m e n t a t i o n o f p r o c e s s e s i n w o r k o w s y s t e m s r e q u i r e s u p p o r t f o r b u s i n e s s l e v e l

d e t a i l s s u c h a s g r o u p s , r o l e s , p o l i c i e s , e t c . A T M s a r e w e a k i n t h i s a s p e c t , s i n c e

t h e y d e n e m o d e l s t h a t a r e f o c u s e d t o w a r d s t h e t a s k s t h e m s e l v e s ( i n t h i s c a s e

a d v a n c e d t r a n s a c t i o n s ) . T h e r e f o r e , w o r k o w s y s t e m s a r e i m p l e m e n t e d a t a

h i g h e r l e v e l o f g r a n u l a r i t y t h a n A T M s . I n f a c t , i n A l o n s o e t a l . , 1 9 9 6 b ] s a g a s

a n d e x i b l e t r a n s a c t i o n s h a v e b e e n i m p l e m e n t e d u s i n g a W F M S .

W F M S s i n d i s t r i b u t e d e n v i r o n m e n t s a r e d e p e n d e n t o n i n t e r - p r o c e s s c o m m u -

n i c a t i o n a c r o s s p o s s i b l y h e t e r o g e n e o u s c o m p u t i n g i n f r a s t r u c t u r e s . I n s u c h s y s -

t e m s , i t i s i m p o r t a n t t h a t c o m m u n i c a t i o n b e t w e e n p r o c e s s e s i s r e l i a b l e . T r a n s -

a c t i o n a l R P C m e c h a n i s m s h a v e b e e n u s e d i n d i s t r i b u t e d t r a n s a c t i o n p r o c e s s -

i n g t o g u a r a n t e e r e l i a b l e m e s s a g i n g b e t w e e n d i s t r i b u t e d p r o c e s s e s . T h e y c a n

a l s o b e i n c o r p o r a t e d i n t o w o r k o w s y s t e m s W o d t k e e t a l . , 1 9 9 6 ] t o g u a r a n t e e

t r a n s a c t i o n a l m e s s a g i n g b e t w e e n t h e w o r k o w c o m p o n e n t s t h e r e b y i n c r e a s i n g

t h e l e v e l o f f a u l t - t o l e r a n c e o f t h e W F M S i n f r a s t r u c t u r e .

T P - m o n i t o r s h a v e b e e n u s e d e x t e n s i v e l y t o g u a r a n t e e t r a n s a c t i o n a l s e m a n -

t i c s a c r o s s d i s t r i b u t e d p r o c e s s s p a c e s . T h e y a r e , t h e r e f o r e , a v i a b l e m i d d l e w a r e

t e c h n o l o g y f o r i m p l e m e n t i n g w o r k o w s y s t e m s . H o w e v e r , t h e i r u s e w i t h i n a

w o r k o w e n v i r o n m e n t c o m e s w i t h a l o t

journal of computer science

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