本技术提出了一种结合图神经网络和图池化技术的Web服务推荐方法,该方法在服务计算领域内具有创新性。首先,该方法使用双塔模型构建服务网络图,并识别出关键服务节点。接着,在图卷积阶段引入双级感知机制,以增强模型对服务间复杂关系的捕捉能力。
背景技术
面向服务的体系结构(SOA)是一种组件模型,其通过定义良好的接口使得应用程序的不同功能模块能够高效地进行通信。Web服务是实现SOA的核心技术之一,其可以提供特定功能和业务逻辑,被视为新一代的Web应用程序。通过Web服务使业务级别的软件复用得以实现,从而显著优化开发流程。API是提供特定功能的应用程序接口,Web服务通过API暴露其功能,其他应用程序可通过调用API获取Web服务提供的功能。由于API具有提高软件系统灵活性、降低成本以及促进业务变革等诸多优点,其呈现出蓬勃增长之势,增加了软件开发人员获取合适的API的难度。
针对上述问题,服务计算领域大量研究者展开对服务推荐技术的研究。例如,Jiang等人通过表示学习将服务知识图谱中的API实体嵌入到低维空间,再计算API向量之间的距离推荐相关API。Yao等人基于正则化矩阵分解框架研究API推荐问题,将API-Mashup矩阵分解为两个低维矩阵,并提出一个潜在变量模型捕捉API之间的隐式关联。然而,以上方法无法学习服务的深层特征,难以捕捉Web API的高阶特征交互,导致服务推荐准确性偏低。
图神经网络是作为一种处理图结构数据的神经网络,其特点是将数据表示为节点,数据之间的关系表示为边,通过将节点间的信息和拓扑结构进行传递和聚合来挖掘数据的特征和信息。其在分子结构、推荐系统、社交网络均有广泛应用。例如,Liu等人利用门控神经网络表示用户会话信息,同时在图注意网络中聚合社交网络中的用户及其好友信息,从而有效建模用户偏好。Gu等人提出一种基于随机游走的矩阵分解方法,促使节点通过嵌入自协方差相似性来表征图的拓扑结构。并利用特定聚合函数挖掘图中的不相似度分布,从而获取用户与物品间的潜在关联。服务计算领域一些研究者应用图神经网络改进服务推荐精度,例如,Ling等人利用图神经网络捕获API调用中的高阶协作信号及项目结构信息,并融合神经网络中节点的文本属性以表示语义,一定程度上提升了API推荐的准确性。Kang等人提出一种利用图神经网络和自编码器技术进行服务推荐的方法,同时考虑WebAPI协作网络中的局部和全局结构关系和消息传递的网络结构关系,推荐与用户查询匹配的Web服务。上述推荐方法在一定程度上提高了推荐的准确性,但是没有考虑到用户与API服务交互中的复杂信号的差异性,无法准确捕捉不同信号在API服务挖掘中的作用,且没有关注用户需求变化的问题,缺乏对个性化服务推荐需求的研究。
实现思路