FALCOM : Framework Adaptativo baseado em Lógica Fuzzy para Controle de Middleware Orientado a Mensagem

Abstract

Middleware orientado a Mensagem (MOM) tem sido amplamente adotado para a comunica- ção entre componentes de sistemas distribuídos nos últimos anos. O modelo produtor/consumi- dor, usado por MOMs, exerce um papel fundamental na infraestrutura desses sistemas ao oferecer

comunicação assíncrona, baixo acoplamento entre componentes e escalabilidade. Devido à natu- reza distribuída dos MOMs, seus componentes operam sob condições heterogêneas, com diferentes

configurações e graus de autonomia. Essa característica, embora traga vantagens importantes em

termos de flexibilidade e escalabilidade, introduz desafios, como o controle do fluxo de mensa- gens entregues aos consumidores. Dependendo da capacidade de processamento dos consumido- res, esses elementos podem ficar ociosos ou sobrecarregados com mensagens, comprometendo o

desempenho geral do sistema. Para lidar com esses desafios, abordagens baseadas em regras fixas ou controle manual vêm sendo utilizadas, mas frequentemente se mostram limitadas em cenários dinâmicos, impactando negativamente a estabilidade, o throughput e a qualidade do serviço. Neste contexto, estudos prévios exploram o uso de técnicas da Teoria do Controle para promover ajustes dinâmicos no fluxo de mensagens. No entanto, persistem limitações relacionadas à dificuldade de adaptação dos controladores às variações do ambiente e à necessidade de sintonização manual dos parâmetros. Diante desse cenário, esta dissertação propõe o framework adaptativo FALCOM, uma solução autoadaptativa para o controle de fluxo em MOMs. O FALCOM combina lógica fuzzy com algoritmos genéticos, explorando os pontos fortes de cada abordagem. A lógica fuzzy oferece uma maneira de lidar com incertezas e relações não lineares. Por sua vez, os algoritmos genéticos são responsáveis por gerar e ajustar automaticamente as regras do mecanismo de inferência fuzzy, viabilizando a adaptação contínua do controlador em tempo de execução. A avaliação experimental do FALCOM utilizou métricas de desempenho relacionadas tanto à estabilidade quanto precisão, em cenários com metas estáticas e dinâmicas. Os resultados desta dissertação demonstraram que a abordagem fuzzy adaptativa, aliada a técnicas evolucionárias, é eficaz na manutenção do fluxo de mensagens desejado mesmo sob condições variáveis de carga, representando uma alternativa promissora para o controle inteligente e autônomo em MOMs.