Web应用服务器是网络分布计算环境中的主流中间件平台，为创建、部署、运行、集成和管理多层分布式应用提供基础设施支持，它的可靠性对运行于其上的应用具有重要的影响。 虽然已有研究对Web应用服务器和其它类型中间件的可靠性问题进行了许多工作，但是，Web计算环境的开放性、动态性、多样性等特征，对Web应用服务器的可靠性保障提出了新的挑战，主要有：要能提供有服务质量区分的可靠性服务；要能根据运行环境的变化而适应性地调整可靠性服务的配置；能够灵活地管理和扩展服务器所提供的可靠性服务。 论文从模型、体系结构和实现技术等多个方面，研究了具有服务质量保障能力的Web应用服务器可靠性保障模型和框架，以及失效检测、失效恢复等关键技术，使应用服务器满足不同可靠级别的应用需求，提供相适宜的可靠性服务配置，具有适应运行环境变化的调整能力。 首先，针对中间件提供可靠性保障存在的问题，如系统服务配置复杂、被动式调整、缺乏运行环境适应能力等，论文为Web应用服务器提出了一种主动式可靠性服务质量保障模型PQAS，其主要特点是：基于可靠性服务组件和应用相关的语义信息，通过推导自动生成满足应用需求的可靠性服务策略；基于运行时环境状态(如响应时间和内存资源)的探测和分析，预先调整可靠级别和可靠性服务策略，使可靠性服务组件配置能适应环境的变化，优先保障高可靠级别应用的需求。基于PQAS模型，本文设计了一个支持服务动态重配的可靠性保障框架REASFrame，提供了一组可靠性服务管理和配置的设施和机制。原型实现表明，PQAS及其实现框架能有效改善传统中间件系统提供可靠性保障所存在的问题。 其次，本文对Web应用服务器的失效检测技术进行了研究。基于Web应用服务器的失效模式和故障模型，提出了Web应用服务器的多层失效检测体系，增强了检测的可伸缩性和可靠性。根据对失效检测器的QoS特性分析，研究了一种适应性失效检测算法及适应性失效检测框架ASQDF，对失效检测器参数和行为进行动态调整。这些技术能增强失效检测对运行时环境的适应能力，提高检测的准确性，减少“伪失效”情况。 本文还研究了Web应用服务器中的组件失效恢复技术。针对传统失效恢复保障中的问题，如难以灵活而透明地为不同类型的应用组件配置恢复服务、组件重启代价较高等，本文研究组件按需失效恢复的机制，包括：根据应用组件的类型和恢复需求，服务器为应用配置较细粒度的复制参数；为不同类型组件定义了组件恢复协定，在运行时基于恢复协定配置组件的恢复逻辑；针对需要重启的组件而设计的轻量级组件快速重启方法，使服务器有效地选择需要重启的组件集，减少了不必要的组件恢复开销。 最后，本文介绍了应用服务器原型系统OnceAS/C的体系结构、主要组件和功能实现，它对上述研究工作成果进行了实现和验证。