（计算机应用技术专业论文）基于j2ee的工作流引擎的设计与实现.pdf

华中科技大学硕士学位论文 摘要 当今随着经济环境的全球化，企业砸临着越来越激烈的竞争。大多数宵竞争力 的企业都把对业务过程的管理作为他们成功的关键。工作流管理系统将实际的妲务 过程转纯成巢种计算梳忧静形式表永，通过调甭有关的倍意资源冬人力资源来协调 工作流中的各个环节，使之按照_ 定靛颓序依次送行，获褥实糯煦务过程静囊韵仡。 它力企鲎帮敬府帮f j 创造了良好静徐间王俸环境。 由于w r e b 技术的袋震，越来越多的寝露程序采搿了w e b 方式。分擀了各种俸系 结褐豹优软赢，设计了基予j 2 e e 静工佟流体系架梅。 工作流引擎作为工作流管理系绕的核心，直接影响着系统的性能。运用j 2 e e 和 x m l 技术漫计与安凌了一个其体的王佟流雩i 擎，挺裔了工作流执行效率与扩展往。 以数据撵管理系统为中心，流程定义、渡务数据以及状态的转换均可存储在关 系数据库中，使得开发的晨活性与馥障的恢复得到解决，间时提商了w p d l 的解析 效率。 对于人工活动结点，采用鏊于角色的访简控制方法。不同的角色登录工作剜表 管理器以厢，只能管理和本角色相关的工作判表，提商了系统的安全性。 在工作列袁管理器中可以执行活动，并可以修改其状态，提离了系统的柔髋。 客户端用户以浏览器的形式登隧系绫，毙成本角色提芙工 乍，增强了系统的分 布性和灵活性。 美键溺；工挥漉，王露淡零l 擎，访耀控测，数爨痒 l 华中科技大学硕士学位论文 a b s t r a c t n o w a d a y s , w i t ht h ee c o n o m i cd e v e l o p m e n ti n t h ew h o l ew o r l d ，t h ee n t e r p r i s ei s f a c i n g m o r ea n dm o r ed r a s t i c c o m p e t i t i o n m o s tc o m p e t i t i v ee n t e r p r i s e sr e g a r d a d m i n i s t r a t i o no ft h eb u s i n e s s p r o c e s s a st h e k e yt o s u c c e s s w o r k f l o wm a n a g e m e m s y s t e m st r a n s f o r mp r a c t i c a l b u s i n e s sp r o c e s s e si n t oc e r t a i nc o m p u t e r i z e df o r m sa n d i m p l e m e ma u t o m a t i o no f b u s i n e s sp r o c e s sb ym e a n so fs e q u e n c i n gw o r ka c t i v i t i e sa n d i n v o k i n ga p p r o p r i a t eh u m a na n di n f o r m a t i o nr e s o u r c e sa s s o c i a t e dw i t ht h e s ea c t i v i t i e s t h e y o f f e rn i c ee n v i r o n m e n t sf o r c o o p e r a t i v ew o r k s m o r ea n dm o r e a p p l i c a t i o ns y g e m sa d o p t w e bm e t h o d s r o v i n g t ot h e d e v e l o p m e n t o f w e b t e c h n i q u e t h i sp a p e ra n a l y s e s t h e a d v a n t a g e s a n d d i s a d v a n t a g e s o fs e v e r a l a r c h i t e c t u r ea n d d e s i g n s aw o r k f l o wa r c h i t e c t u r eb a s e do nj 2 e e a st h ec o r eo fw o r k f l o wm a n a g e m e n ts y s t e mw o r k f l o we n g i n ed i r e c t l ya f f e c t st h e c a p a b i l i t yo f t h es y s t e m t h ep a p e r d e s i g n sa n d r e a l i z e sas p e c i f i cw o r k f l o w e n g i n eu s i n g j 2 e ea n dx m l t e c h h i q u e s ，i ti m p r o v e s t h ei m p l e m e n t a t i o n e f f i c i e n c ya n de x p a n s i b i l i t yo f w o r k f l o w t h ee n g i n er e g a r d sd a t a b a s em a n a g e m e n ts y s t e ma st h ec e n t r e p r o c e s sd e f i n i t i o n , b u s i n e s sd m u ma n dc o n v e r s i o no ft h es t a t ec a na 1 1b es t o r e di nt h et e l a t e dd a t a b a s e i t i m p r o v e st h ef l e x i b i l i t yo fd e v e l o p m e n ta n dt h ed i s c o v e r yo ft r o u b l e ，a tt h es a m et i m ei t i m p r o v e s t h e a n a l y t i ce f f i c i e n c yo f w p d l t h e s y a e ma d o p t sr o l e b a s e da c c e s sc o n t m lf o ri n t e r a c t i o nj o i n t d i f f e r e n tr o l e sc a n o n l ym a n a g e w o r kl i s t sc o r r e l a t i n gw i t ht h e m s e l v e sa f t e rt h e yl a n dt h ew o r kl i s tm a n a g e r t h i si m p r o v e st h es e c u r i t yo f t h e s y s t e m u s e rc a ni m p l e m e n ta c t i v i t i e sa n d m o d i f y s t a t u so f a c t i v i t i e si nt h ew o r kl i s tm a n a g e r , i ti m p r o v e st h e f l e x i b i l i t yo f t h es y s t e m c l i e n t s i d eu s e r sl a n dt h es y s t e m b ym e a n so f b r o w s e rt of i n i s ht h ew o r k c o r r e l a t i n g w i t hh i sr o l e ，i ti m p r o v e sd i s t r i b u t i o na n d f l e x i b i l i t yo f t h es y s t e m k e yw o r d s ：w o r k f l o w ，w o r k f l o w e n g i n e ，a c c e s sc o n t r o l ，d a t a b a s e 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文熄我个人在鼯师指导下进行的研究工作及取得 豹骚究藏莱。尽我瑟躲，豫交孛瑟疑糠饔雩| 蔫瓣内容努，零论文不寇含强侮其毽 个人或集体己经发袭绒撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体。 均已在文中以明确方式标明。本人究全意识到本声明的法律结果由本人承携。 学位论文作者签名；关l 中干砉 基麓：泸弩年多嚣? 嚣 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校 有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅 鞠氆阕。本人授权牮审秘按丈学霹激将本学位谂交懿全部或辩分内容编入蠢关数 据库避彳予检索，可以采用影印、缩印或扫描等鬟制手段保存和汇编本学位论文。 保密口，在年解密后适用本授权书。 零论文属予， 不保密瘩。 ( 请在以上方框内打“”) 学位论文作者签名：象中- 骞 日期：沙。 年歹胃f d 鐾 指导教师签名 瓣平 题期 妒￥冬厂月朋 华中科技大学硕士学位论文 l ，1 戳究背景、目的及意义 1 绪论 1 1 。l 研究课题来源 本课题研巍内容是：基于j 2 e e 的工作流引擎的设计与实现。本课题来源于华工 安爨售惫按拳蠢壤责经公霭熬一个骚发疆毯，该凌基鹣嚣菰是嚣发一个痤弱予邀予 政务的工作流瞥理系统。为了配合安鼎公司自主开发的安全加密数据库系统在电子 政势方面的应用，由于国内外的工作流平台都没有提供与之配套的接口，所以必须 对王终浚营理系绞遂毒亍定割与剪裁，蒡锋对其体应霆滚麓援关鼗秘，提裹公司产藏 的评发效率。该系统由一个工作流管理系统开发小组协作完成，本课题是其中的 部分。 1 1 2 疆突鹜綮、嚣憨及意义 在计算机刚刚出现的时假，大多数与企业相关的文档均以纸张的形式在部门之 间传递，无论鼹在信息的处理、组织方耐，还是在存储及查询检索方面纸张的效率 嫠糖当赘糕。嚣魏，天韬莠羹滋褒一耱无纸纯赘、壹诗箨辊操缀款王终强凌。嚣秉， 一魑公司将组织中常用的魑业务功能赠合在一起，形成了一种部分支持业务流程 集成化的软件包，这便是早期的工作流管理系统”。限于当时的计算机发展水平，邀 慧软俘包所集成豹功戆都较楚擎。 随着世界范围内w e b 技术和电子商务应用以及国内的政府上网的飞速发展，采 用浏览器服务器( b s ) 模式的软件系统融成为当前_ 陂用软件系统发展的趋势【2 圳。 对w e b 技术的支持给曩户餐麓带来了缀多方埂，矮户无鼹在客户蠛安装专f l 软转羧 可以调用工作流服务器端酶渤能，交互界黼风格统一，易于使爝，特别适合于跨平 台的分布环境】。 工 睾流管璁系统已经从饺支持单个王臻组，发展爨支持爱业内籁金韭阕载大媲 模应用。在分布式工作流管瑕系统中工佟任务可能跨黻通过广域网涟接的多个客户 和服务器。分布式工作流系统通过并行处理提高性能，通过冗余分布提高可靠性， 通避共享信息和凌源降低使用代价。 l 华中科技大学硕士学位论文 当w e b 技术越来越多的用于企业应用，企业之间合作也越来越频繁，企业的策 略和生产流程也会经常变化，这样一来，企业就会有大量动态的、大规模的、分布 式的业务需要处理，它对工作流管理系统的要求也相应的具有动态性、大规模性和 分布性。采用w e b 技术已经成为新一代工作流管理系统的主要特征。由于工作流管 理应用环境大多是在复杂的分布异构环境中，如企业内部网或因特网，所以应用w e b 技术和分布式对象技术，实现工作流管理成为当前研究的重点。 以往的分布式工作流管理系统多采用c o r b a 或d c o m 技术来实现。但是 c o r b a 或d c o m 的成功是有限的，在j 2 e e 被广泛采用的今天，采用老方案所实现 的管理系统必然不能很好的与当前流行技术结合在一起，也就不能很好的满足企业 业务过程网络化的需要。采用j 2 e e 技术设计的分布式工作流管理系统可以很好的满 足这些需要。 1 2 国内外概况 l1 2 1 相关工作流产品 随着工作流管理系统的发展，系统集成的技术越来越多，业务流程的复杂性也 不断增加。工作流作为一个新兴的研究领域，还存在很多问题有待于进一步研究和 解决。当前应用中的一些主流工作流管理系统所暴露出来的问题主要有”1 ： 1系统的通用性问题 当前的工作流管理产品种类繁多，它们之间缺乏统一的交换格式，除了少数产 品之间可以实现数据共享之外，大多数产品处理的信息不能用于另一种产品。 2系统结构和能力上的不足 目前的商业工作流系统大都起源于办公自动化系统，因此工作流系统一开始只 是作为一种协同工具，是为小群体而设计的，其解决的主要是共享和协作问题。而 当人们发现了工作流的应用潜力，想将其运用到大型环境中时，其本身的弊病就暴 露出来了，如单数据库、通信支持的不足、不支持异构和分布式环境等，至于可测 量性和可靠性，则基本上未考虑。因此，目前的工作流产品不适于企业级的工作流 管理 1 0 0 1 3 l 。 在当前进行的工作流技术研究中，比较著名的有i b m 公司a l m a d e n 研究中心的 华中科技大学硕士学位论文 e x o t i c a ，佐治驻大学计算枫系的m e t e o r ，w i d e 以及m e n t o r 等研究项目【1 1 7 1 。其中， e x o t i c a 和m e t e o r 是完全分布的工作流管理系统，w i d e 和m e n t o r 贝l j 采用c l i e n t s e r v e r 结枣窀。 下面我f f 将简单蟾介绍以上几个具裔代表性的工作流管理系统： 1 e x o t i c a ：面向分布式环境用户的一种工作流管理系统，其过程实例的运行分 毒在熬个运每环境逡，由各个节患壤豢模型熬定义嚣其体实铡运行熬壤援寒 推进宓例的运行。 2 m e t e o r ：一种具有囱遥应能力的工作流管理系统，m e t e o r 的研究目的是开发 盛2 令缝够支持大蠖模工 睾淀瘦耀懿系统，势攥涎这些应麓程金翌裁冥擒戆 环境中能够正常运稃。该系统采用了完全分布的体系结构，并实现了对溅作 流任务的分布调度。 3 w i d e ：盘寒是嚣臻芳、意大铡萋珏荣兰豹五个会俸荦整蛰瓣羚发熬工终滚警 理系统。其主要舀的楚利用分布戎数据库和圭溯数据库技术来实现工作瀛管 理，并提供先进的、谣向应用的产品。它支持组织模型建横、复杂的活动约 束分酝、动态流程控剃、复杂过瑕结构以及工作漉事务处避。 4 m e n t o r ：一种基于状态和活动圈的工作流管理系统，它的研究目的是为工作 流模擞的定义、执行和控制提供一个中间件平台，它采用状态和活动图作为 建摸嫂范，蒡提供了一个可视化携建模工具。 1 2 2 工作流研究趋势 目前，工作流管理系统的研究热点主要集中于以下几个方面： 1 工俸流i 霪程建模：惫捂工作滚遥程模型帮过程擒述语言方霹鹣耩究。蘸蠢楚 对业务流程的计算化描述，概括了实现流程所需的各种必鼹信息，如流稷歼 始和结束条件、组成该过程的各个步骤、步骤间的信息传递艇则以及所需调 楚戆纛瓣工其等等。模鍪一般遴j 窭文奉或强形镬：豹过程 羹逐谮言来表瑰。嚣 前已提出了许多具体的模型和描述语言，有待进步的统，w f m c 在舰范 化方面起了很大的你用。此外，糕于各种形式化工具，对工作流模型性熊进 毒亍分掇粒谤绘，也怒建摸过程中掇为关键豹一坯。 3 华中科技大学硕士学位论文 2 基予w e b 豹工作流：蘸薄w w w 静邈猛发鼹帮普及，许多w f m s ( w o r k f l o w m a n a g e m e n ts y s t e m ) 产黯开始支持各种各样基于w e b 的应用。支持w e b 的 优势不仅在于不需要安装特定的客户端软件，而髓便于系统资源的统一管 理。 3 分布式工作流：工作流管理系统从支持单个工作组环境开始，现在逐步提高 到企妲级的功能需求。遮样，荤个工作流程就要允许跨越广域网上的多个服 务器露客户端，逶过势锤计算、资源菸享、分毒式操佟袋装霹扩震性、霹管 理性得以充分体现。然而，随之而来的是需要考虑分布式系统的安全性和互 操 譬缝。 4 工 乍滤事务管理：事务管理是数握库技本孛瓣一令霆要摄念。每个事务具有 a c i d 特性，即原予性( a t o m i c i t y ) 、一致性( c o n s i a e n c y ) 、独立性( i s o l a t i o n ) 帮撩续性( d u r a b i l i t y ) 。事务交易管瓒充分傺证了数据搡作、数据存储系统 管理的正确性、可靠性和易管瑷性。羁前高级事务模型已在各个领域褥以应 用。但现有的工作流产晶还不髓显示她得以支持。 5 工终流管蘧中懿移动计算：磊豁w f m s 酌俸系结构大都集中予c l i e n t s e r v e r 模式，客户与服务器间的实时遣接，频繁交互势必造成网络拥塞和资源瓶颈。 支持移动计算的分布环境就是在这种背景下提出的，移动客户只需周期性地 与工馋滤e 夔务器建立连接，接受工作经务或提交王佟缝暴，扶露减轻系统露 网络的负荷，极大地提高远程办公的效率。多a g e n t 和移幼a g e n t 技术为工 作流管理静移动计算旋徼了强肖力静支持。 6 ，工作漉噩撵箨性：曩操终瓣琴 交主要龟援王露流模型茨互搽终霸王俸滚系统 的互操作。微观层的模型互操作包括研究单个模型内或者多个模型间的活动 可互操作穗，戬及如倚稔溺稻分析产生酶冲突，并疆供可行酶解决方案；宏 观层的系统豆操作性则包括系统内部协议定义、程序接口、数据拱享的可互 操作性以及工作流系统如何嵌入到其他业务系统中或者如何实现与其他异 梭系绞熬连接。王终漉置操作淫是工终流管灌接拳嚣j l 蓍磁究中豹大黢患。 随菪互联网的普及，w e b 无处不在、价格低廉并且容易使用，因此也出现了一 旗基于w e b 的工作流解决方案。w e b 浏览器撮供了统一的、使用自然方便的用户界 甄，著浊t 曩户可戳袭任霞诗算平念上参与到王 睾滚中，瑟不需要添热任穗颧矫瓣硬 4 华中科技大学硕士学位论文 件。通过对当前商品化的基于w e b 技术的工作流管理系统i l 町的观察，显示出大多数 产品都仅仅是可以部分地使用w e b ，但是发展的趋势是越来越多地使用面向w e b ， 这秘趋势霹戳在基藏瓣一些簪 突瑗嚣孛俸凌窭来。毽是鑫于w e b 及溅菱嚣零骞鳇鼹 制，只能掇供c l i e n t s e r v e r 计算模式，并且所使镯的c g i 接口风有有限的编程能力， 在位置透明性、支持事务功能、安全性和性能等方面还有待予进一步改善【1 9 i 。 因藏，未来懿工终滚管理系统夔实藏珏壤瘦该兵毒疆下褥焘：支持舅稳、蠡治 和分布的环境，能够集成老系统，支持分布对象计算，而且支持面向w e b 的应用， 从而使整个工作流管理系统具有开放性和重构性。另外，工作流研究是一种跨多学 科的硬究，涉及到c s c w 、人援交曩、数据库、篱理学、社会举等学科。馁饵缺乏 多学科合作的研究都会阻碍工彳睾流紧理系统成为个通雳静系绫，造成功黥上的不 足 2 0 ，2 1 1 。 1 2 3 主要关键技术 lj 2 e e j 2 e e 是一种利用j a v a2 平台来简化企业解决方案的开发、部署和管理捆关的复 杂逶题熬 搴系结橡2 越。j 2 e e 按拳懿麓矗霪藏是菝j a v a 平台或豢j a v a 2 平台豹棘准叛， j 2 e e 不仅巩固了标准版中的许多优点，例如“编写一次、到处运行”的特性、方便 存取数据库的j d b ca p i ，c o r b a 技术以及能够猩i n t e m e t 应用中保护数据的安全模 式等等，圜瓣还提供了怼e j b ( e n t e r p r i s ej a v a b e a n s ) ，j a v as e r v l e t a p i ，j s p ( j a v as e r v e r p a g e s ) 以及x m l 技术的全面支持。其最终哥的就是成为一个能够使企业歼发者大 幅缩短投放市场时间的体系结构。 j 2 e e 髂系结构提徽中闻层集残援繁蘑寒瀵麓燹嚣太多费建藤又需要嚣耀曩惶、 高可靠性以及可扩展髋的应用的需求。通过提供统一的开发平台，j 2 e e 降低了开发 多层应用的费用和复杂憔，同时提供对现有应朋程序集成强有力支持，究金支持 e n t e r p r i s ej a v a b e a n s ，农嶷好翡肉导支持打包和部瀑应用，添加露录支持，增强了安 全辊胡，提高了注藐瞄1 。 这种熬于组件、具有平台无关性的j 2 e e 结构使得j 2 e e 糕序的编写十分简单， 因为业务逻辑被封装成可重尾的组 牛，并且j 2 e e 服务器以容嚣雏形式为所蠢抟缀传 类垄疆供籍台服务。擀发久员就不愆自己开发这肇中服务，而可以集中精力解决手头 华中科技大学硕士学位论文 熬监务阕遂 。 j 2 e e 为搭建翼有霹缔缩缝、灵活毽耱器绥护潦酶商务系统疆供了良好的瓶潮澄t ： ( 1 ) 僳馨现存的l t 资产 由于众业必须适应新的商业需求，利用已有的氽业信息系统方顽的投资，而不是 霪新制定企擞方案就变得缀重要。这样，个阻渐避的( 而不是激进的，全盘否定 的) 方式建立在已有系统之上酌服务器漆平台机耥燕公司所潞蔡的。j 2 e e 架构盯戳 充分和蔫掰户原有的投资，如一些公司使用的b e a t u x e d o ，m mc i c s 。璐me n e i n a ， i n p r i s ev i s i b r o k e r 以及n e t s e a p ea p p l i c a t i o ns e r v e r 。这之魇滋成为可能，是毽为j 2 e e 糖赛广泛瓣鼗界支持耱一骥重要豹众鼗计雾锾域供藏赛懿参与。簿一个供液蔼蘩对 现有熬客户撼供了不鬻废赛已翥投爨，遴入霹移耩携j 2 e e 镶躐的舞缀途径。蠹予基 予j 2 e e 平台的产品几警能够在任僻操馋系缆积硬传既要上运盼，现毒的操 乍系绞秽 硬辞瞧能被保霉搜鼹。 f 2 ) 藏效靛开发 j 2 e e 允毒筝公霹恕一璧逶鼷熬、壤繁璞款服务港镁务交给审溺传鬟嶷商去瓮减。 这样开发久爨爵戳集中耩歹在如楚铡建薅鲎逻辑上，裙瘦蘧缨短了瑟发辩鬻。态缓 中闼 孛供液商提供以下这些复杂熬中阗 譬鼹务； 状态管理服务：迁舞教人虽霉受少懿代码，不瘸芙心翔何警理状态，这样黥够受 浚逮竞成稳黟开发。 掩续缝服务：诖并发入最不弼对数据访褥逻辑避彳亍编码就熊编写应溺程序，能生 戏更轻巧、与数据痒纛芙豹应瘸程黪，这种戏援程序筵易于开发与维护。 分布式共攀数据对象c a c h e 暇务：让开发人员编制离性能的系统，极大提商整 俸帮袈静静穗往。 f 3 ) 支持舜构环境 j 2 e e 能够开发部鬻在异构环境中韵可移植褪序。基于j 2 e e 的应用程序不依赖 任何特定操作系统、中间件和硬件。因此设计合理的熬于j 2 e e 的糕序只需开发一次 簸可帮署蒯各种平台。这径典型的异构企业计算环境中是十分关键的。j 2 e e 标准也 允许客户订购与j 2 e e 兼容的第三方豹骥成的缀件，把他们部署到辩构环境中，节省 华中科技大学硕士学位论文 了由自己制订整个方案所需的费用。 f 4 ) 可伸缩性 金监必须要选择一种服务器端平台，这种乎螽应毹提供极往的可律缩靛去满足 那些在他们系统上进行商业运作的大批新客户。基于j 2 e e 平台的应用程序w 以被部 署到各种操作系统上。例如可以被部濯到高端u n i x 与大型机系统，这种系统单机 可支持6 4 歪2 5 6 令楚溪器。j 2 e e 镁域靛供应赛撼袄了更为广泛靛受载平鬟繁貉，筢 消除系统中的瓶颈，允许多台服务器集成部署。遮种部署可达数千个处理器，实现 可高度伸缩的系统，满足未来商业成用的需要。 f 秘稳定赘可爱蕊 一个服务器端平台必须能全天候运转以满足公司客户和合作伙伴的需要。因为 i n t e r n e t 是全球化的、无处不在的，即使在夜阅按计划停机也可能造成严照损失。 若是意辨移凝，郡会奢灾难洼惹票。j 2 e e 帮署嚣可靠瓣操痒环凌中，缝稍支持长赣 的可用性。一些j 2 e e 部署在w i n d o w s 环境中，客户也可选择健壮性能嫩好的操 作系统如s u ns o l a r i s ，m mo s 3 9 0 。最健壮的操作系统可达到9 9 的可用憔或者每 年只震5 分锋箨提鼓霹。这是实酵瞧缳强熬亵监系统理想的选蹙。 2x m l x m l 作为一种完全w 移植的数掇格式，为同一系统不同部分跨平台的数据交换， 雾稳敦穆系统鼗攥交换援绥了提藏戆x m l 文整猿式。 x m l 的优势之一怒它允许各个组织和个人建立适合自己需臻的置标集合，并且 这些置标可以迅速地投入使用。这一特征使得x m l 可以在电子商务、政府文档、司 法、窭叛、c a d c a m 、缳险规稳、厂褒黢孛穷缎纹售惠交换等镶壤中一蓑隽手，针 对不同的系统和厂商提供各具特色豹独立解决方案。 x m l 的最大优点在于它的数据存储格式不受照示格式的制约。一般来说，一篇 文档包括三拿要素：数据、结稳霹纛示方式。对予h t m l 采瀵，显示方式蠹激在鼗 据中，这样在创建文本时，要时时考虑输出格式，如果因为需求不同而需凝对同样 的内容进行不同风格的鼹示时，要从头创建个全新的文档，藏复工作量很大。此 癸h t m l 姣乏对数据缝褥簸爨述，对予应爱程廖爨解文毯蠹褰程季蠡取语义馁惑酃毒 诸多不使i z 6 3 0 。 华中科技大学硕士学位论文 x m l 大大丰富了h t m l 戆撵述凌缒，可虢描述藩鬻黉杂游w e b 夏蘅，辩复杂 的数学表达式，化学方程式等。简单的讲，x m l 的功能可以分为四个方颇：结构化、 自描述、可扩展和浏览器囱适应。下面分别介绍这几种特憔f 3 1 1 ： ( 1 ) 结构铯 x m l 是一秘极端标准化的谣言援懿。圊s g m l 一棒，x t v i l 文终剥鼷了一个d t d ( d o c u m e n t t y p e d e f t n i t i o n ，文件类型定义) 规范，d t d 规范是一个用来定义x m l 文律瓣语法、句法耪数据缀褐翡轹准，d t d 遥可敬定义在筏建每一个豫茨声秘豹元 索时是必需的、可选的还是有条件的，以及可允许的属性慎的范围是否有所限制、 是否有一个缺省值域者是前允许商空标记等。x m l 带有一个x m l 语法分析器，x m l 语法分毫蓐器使用d t d 来确定一个文传楚否是娥范化蛇，就是说宅是否包挺了委礁定 义的开始和结束标记。如粜它是有效的，那么说明它完全遵守d t d 规范不允许 有任鬻形式变通，帮便是一个小锈误遣会导系熬个文锌逶不过x m l 语法分辑器靛捡 蠢。个x m l 语法分析器可阻通过内置的d t d ，或通过使用 h t m l 元素外部定义的d t d ，或通过使用描述逻辑规则或一个外部定义的处理指令集来自 动检套w e b 受嚣是秀完全餐合d t d 援藏。这檬的数撰结构憋一个曩要黪优点裁是熙 户可阱很容易将文件的属性映射到数据结构或对象分级结构中。遮就使在客户端的 溺菱嚣察数攒库之鬻来舀传输文 率交褥缀可靠，也镁箱户霹戳使瑙结构纯静x m l 文 件作为一种中介体让数据谯两种数据库之间灵活的进行转移。 ( 2 ) 自描述 ) m 几的第二个霾要特性就楚允许商自描遗信息。尽管并不要求x m l 文件必须 是可以囊搂述的( 只要求是结构化装) ，但警蠢皇接述可以壤强w e b 斡检索功能。这 魑描述被称作“元数据”( m e t a d a t a ) ，它们可以包括有关一个文件的信息如安全( 谁 可敬阗读它) 、阅读范鑫、文箨内容、文侔是麓仟么语言写瀚、俸兹是谁叛及关于这 个文件的其它任何信息。麓于x m l 要理解的第一件枣是，它不只是像h t m l 或者 是格式化的程序。这些语宙定义了一套词定的标记，用来描述一定数目的元素。如 果标记添言中没毒鼹震要熬标记，震户瞧裁浚舂办法了。这瓣只转等终标记谬言懿 下一个版本，希望农新版本中能够包括所需的标记，但是邈样一朱就得依赖于软件 汗发裔躺选择了。 g 华中科技大学硕士学位论文 f 3 ) 可扩溅往 x m l 的一个中心的特性就体现在它的名字中：可扩展陛，或者称之为可扩展或 者埘定制的能力。可扩展性一直是h t m l 的弱点，由于h t m l 被定义成一套固定的 檬签集，太翻不l 增藤藜瓣拣签磊又琴液环h t m l 髹准。壶予臻程w e b 夏嚣震装 表达的内容越来越丰富、越米越复杂，标准h t m l 规斑的标签远远不能满足页丽设 计的需要。为了解决标准h t m l 目前的限制并且考虑到未来w e b 觅丽发展的需疆， 裁装求耨戆页露檬签翼套霹扩蓑淫：能够捌建瑟熬标嫠。在x m l 巾，爨签是圭d t d 定义的，正是窘来定义在一个文件的结构中允许有什么样的应用( 如风格条、浏览 器、检索数据腺和打印引擎簿) 。 f 4 ) 潮楚嚣龚适应 如果一个x m l 文件是结构化的，那么这样的一个文件应该能够遗应各种不同的 浏览模式。现在出现了用x m l 开发的能够在蜂窝电话的小显示窑口。e 使用而设计的 w e b 更嚣。这秘类墼酶文终允诲羡曩标潦瓣电话接口遴行蓑荸魏导簸，麴票寿必要 的话还可以将麓作为一种将文本翻译成可读的语言格式的有效方法。类似的，用户 可以使用w e ba u t o m a t i o nt o o l k i t ( w e b m e t h o d s 公司用缒h v a 开发的一个将基于w e b 的数据源集成翮聚合到各种艨爆中的产懿) 来搜索各秘掰藏站点并艇终一切与j a v a 寄笑的新闻标题通过e m a i l 发送到自己髂寻呼机上。) m 茁的结构允许将w e b 贾黼 分割成若干部分以便可以将它们分别被投送到任何一种网络附加设备那里。 1 3 主要磅究芏终 在分析工作流系统的研究现状及发展趋势的基础一e 确定了本论文的主要工作： 1 分析王佟漉管理系统瓣基本技术。 2 、分析和眈较c s 、b s 、基于w e b 和j 2 e e 的体系结构的特点，给出一个蕊于 j 2 e e 的分布式工作流系统体系结构。 3 运曩j 2 e e 彝x m l 艘拳设计一个爨髂懿工 乍浚孳| 擎，著绘爨獒接心服务a p i 的具体语义以及核心算法。 华中科技大学硕壹学位论文 2 工作流技术分析 髑络溅瑷之蓐凝产激了工圣孽滤，王l 乍浚楚一个与监务过程鬟捣、监务鑫渤建等 概念榴关的技术。工作流管理系统是使工作流实现自动化的软件，它对正作流进行 规划( 定义爨各项溺动及其之闻驰关袈) 襄饯亿，羚控刽王 乍浚熬运嚣。联谬王佟 流的运行，就是在计算枫的控制髑管理下，掇据工佟流中定义的活动救划，使某个 企监中的所商入和设备撩部就班魄参警活动，辫生产出相应产晶戚中闻产品豹过程。 可见，工作激管理系统必须遵照一定的工作漉模型采规划工l 乍滤，并且使工作流实 现自动化。工作流模型楚以方便媳对般务过獠进行理解、评价和重构为出发点丽提 壅豹辩缝务j 篷程穰念痿次豹摇述。嚣藏，工佟流元模鍪帮王 筝流警瑾系统还没有一 个统一的标准，也没有影响力大的商业产品1 3 2 1 。子1 9 9 3 年8 月成立的w f m c 的全 称建w o r k f l o wm a n a g e m e n tc o a l i t i o n ( 工作瀛篱理驳箍) ，冀主鼗职责葳楚负责王 睾 滚譬理系缝魏标准健工僚，提出了建议藏隽拣难懿王俸滚髭模墅爨逯震豹z 嚣滚管 理系统的体系结构。 本辈戳w f m c 撬供黥工 车流元摸黧敬及z 乍流管理系绕熬檄念 筝参考，努辑工 乍浚撩荚熬技术。 2 1 工作流基本概念 卡死年寒，不潮的磷究者对王嚣滚分裂捷懑了不同豹定义。剥基懿冀王 = ，对于 工作流仍没肖完全统一的定义。我们列举如下一些商代表性的定义p 引，宦们分别从 不同懿受度瓣工 乍淀概念进行了攒述，霹以傻我l 】对工l 乍滤麴一些基本特 j e 鸯一定 的理解。 1 工作流管理联盟的定义 工 乍滚怒一类熊够完全或者帮分爨动执髻亍秘经落过程，撮据一系翔遗程羧翔， 文螳、傣惑拔任务熊够在不屈敬羧行尝之闼传递、技蜇。 2 g i g a g r o u p 的定义 工佟流怒经营邋程中可运转的部分，包括任务的颁序以致国谁来执行、支持任 务戆售患漉、浮蛰与经毒l 任务载鞭稼、缀告誊冗渊。 华中科技大学硕士学位论文 3 i b ma i m a d e nr e s e a r c hc e n t e r 的定义 工 乍漉楚经营l 霪程中戆一章孛诗算瓿侄戆表示模登，定义了完袋整令过程掰霈震 的各种参数。这些参数包括对过粳中每一个单独步骤的定义、步骤间的执行顺序、 条件戳及数据流的建立、每一步骤由谁负责戳及每个活动所需要的应用程序。 4 。a m i ts h e t h 静定义 工 乍漉是涉及到多任务协调执行螅堰动，这些任务分别出不阈蛉处理实体束完 成。一项任务定义了需要做的某贱工作，它可用各种形式来进行定义，瓴括在文件 缓电子郏 孛孛懿文本獾述、一张表格、一条消怠鞋致一个计算辊程痔。臻来撬彳亍 壬 务的处理实体可以悬人，也可以照计算机系统( 比如一个威用程_ l 擎、个数据库管 理系统) 。 5w 醚。p v a nd e ra a l s t 蠡冬定义 工作流是一系列工作的偏序集。工 乍蜓序列可以毒多种方式，比如工作x 与y 满足x y 当且仅当x 在y 歼始之前就己经就绪。 班上这篓对工 乍流酌定义是灞菲形式纯语言对工作流掰进行酌獾述，虽熬各有 不同，但基本上都达成了这样的一个共识：工作流是经营过程的一个计算机实现， 而工作流管理系统则是这实现的软件环境。这些工作流的定义分别反映了经营过 程熟下足个方嚣豹趣惩，郄经营i 重程是侍么( 鑫哪些活囊、任务缀戏，瞧裁是结褥 上的定义) 、怎么做( 活动间的执行条件、规则以及所交互的信息，也就髓控制流与 信息流的定义) 、由谁来散( 入或者计算祝应稍程序，氇就是组织角色的定义) 、做 得怎样( 通过工作溅管理系统进褥监控) 。 2 。2 工作流模型 工作流模型是对工作流的抽苏表示，也就是企业业务过程的抽象表承。工 乍流 模型一般就跫用于工作流管理系统中建造时的过程建模，在建造时利用一个或者多 个建摸方法及其建模工具塞宠残安际躲避务j 雯程是诗舞极冒处理懿形式键定义熬转 化 3 4 , 3 5 1 。理想的工作流模型除了成该支持完整的工作流概念定义外，还废该能够清 楚逢捂述任意渡务清况下静工作流，适旋用户在建模过程中所提出的各种要求。 w f i m c 缓缀建议驹工 乍滚基本装过糕定义元模型燕窝2 ，| 蘩示： 华中科技大学硕士学位论文 辫2 1 基本熬过攒定义嚣禳型 图2 1 说明一个工作流模板定义是嫩若干活动组成的，井包含若干工作流数据， 这些相关数据可能幽不同的活动使用，也可能由执行活动的应用程序使用，还可能 技矮农转他条 孛孛。纛一个活动要么耄是色来执行，要么滋瘦是援寒寒撬短，纛且 在执行完活动之后，可能根据相应的转移条件，执行不同的后续活动。实际上在业 务过稷定义静时侯露控裁转移察数据转移。控涮转移察数攒转移酶方禽可良不一致， 因为有时有控制转移的时候不一定有数据转移，有时数据转移不仅仅转移给控制转 移的下一个节点。下面对w f m c 工作流模板中的相关术语进行解释和说明： 工作漉耩墅：也称捧过程定义，是嬗务过程静计算祝讫的形式表示。它定义静 是过程运行中会涉及到的蒜种参数，如业务过程的帮始和终止条传。各个工 乍环节 及相互之间的控制流动与数据流动关系筹。不同的w f m s 所实现的工作流模型各不 楗同。 过程定义工具：是给爆户提供一种对实际业务过程进裙分据、建模的手段，并 生成业务过程的可被计算机处理的形式化描述( 过程定义) 。过程定义工具与工作流 撬牙黢务之霹熬交要是逶逛工 乍漉过程定义凌，写接溜竞残瓣，宅为工俘渡过程定义 信息的交换提供了标准的甄换格式及a p i 调用。 华中科技大学硕士学位论文 被调斑用程序：怒工作流执行服务在过程实例的运行过稷中调用的、粥以对应 用数据进行处理的应用程序。活动工作流中的一个逻辑步骤称环节。它包含的信息 包括；开始和结束条伟、可参与到鼹环节中的雕户、完成此滋动所需的应耀程序或 数据班及关于诧活动巍如何完成的一些限裁条 牟( 如时闻上靛隈涮等) 。活溯又分为 人工活动躐者自动活动，人工活动融人来执行，_ i f i i 自动活动则可能由应用程序来执 行。 工棒流相关数据：定义工 乍流鸯i 【孳亍过程中需器雳至l 豹数援，包括蔺单瀚数疆类 型与复杂的企业对象。 转移条传：转移条传是定义程工 乍流数据集( 包括控制数据籁挺关数掇) 上的 二值函数。 控制转移：实际鼹众业的业务规则，即一个活动执行完厝根据控制转移执行下 嚣的活动，控睾4 转移在活动图的过糕袭示中往往照转移连接弧束表示。 数据转移：在活动的执行过程中，工作流鞠芙数据往往成为不同活动的执行参 数，在活动的执行过程中就会涉及刹数据转移。工作流模型定义是通过控制连接和 数据连接将不同的活动连成一个网。数据转移表承活动之闻的数据传递关系，丽控 制转移袭示活动之闻依赖关系。 ， 角色：职责的集合，并不是具体的人或事物。这根据企业的自动化程度来判定， 如当执褥发送e m a i l 这样的活动，旋自动化翟殿魄较低的企渡往往是由人寒执行， 两在自动纯程度磁较黉的金鼗帮跫濑应爝程毒皋究残。我稍定义蕊蕉色笄不包括应 用程序。爱么是成员，疆么是子组织，子组织是由企业中的成员或者角色组成的。 由戴霹冕，w f m c 定义的工作流模型元素用熬个工作漉模黧表示做什么( w h a t ) ； 活动敬及活动之闻鹃转移( 数据连羧和控嗣连接) 信惑表示慧么骰( h o w ) 麴闻题； 角色说明了谁来做( w h o ) ，而工作流应用程序刚说明了以何种方式做( b yw h a t m e a n s ) 。但是该模型对于这个企业的组织、资源等幕素却没有进行比较全瑟的考虑， 实舔上农一个工 睾流系统中企整瘦蔫系统需要慰金篷静裁员帮瀣添透行逶獭静嚣置 和管理，不仅仅耍考虑到企业的业务过程模型，还要考虑到熬个企业的组织模型和 资源。 华中科技大学硕士学位论文 过稷模擞 组织模型 工作流相关数据 墨2 2 王俸滚模型赘缮残维鞫 过程模型甬来定义工作流的过程逶辑，包括组成工作流的所有活动以及活动之 闯的依赖关系。这是熬个工作流模型的基础和核心，其它模型均为其提供支持。在 菜些情况下，我 f j 所说的王 笮流模壅就是“过程模型”。组织模型用来定义企业人员 的组织结构，包括几种不黼形式的组织元素以及每种组织元素内部的递阶层次关系。 组织禳型的主爱任务怒为企北入赞执行工作流活动提供组织定义，为过程模型提供 “人”的支持。如图2 2 所示。 2 37 - 作潦管理系统 工作流管理系统是使工作流实现自动化的软件，它能够在信息技术的支持下实 现基于人工和计算机活动组成的业务过程的自动化，可以实现不同自动化程度的规 范化业务管理功能，具有良好的适应性。为了能够更好地支持企业业务过程建模、 分析和实施，适应世界市场的多元化趋势，需要建立工作流嚣理系统相关标准，从 系统结构、术语使用等方面提供标准化和规范化定义。w f m c 提啦了有关工作流程 管理的一些规范，定义了正作流管理系统的结构及其与应用、管理工具和其他工作 流管理系统之间的应用编程接口，主要目的是为实现工作流技术的标准化和开放性， 从而支持异构工作流管理系统与产品之间的互操作。w f m c 提出的工作流管理系统 的体系结构如图23 所示。 华中科技大学硕士学位论文 圈2 3 工作溅臀瑾系统俸系结梅 从图中可以看出，工作流管理系统主黉包括工作流定义工具、工作监控工具以 及工作漉； 擎，巍主要由三类构件组成： 软件构件：完成工作流管理系统不同缀成部分功能瓣实现； 系统控制数据：工作流管理系统中的一个或多个软件构件使用的数据； 应爱与应矮数据：对予王露警理系绕絮谨，宅 | 】不蹩王露涟警瑾系统熬缀戒帮 分，而是属于外部系统和数嘏，它们被工作流系统调用来完成整个和部分工作流管 理的功能。 王终漉定义楚矮工终渡怒义工具饕佘渡豹盐务过程转纯为罴王 睾浚语言攒遽懿 1 5 华中科技大学硕士学位论文 过程定义，并将工作流定义存放在工作流数据库中。工作流语言可以是图形化的， 也可以是文本或其它形式的。 工作流监控是使用工作流管理与监控工具对工作流的执行进行跟踪、分析、确 认和复查。工作流管理与监控工具可以实时地显示工作流当前运行状况，如哪些活 动超时，哪些活动是瓶颈。 工作流运行环境包括工作流数据库、工作流引擎、工作表处理器、应用程序代 理四个部分。工作流数据库中存放过程定义( 工作流定义) 以及其它与工作流执行 相关的数据；工作流引擎实际上是过程定义的解释器，它的主要功能是将过程定义 实例化。按照过程定义调度各个活动，为活动申请资源( 如人、应用程序、数据) 。 必要时还要调用相应的应用程序来帮助执行活动；工作表处理器是人与系统打交道 的界面。工作表中存放了关于某个( 或一组) 参与者的工作项，工作项代表了某个 用户在一个活动中要执行的任务。工作表处理器的主要功能是从工作表中检索工作 项交付给参与者执行。应用程序代理是应用程序与工作流引擎的交互界面。它的主 要作用是在工作流引擎需要调用某个应用程序时激活该应用程序，并完成相应的数 据和控制交换。 由于组成工作流管理系统的每个功能部件可以在不同的软硬件平台上采用不同 的方法实现，同样接口也可以在不同的软硬件平台上采用不同的设计技术和编程语 言