（计算机应用技术专业论文）基于web服务的工作流平台的研究与开发.pdf

江苏大学硕士学位论文 摘要 现代企业生产经营活动中包含了各种各样的业务流程。可以说一个企业的生 产经营活动就是由各式各样的流程组成的，因此业务流程和企业的生产经营是息 息相关的。作为流程定义，管理，监控的核心技术，工作流技术近年来已广泛应 用于各企业的业务流程处理中。随着在企业业务中的广泛应用，现有工作流系统 不能满足应用需求，流程节点间耦合度高、流程模型可重用性差、难以跨企业协 同工作等难题凸现，成为了工作流系统必须面对但又难以解决的问题。 本文主要针对上述问题，在当前飞速发展的w 曲服务架构之上，提出了基于 w e b 服务的工作流系统。它具有松散耦合、快速复用、跨组织集成等等优势。 本文首先综合分析了工作流系统的研究现状，接着全面介绍了当前最先进的 分布式架构一w e b 服务。w e b 服务的目的是使应用程序能够在网络上进行无缝集 成，而不必考虑它的编程语言和运行环境。因此基于w c b 服务的工作流系统能够 跨越技术和企业的边界来对业务流程进行建模，而这恰恰是绝大多数的工作流系 统的局限之处。 接着提出了面向w e b 服务的工作流平台m 岍m s ，设计删岍m s 平台的硬 件拓扑结构和系统架构。给出了j m 岍m s 的形式化描述和验证规则，并提出了一 种基于儿文件的保存、读取和解析工作流模型的方法。在研究了现有工作流系 统中的长事务模型的现状及其特点的基础上，针对s a g e s 模型不支持部分回滚的缺 陷提出了一种基于任务依赖信息的长事务补偿模型。 最后在充分研究道路工程项目管理的现状和用户需求的基础上，根据道路工 程建设的实际情况，设计和实现了基于瓜俩腰m s 平台的道路工程建设信息管理系 统。 蹦岍m s 的应用提升了系统跨组织协同工作的能力，提高了模型的可重用性， 也缩短了系统的开发时间，同时w e b 服务的平台无关性使得系统具有了更高的开 放性和适应性。 关键字：工作流j 工作流管理系统，工作流事务，w r e b 服务 江苏大学硕士学位论文 a b s t r a c t b 岫i n e s sp r o c e s s e sp l a yi r n p o n a n tr o l e si i le n t e 印r i s e sm 鲫a g e m e n t ，f o rt ：h e 陀a 陀 州o u sb u s i i l e s sp r o c e s s e si nm o d e mp r o d u c t i o n 锄dm 觚a g e n 坨n ta c t i v i t i e s n o w w o 枷o wb 硒b n 丽d e l yd e p l o y e di i lm a i l ye n t e 印r i st 0m 锄g e l e i rb 惦i l l e s s p r o c e s s c s 弱ak e y 电e c l l n o l o g ) ro f p r o c e s sd e f “t i o 玛m a m g e r 眦n ta n dm o l l i 包o r i i l g 舡 b u s i i l e s s e sc o n t i l m et 0i n c r e a ，t i 屺c 姗e n tw o r k 皿o ws y s t e mc a nn o tm e c tt h e a p p k c a l i o nr e q u 沁m e n t s s o m el l i g i d i 曲t si s s u e s ，s 眦h 笛l l i g l ld e g r e eo fc o u p l i i l go f 也ep r o c e s s d e ，r e u s a b i l i t ) ，p l ro ft h ep r o c e s sm o d e l ，d i 衔c u ht 0c o l l a b o r a t i v e e t c ， b c c o m ev e 可c 伽叩l e x t h i si s s 鹏sb e c 锄et 1 1 e 强s u e st l l a tt l l e e n t e r p r i s em u s t 缸eb u t v e 巧( 1 i 伍c u l tt 0 l v e a g 缸t 也ea ：b o v ep r o b l e 驰o nt ：h eb 勰沁o fw 曲s e r v i c e 缸c b 直t c c t u 陀s ，w ep p o w e bs e n r i c cb 够e dw o d 【f l o wm 锄g e m e 咄w l l i c hi sa d v a n c e di nl i - c o u p l e ，l l a p i d 瑚埘，l l i g l li i l _ t e 舯t i o na b i l i 锣，e t c a tf 扛s t ，as y s t e m a _ t i cs i l r v e yo fw o l l l m o w 他s e a r c hi sg i v e 玛锄dt h e nt h es t u d y o 场e c t i v e so ft b j st l l e s i sa 把p r e s e n t e d s e c o n d l yw ef h l l yi i l 的d l l c et h eb 删耐鹏w d i s t r i b u t e da r c h i t e c t i l r e w e _ bs e r v i c e w e bs e i c e sm a 王【et h ea p p l i c a t i o nc a n 龇i l l e s s i n 嘲g r i a t i o no nt h ew e b ，b u td 0n o th a v et 0c o 璐i d e rp r o 伊锄姗j n gl 肌g l _ a g ea n d o 碳强妇ge n v i r o n m e n t w o r | m o wb 觞e do nw e b r v i c e sc a na c r o s st ：h eb o r d e ro f t e c h n o l o g y 趾d t e l 】阳s et 0b 词dt h eb 璐i 1 1 e s sp r o c e s s e sm o d e l ，、_ i l i c hi st h ed e f e c to f 龇v 蜀哦n 坷o r i 够o fw 砌o ws ，r s t e m t h e na d 呲ew 曲s e r v i c e 0 r i e m e dw o r 叠【m o d e l - _ j m w f m s ，d e s i 萨h a r d w a t 0 i ) 0 l o g ) ，姐ds y s t e m 删t c m 鹏af 0 彻a ld e s c r i p t i o n 觚dv e r i f i c a t i o nm l eo f j m w f m si sg i v e 玛觚dam e t l l ( ) dt 0 鞭v e ，r e a da n dp a r s e ：m o d e lb 髂e do n v i li s d e s i g n e d b 嬲e do n 他s 钼r c h e dt h ep r e s e ms t a n 略a n dc h a r a 曲e r i s t i co f 吐屺l o n g 咖t i o n 删m e li nw o r l 【n o ws y s t e m a g a i n s tt h es a g 够m o d e ld o e sn o t 娜p p o r t p o n i o nr d l l b k ，r a j s e dal o n g 位m s a c t i o n 、o r k n o wm o d e lb a s c do nt a s ki i 印e n d e n t i n f b n n a t i o n i nm ee n d ，b 硒e do nr e s e a r c h e dt l l ep r e s e n ts t a t u sa n dl l s e r 鹏e d so f t h cr o a d p r 巧e c t m a i l a g e m e 鸥磐c o r d 洫g t on l ea c t i j a js i t u a t i o no fr o a d p 晒e c t ，d e s i 印e d 趾d i i n p l e n l e n t i e d r o a dp 叫e c t 的n s t n l c t m a l l a g es y s t i 湘b 硒e d0 n 删w f m sm o d e l i i i 江苏大学硕士擘位论文 删m m sl n a k e 也es y s t e mc a s yt oc o l l a b 0 i 豫t i v c ；岫印v em er e 眺l e 撕l 时o f 龇 m o d e l ，a l s h o n e n c d 血ed e v e l o p 眦mt i i i 他 k e yw o i m s ：w 0 栅毗w r o d 【n o w m a i l a g e m e n ls y s t e i l l w o 】蝴o w1 0 n gt 缸a n 删鸭w 曲 s e r y i i v 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， 同意学校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， 允许论文被查阅和借阅。本人授权江苏大学可以将本学位论文的全部 内容或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫 描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 学位论文作者签名： 砷年加7 日 保密口，在年解密后适用本授权书。 不保密圈。 香建铮多少 庐粕刖咱 独创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独 立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容以外，本论 文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文 的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本 人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：杏蕴镩 日期：v 胡年莎月7 日 。 江苏大学硕士学位论文 1 1课题概述 1 1 1 课题研究背景 第一章绪论 对于工作流技术的研究始于2 0 世纪9 0 年代，经过多年的研究与商业应用， 工作流技术蓬勃发展。1 9 9 3 年国际工作流联盟 ，0 d ! ( f l o wm a i l a g e m e n tc o a l i t i o i l w 下m c ) 的成立标志着工作流技术进人了一个相对成熟的阶段【1 心。现有很多公司 致力于开发商业化的工作流系统，一些著名的工作流领域软件供应商不断推出新 的产品。如m m 的h o l o s 0 f i 与m q s c r i e s 工作流，蜘i t 眦的i _ j f l o w b e a 的w l i ，s a p 的n “e a v c r ，l 砷坞的基于i ，l m i x 的d ) 血0w o r 姐0 w 等，都是最新的工作流产品， 许多公司也在着力开发商业化的工作流系统，做的比较好的有西安协同数码股份 有限公司的s y n c h f l o w ，杭州信雅达的s u n f l o w ，还有上海东兰的d l f l o w 等， 都是国内比较著名的工作流软件开发公司。与商用应用相比，工作流技术在研究 方面的进展要落后于商业应用。目前，国外许多科研机构和学校已经开展了很多 相关的研究工作，也取得了不少研究成果。尤其是国外大型公司的研究院以及科 研院所在工作流关键技术方面的研究已经取得很多具有应用价值的研究成果，并 且还在进一步的发展中。国内关于工作流技术的研究还处于起步阶段，清华大学， 中科院、浙江大学，哈尔滨工程大学等高校及研究所都在工作流技术方面展开了 相应的研究p j 。 清华大学范玉顺教授等人设计提出了一个基于w e b 的工作流管理系统。这个 系统基于w o r l dw i d ew e b ，其体系结构的设计主要遵循几条原则：基于 i n t e m e t i n t r a n e 们旷w w 分布式计算环境，面向跨企业或机构的大型分布式工作流 管理；集成已有的各种信息资源，如w w w 、数据库、电子邮件、目录服务以及 电话系统等，充分发挥这些资源的综合潜力；与工作流管理联盟参考模型保持一 致，以利于实现与其它w f m s 系统的互连与互操作。设计的基本出发点是：集成 各种已有的i n t e m e t 资源，使之能够被一致的协调起来，以促使企业业务目标的 高效实现。同时讨论了其体系结构、工作流模型、工作流实例的执行算法以及为 江苏大学项士学位论文 提高灵活性、可用性及协作能力而引入的两种新特性：工作流过程定义的自学习 方法及对同步协作的支持。 成都理工大学提出了一种基于关系数据库的工作流管理系统。其目标是建立 一套工作流管理系统，只需根据工作流程、人员变动、数据内容的改变进行工作 流和动态表单的重新定义，而不需要修改应用程序。系统由工作流定义模块( 建 模工具) 、工作流管理与监控、应用模块和对外查询发布模块组成。 重庆工商大学提出了帆、j a v a 和工作流技术构建的可装配系统。此系统 中工作流技术的分步性为应用逻辑中的子功能相对独立提供了可划分的依据， j 砌e a 璐组件和e j b 组件间的数据信息传递采用订l ，这更增加了系统处理 功能的独立性。 工作流技术是实现企业业务过程建模、业务过程仿真分析、业务过程优化、 业务过程管理与集成，从而最终实现业务过程的自动化的核心技术【3 1 1 。对企业利 用工作流方法进行业务过程的建模和深入分析可以规范企业的业务流程，发现业 务流程中的不合理环节，进而对企业的业务过程进行优化重组。在深入分析企业 需求的基础上建立的企业业务模型可以在最大程度上提高企业实施e i 口 ( e n t e 印r i s er - e u r c ep l 锄血n g 企业资源规划) 或者其他管理信息系统的成功率。因 此，工作流技术可以广泛用于电子商务、供应链管理、物流配送管理、金融、保 险、服务业的业务过程管理和用户服务质量跟踪。所以，大力发展并推广工作流 技术对于促进企业管理规范化和信息化有重要的现实意义。而随着时代的发展， 企业之间的合作也越来越频繁，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。 1 1 2 课题的基本思路 随着网络技术和计算机技术的快速发展，企业计算机应用从最初的单个功能 应用、部门级的集成应用逐渐转各集成客户与供应商、跨企业集成以及动态电子 商务。企业的应用程序集成从企业内部逐渐扩大到整个m 加1 c t 上的应用程序， 他们可能由不同的语言实现在不同的操作系统上，工作流管理系统从支持单个工 作组环境开始，现在逐步提高到企业级的功能需求。这就要求工作流系统具备允 2 江苏大学项士学位论文 许跨越广域网上的多个服务器和客户端，具有并行计算、资源共享、分布操作可 扩展性高等特点。 在这种环境下，传统的工作流管理系统就暴露出了可重用性差、节点间耦合 度高、难以跨组织系统工作、产品可靠性和可用性不高等缺陷，这些显然难以满 足现代企业业务流程管理的要求。 课题的基本思想正是针对上述这些不足，研究和开发一个基于w e b 服务的工 作流平台脚m s 。 w e b 服务是使应用程序可以用与平台无关和与编程语言无关的方式进行相互 通信的一项技术，它是一套开放的规范，组件的基本部分包含唧，舭， s o a p ，w s d l ，u d d i 以及w s f l 。w 曲服务是一个软件接口，它描述了一组操作， 可以在网络上通过标准化的儿( e x 蛐i b l em 砌( u pl a n g ：阻g e ) 消息传递来访问这 组操作。它使用基于m 语言的协议来描述要执行的操作或者要与另一个w e b 服务交换的数据。从外部使用者的角度而言，w e b 服务是一种部署在w e b 上的对 象组件；从语义上看，它封装了离散的功能，在i n t e m e t 上发布后能够通过标准的 i n t e m e t 协议在程序中访问。它具有完好的封装性、松散藕合、高度可集成能力等 特征。 基于w 曲服务的上述特性，n 俩，f m s 在工作流平台中加入了一个服务流程 层，这一层将底层的异构数据和异构的应用程序的访问接口封装成为基于w e b 服 务的流程节点，为上层系统提供统一的访问接口，m 岍m s 的工作流引擎通过这 些基于w c b 服务的访问接口来创建、启动、管理、监控工作流程。 w e b 服务的开放性和易于实现的标准使得基于w e b 服务的工作流平台可以解 决企业通过网络进行业务活动及企业管理的主要问题( 互操作问题和集成问题) ，也 可以使得企业的各类异构的己有应用能集成起来；基于w e bs e r v i c c 的工作流平台 实现对包装成w e bs e r v i c e 的企业业务活动进行调用和控制，使得业务流中的不同 业务活动的交互更加简单和方便：由于w e bs e i c e 的相关标准都是w 3 c 的开 放协议，与平台和操作系统无关，不同的平台和操作系统上的w e bs e r v i c e 的实现 在很大程度上可以做到互操作，这就使异构平台上应用的集成交得很容易；此外 w e bs e i c e 是一种动态的集成方案，所有的服务都可以通过切) d i 标准动态地被 发现、绑定和使用，容易适应系统的变动，因此提高了平台的灵活性和伸缩性。 3 江苏大学硕士学位论文 1 2 本文研究的主要内容 课题针对传统工作流管理系统可重用性差、节点间耦合度高、难以跨组织系 统工作、产品可靠性和可用性不高等缺陷，以某市干道指挥所道路工程项目信息 管理软件开发作为依托背景，根据该所的业务自身特点和要求，研究和开发了基 于w e b 服务的工作流平台蹦、m s 。本文从以下几个方面开展工作： 1 综合分析了工作流系统应用现状，明确指出现有工作流系统在可重用性， 跨组织协同工作和开放性等方面的不足。介绍了成熟的分布式架构w 曲s e i c e 及 标准：s o a p ，w s d l ，u d d i 等，并分析了工作流和w e b 服务结合的优点。 2 提出了面向w c b 服务的工作流模型m m ，f m s ，提出了删岍m s 的硬件拓 扑结构和系统架构。给出了工作流模型的形式化描述，给出了模型的定义保存， 读取和解析方法，最后给出了模型的形式化验证方法。 3 分析了现有工作流系统中的长事务模型的现状及其特点，详细分析了s a g 略 模型的不支持部分回滚的缺陷。针对现有s a g 船模型的缺陷提出了基于任务依赖信 息的长事务补偿模型。 4 充分研究道路工程项目管理现状和用户需求的基础上，根据道路工程监视 实际情况，构建适合国内道路工程建设的工作流信息管理系统，包括系统总体架 构、工作流系统开发模式框架、系统建模。具体开发实现该系统，以满足用户需 求和达到干道指挥所的要求。 1 3 论文结构 第一章绪论，概要介绍工作流的研究现状和现有工作流管理系统的缺陷，课 题背景等。 第二章工作流技术及工作流管理系统概述，详细介绍工作流技术和工作流管 理系统的基本概念、发展状况、基本功能，系统组成等。 第三章基于w e b 服务的事务工作流模型的设计，提出了一种基于w e b 服务 的工作流模型脚m s ，设计了n 们吓m s 的硬件拓扑结构和系统整体架构，给 出了模型的形式化描述和验证方法，提出了一种基于任务依赖信息的工作流长事 务模型。 4 江苏大学硕士学位论文 第四章脚m s 在道路工程信息系统中的设计与实现，结合道路工程信息 系统的实际需求，提出了基于瓜们吓m s 的道路信息系统的设计与实现方法 第五章总结，对论文进行了总结，阐述了论文主要完成的工作和存在的不足。 5 江苏大学硕士学位论文 第二章工作流技术及工作流管理系统概述 2 1 工作流概述 2 1 1 工作流的基本定义 许多学者尝试对工作流和工作流管理系统( w o d ( f l o wm 觚a g e m e n ts y s t e m 简 称w 蹦s ) 的定义给出各自的描述，但每个人对工作流和工作流管理的理解不同， 因此没有一个统一的定义。下面是一些有代表性的定义： 删c 的定义： 19 9 3 年，国际工作流管理联盟( w o d ( f l o wm a 衄g c m e n tc o a l i t i o n w f m c ) 在工作 流管理系统的相关术语、体系结构及应用编程接口等方面制定了一系列标准，并 给出了工作流定义。它认为工作流是企业业务流程完全或部分的自动化，它根据 一定的过程规则把业务所需的文档、信息或任务从一个参与者传递到下一个参与 者。工作流管理系统是利用软件来定义、创建和管理工作流执行的计算机系统， 该系统运行在一个或多个能理解流程定义并与流程参与人相互协作激活相应1 1 r 工 具和应用系统的工作流引擎之上【4 】。 g i e o r g a k o p o u l o s 的定义： 工作流是将一组任务( t a s k ) 组织起来以完成某个经营过程j 在工作流中定义 了任务的触发顺序和触发条件。每个任务可以由一个或多个软件系统完成，也可 以由一个或一组人完成，还可以由一个或多个人与软件协作完成。任务的触发顺 序和触发条件用来定义并实现任务的触发、任务的同步和信息流( 数据流) 的传 递【5 】o m ma h a d e nr e s e a r c hc e n 觚的定义： 工作流是经营过程中流程的计算机化模型，它定义了完成整个过程所需的各 种参数。这些参数包括组成流程的各个步骤，各个步骤必须执行的顺序及条件( 步 骤间的数据流、步骤负责人、步骤使用的应用等) 。工作流管理系统是用于设计和 定义工作流流程、流程执行环境、工作流流程相关用户和应用接口集的工具集【q 。 虽然不同的组织和专家对工作流的定义各不相同，但是基本上都达成了这样 的一个共识：工作流是企业业务流程的计算机技术实现，而工作流管理系统就是 7 江苏大学硕士学位论文 支持该实现的软件系统。工作流的特点是通过计算机技术实现业务流程的自动流 转，但是这种流程并不完全排除人的参与，例如在审批流程中必须要人的参与， 流程才能继续运转。 2 1 2 工作流的发展 工作流管理系统最早起源于8 0 年代初期的表格单据传递存储系统。当时，个 人计算机作为信息处理的工具尚未普及，人们为了提高信息收集、处理、储存、 应用、传递、共享的效率，希望建立一种无纸化的计算机工作环境。于是一些公 司建立了自己专用的可商品化的表单传递应用系统( f o 咖s 哪州n ga p p l i c 撕o n ) ，这 些系统通常运行在大型机或小型机上，用于实现日常表单处理的电子化和自动化， 这种系统可以看成是现代工作流管理系统的一个雏形忉。 8 0 年代中期，f i l e n e t 和v i e w s t a r 等图形图像处理公司率先开拓了工作流产品 市场，成为最早的一批工作流产品供应商。他们把图像扫描、复合文档、结构化 路由、实例跟踪、关键字索引以及光盘储存等等功能结合在一起，形成了一种用 于文档处理的图像处理系统，它可以把扫描得到的计算机文档按照一定的规则发 送给相关人员，这便是早期的工作流管理系统婵j 。 进入9 0 年代，随着计算机的普及、计算机网络技术的迅速发展、企业信息化 程度的提高，企业信息资源越来越表现出一种异构分布、松散耦合的特点。企业 地理上的分散性、决策制定的分散性、对日常事务活动详尽信息的需求以及b s 体系结构和多种分布式处理技术( c o b r a ，、b ，d c o m ，n e t ，j 2 e e 唧) 日益成熟， 都表明集中式信息处理的时代已经过去，实现大规模异构分布式执行环境使得相 互关联的任务能够高效运转并接受密切监控成为一种趋势【1 0 i 。在这种强大的技术 背景下，工作流管理系统也由最初的创建无纸办公环境转换成为实现企业复杂业 一务流程自动执行的必要工具。工作流将业务流程分解成为良好定义的任务和角色， 进而按照一定的规则顺序来调度、分派这些任务给适当的角色人员去完成它们。 这样的一种转变，把工作流技术带入了一个崭新的发展阶段，使得人们从更深的 层次、更广的领域上对工作流展开了研究。 江苏大学硕士学位论文 2 1 3 工作流参考模型 工作流技术是进行过程管理，解决应用协调的有力工具，各个研究机构提出 了自己的工作流系统体系结构，而工作流管理联盟( w f m c ) 提出的工作流参考模 型( w o 舳o 、v r e f e r e n c em o d e l ) 成为各个机构参考的依据，如图2 1 。 图2 1 工作流参考模型 w 伽c 提出的参考模型，规范了有关工作流管理的术语和词汇，定义了工作 流管理系统的基本结构、管理工具和其它工作流管理系统之间的应用编程接口。 该模型提供了基于该结构和应用编程接口的客户端应用对不同的工作流进行访问 的服务。过程定义工具( p r 0 c e s sd e f i i l i t i o nt 0 0 l s ) 用于描述和分析工作流过程定义， 该工具通常在过程设计时使用。大多数工作流管理系统的过程定义工具可以在图 形界面上以可视化的方式定义工作流过程。用户通过工作流客户应用模块 ( w o 栅o w c l i e n ta p p l i c a t i o n s ) 和工作流管理系统通讯。工作流客户应用模块与工作 项列表( w o d 【i t e ml i s t ) 建立传输通道，系统通过工作项列表把工作项( 、r ki t e m ) 传递给用户，用户从工作项列表中选择一个工作项来执行某个任务。工作流管理 和监控工具i n i s 昀t i o n & m o i l i t o r i n g1 7 0 0 l s ) 用于记录每个工作流运行的状态、 检测出存在的瓶颈、设置参数和处理异常情况。另外，通过接口4 ，工作流管理系 统之间还可以实现互操作。 9 江苏大学硕士学位论文 w f m c 为这些接口定义了a p i ，提供了一系列公共的a p i 和相关的数据交换 格式。w f m c 提出的工作流管理系统的技术标准是建议性的，而不是强制性的， 并且还在不断的发展之中，它们为开发人员提供参考，在实际开发中，并没有哪 个工作流管理系统完全按照标准来实现。大部分工作流管理系统只是在工作流过 程定义数据的交换格式上遵循w n 订c 的标准。 2 1 4 传统工作流技术缺陷分析 激烈的市场竞争和高性能计算机网络技术的飞速发展使得企业必须、同时也 有可能组成虚拟企业，以实现信息共享和协同合作。通过合作和同盟，盟员企业 能够达到个体企业所难达到的整体优化。在虚拟企业中，盟员企业组成协同工作 组共同协作完成任务。为了保证企业工作的自动化或部分自动化，需要对工作过 程建立跨企业的工作流机制。但由于传统的工作流管理系统在诸如工作流的安全 性、共享性、私有性、防火墙等方面存在一些缺陷，主要表现在以下几方面： 流程节点间耦合度高 传统的工作流模型在流程定义时将节点绑定到某个特定的应用，流程节点间 关系密切，相互紧密耦合，导致流程节点难以动态替换。 流程模型的可重用性差，难以被其他流程共享 传统工作流模型缺乏可重用性机制，不能实现流程资源的共享。虽然也可以 处理简单的子流程调用，但是不能随意组合多个流程，实现更复杂的流程递归定 义。 不能直接支持跨企业协同工作过程 企业级的业务流程包括许多在地理上分布的离散执行单元，它是一个分布式 系统，而现有的工作流模型缺乏对流程分布特点的支持，比如缺乏不同系统间的 数据映射功能。 开放性不够 现有工作流管理系统和产品的规范化程度低，从而导致它们之间不能够实现 互操作，这给用户带来了很大的不方便，也在一定程度上阻碍了企业工作流管理 系统的推广与发展。 可靠性差 1 0 江苏大学硕士学位论文 现有的工作流管理系统对系统运行中出现的并发访问和异常错误缺乏正确和 可靠的支持。工作流实例在运行过程中，有可能出现多个活动同时访问共享资源 的情况，各个活动在数据操作上会相互重叠。 互操作性差 传统工作流模型主要针对企业内部流程进灯建模，对跨组织的工作流的支持 考虑很少。这样形成的工作流管理系统是一个信息孤岛，它只能调用自己企业内 部的应用，完成企业内部的任务。在i i l 锄m e t 技术和开放式电子商务飞速发展的今 天，显然是不合时宜的【l l 】。 2 2 工作流管理系统的基本概念 2 2 1 工作流管理系统的定义 工作流管理系统( w o r l m o wm a 衄g e m e n ts y s t c 屿w f m s ) 是一个软件系统， 它完成工作流程的定义和管理，并按照在系统中预先定义好的工作流逻辑进行工 作流实例的执行。工作流管理系统不是企业的业务系统，而是为企业的业务系统 的运行提供了一个软件的支撑环境。 - w 妇c 给出的关于工作流管理系统的定义是：工作流管理系统是一个软件系 统，它完成工作流的定义和管理，并按照在计算机中预先定义好的工作流逻辑推 进工作流实例的执行。 工作流管理系统是以计算机支持的分布式、协同工作业务流程的自动或半自 动化为研究目标的软件系统。随着计算机网络，特别是i n t e m e 优曲舳e t 的迅猛发 展和应用，计算机支持的分布式、协同工作的工作流系统在企、事业单位中的地 位显得越来越重要，也有着广阔的前景。工作流管理系统运行具有一个或多个工 作引擎的软件，这些引擎可以对过程定义进行解释、与工作流的参与者( 包括人 和软件) 进行交互，并根据需要调用其它的应用工具推进工作流实例的执行，同 时监控工作流的运行状态。 江苏大学项士学位论文 2 2 2 工作流管理系统的基本功麓 不同工作流管理系统可以有不同的实现方法，不同的底层通讯机制，应用的 范围也可能有很大的差距，但所有的工作流管理系统从用户的应用层上来看，通 用工作流管理系统应该能够提供以下三个方面的功能支持： 首先是建造功能 即对工作流的业务流程及组成这些业务流程的活动进行定义和建模。 其次是运行控制功能 即在一定的运行环境下，负责创建、执行和控制工作流实例，激活相应的资 源和应用，并完成过程中从一个活动到另一个活动的控制转移。它是整个工作流 管理系统的核心部分。 最后是运行交互功能 即在工作流实例的运行中，工作流管理系统与工作流参与者( 业务工作的参 与者或控制者) 及外部应用程序进行交互的功能。 由于信息技术的发展和日趋激烈的商业竞争，人们不再满足于独立、零散的 办公自动化和计算机应用，而是需要综合的、集成化的解决方案。作为一种对常 规性事务进行管理、集成的技术，工作流管理系统的出现是必然的。 图2 2 工作流管理系统的功能图 1 2 江苏大学项士学位论文 2 3w e b 服务与工作流管理技术的结合 2 3 1h b 服务简介 w e b 服务是一种基于现有的被广泛接受和成熟的瑚舳c t 技术的分布式应用程 序的技术框架，由w 3 c 和i n t e n l e t 工程任务组等组织设计。 可以这样概要地描述w e b 服务：w e b 服务是一种基于w e b 的分布式技术框 架，试图用来方便各种平台以及各种不同开发语言和技术开发的分布式计算机应 用系统相互协作和交互，它建立在一些成熟的技术基础之上，通过基于x m l 技术 的、砸b 服务描述语言w s d l 对提供的服务进行封装，然后通过统一的定义、查 找和集成协议在i r 她n 把t 发布该服务及提供服务的机构和组织的相关信息，供现有 的或潜在的客户以一些标准的方式访问：其最大优势就是提供了跨平台的，用不 同语言编写的各种程序之间交互的一系列标准，他将改变现有的电子商务模式， 并促进新的交易方式的出现，对各种企业之间的信息系统进行整合和交流提供了 一种显示且方便的解决途径，并将对全球经济格局和贸易模式产生重大的影响。 2 3 1 b 服务模型 w e b 服务的体系结构是面向服务的体系结构( s o a ) 【1 2 1 ，它的体系结构基于三种 角色( 服务提供者、服务注册中心和服务请求者) 之间的交互【1 3 】。交互涉及发布、 查找和绑定操作。这些角色和操作一起作用于w e b 服务构件：w e b 服务软件模块 及其描述。在典型情况下，服务提供者托管可通过网络访问的软件模块( w e b 服 务的一个实现) 。服务提供者定义w c b 服务的服务描述并把它发布到服务请求者 或服务注册中心。服务请求者使用查找操作来从本地或服务注册中心检索服务描 述，然后使用服务描述与服务提供者进行绑定并调用w e b 服务实现或同他交互。 下图是w e b 服务的模型示意图 1 3 江苏大学硕士学位论文 2 3 2 呦服务的特点 图2 3w e b 服务的模型示意图 w 曲服务的结构决定了w e b 服务具有以下特点： 普遍性 w e b 服务通过h 1 吧和虹通信。因此，任何支持这两项技术的设备都 可以访问w e b 服务。松散耦合w e b 服务彼此是松散耦合的，连接中的任何一方 均可更改执行机制，却不影响应用程序的正常运行。 易实现性 w c b 服务不像现有的分布式计算系统的具有复杂接口，许多厂商包括i b m 和m i c r 0 f i 也提供大量的免费工具来快速生成和部署w e b 服务。同时，现有的 j 砌e 趾和c o m 组件系统很容易转向以w e b 服务的方式提供服务。 互操作性 任何w e b 服务可以和其它w e b 服务交互。广泛支持性几乎所有的厂商都 支持s o a p 协议和相关的w e b 服务技术。 2 3 3 相关技术规范 w e b 服务是一种革命式的分布式计算技术，w e b 服务技术组件是一套开放的 规范，包括h 1 巾，咀，s q 心，w s d l ，l 玎) d i 和w s f l 。这里简单介绍下已 经完成w 3 c 标准的三个技术s o a - p ，w s d l 和u d d i 【3 2 】【3 3 1 。 s o a p 1 4 江苏大学硕士学位论文 s o a p 的全称是s 油p l eo 场e c ta i 胱髑p 咖l ，即简单对象访问协议。简单 地说，s o a p 是一个儿的应用，更是一种有线协议，类似于c o r b a 的i i o p 、 d c o m 的0 r p c 或j a v a 远程方法调用的j a v a 远程方法协议( j a v ar e m o t e m e 血0 dp 咖l ，j 心佃) 。s o a p 和m 1 p 一样是一种应用级的协议，因此它可 以直接建立在传输协议之上，比如t c p 。可是，当今的b l t e m e t 结构中还有代理 和防火墙等的介入，而它们大多只允许h t r p 通过。为了让所有的连接到i i l t e m e t 的应用程序实现通信，s o a p 必须能够通过防火墙和代理。为了达到这一目的，当 前的s o a p 应用都是建立在 盯r p 协议之上的。s o a p 是在v i l 基础上定义 的，完全继承了儿的开放性和描述可扩展性。s o a p 可以使用现有的基于 t c p 口的应用层协议h 兀甲、s m t p 、p o p 3 等，从而获得与现有通信技术最大程 度地兼容。s q 廿的消息路径机制和可扩充的h e a d 盯和b 0 d y 机制又为分布式 计算提供了很好的支持。可以相信，s o a p 决不只是一个漂亮的口号，它是一种 即将深入渗透到未来分布式计算的技术。s o a p 已经成为w 曲服务交换舭 消息的标准协议。 w s d l w s d l ( w e b 服务d e s c r i p 曲nl 缸母l a g e ) 是一种订la p p l i c a t i o i l ，它将w e b 服务 描述定义为一组服务访问点，客户端可以通过这些服务访问点对包含面向文档信息 或面向过程调用的服务进行访问( 类似远程过程调用) 【1 4 】w s d l 首先对访问的操作 和访问时使用的请求响应消息进行抽象描述，然后将其绑定到具体的传输协议和 消息格式上以最终定义具体部署的服务访问点。相关的具体部署的服务访问点通 过组合就成为抽象的w 曲服务。 u d d h 主册和发布w 曲服务 统一描述、发现和集成协议( u d d i ，u i l i v e r s a ld e s c r i p t i o n ，d i s c o v e 巧a n d i 】眦g r a t i o n ) 标准已经诞生很久了【15 1 。u d d i 是一套基于w e b 的、分布式的、为 w e b 服务提供信息注册中心的实现标准规范。创建切) d i 注册中心的目的是实现 w e b 服务的发布和发现。人们利用切) d i 规范在、b 上建立发现服务，这些发 现服务为所有请求者提供了一致的接口，使得已经发布的w e b 服务能通过编程被 需要的请求者发现。u d d i 规范文本定义了u d d i 操作入口站点( u d d io p e m t i o n s i t e ) 能够支持的a p i 接口和a p i 中用煳l 描述的数据结构的具体定义。 江苏大学硕士学位论文 切) d i 的核心部件是u d d i 商业注册，它使用一个v 【l 文档来描述企业及其提 供的w 曲服务。从概念上来说，u d d i 商业注册所提供的信息包含三个部分：白 页m l i t ep a g e ) ：包括地址、联系方法和已知的企业标识；黄页( y e l l o wp a g e ) ：包 括基于标准分类法的行业类别；绿页( ( h e np a g e ) ：包括该企业所提供的w e b 服 务的技术信息，其形式可能是二些指向文件或i j i 也的指针，而这些文件或i j l 也 是为服务发现机制服务的。所有的u d d i 商业注册信息都存储在u 】) d i 商业注 册中心中。u d d i 注册使用的核心信息模型由煳ls c h e i 眦定义。它定义了五种 主要的信息类型，它们是技术人员在需要使用合作伙伴所提供的w e b 服务时必须 了解的技术信息，分别是商业实体信息( b 吣硫s s e 而妙结构) 、服务信息 ( b 吣i i 忙s s s e r v i c e 结构) 、绑定信息( b 砒i 1 1 9 t e m p l a t e 结构) 、技术规范信息( t m o d c l 结 构) 和关联关系断言o u b l i s h e r a s s 嘲i 结构) 的说明信息。b u s i 鹦e 丽t ) ，、 b u s i i l e s s s e r v i 和b 砌i n l 卿l a t e 是层次嵌套关系。b u 血髓s e 以够结构是商业实 体专属信息集的最高层的数据容器，位于整个信息结构的最上层。 2 3 4h b 服务与工作流技术的结合 _ w 曲服务可以组合，在工作流系统中引入、b 服务，将w 曲服务作为工作流 的节点，有利于快速集成和开发业务流程自动化的管理信息系统。根据w e b 服务 的技术特点和工作流技术的优势，将w e b 服务技术和工作流技术相结合可以使得 传统的工作流系统成为1 1 1 t 明僦工作流系统，能满足现代企业信息化的新的发展要 求。 因为w e b 服务可以从以下几个方面改进工作流管理系统。 工作流的活动用w 曲服务实现可以减少耦合。 把服务作为流程活动实现的另一大优点是服务调用是松散耦合的过程，它不 需要在流程定义时绑定某个特定的应用。只需要说明相应的服务接口类型。只要 服务提供商的服务接口类型相同，就可以动态替换应用。这对流程实现来说更加 的灵活。企业可以动态选择合作商，选择自己需要的服务，并且还可以根据一定 的规则对服务质量提出一定的要求。 用w e b 服务可以实现跨组织的工作流 在传统的工作流管理系统中，每个企业的工作流管理系统是_ 个信息孤岛， 只能调用自己企业内部的应用。但是在引入服务之后，可以不再自己实现活动， 1 6 江苏大学硕士学位论文 而调用网络上功能相同的服务来实现流程的活动。w e b 服务本质上来说是一种通 过讧l 文档传递消息的应用集成技术，其互操作性特别好。用w e b 服务实现跨 组织工作流可以充分发挥w e b 服务互操作好的优点，非常容易的实现跨组织的工 作流。同时它与前面两个应用的结合，把跨组织的工作流发布为w e b 服务，实现 了流程的合成和递归定义，使工作流系统的功能更为强大。 用w e b 服务的工作流可以提高流程模型的可重用性 由于w e b 服务具有统一的规范协议，使用w e b 服务实现的工作流模型可以很 好的发挥w c b 服务的开放性的特点，这种工作流模型可以很好的被其他工作流程 所调用。 用w ，e b 服务的工作流缩短了开发周期，而且还节约了成本。 流程一旦成为服务，其他企业的计算机系统便可以在环境下通过程序动态地 访问企业内部的工作流服务。这对于合作双方来说，不仅交互方式更加灵活，交 易成本也会有所降低。 江苏大学硕士学位论文 3 1 概述 第三章基于w e b 服务的工作流平台的设计 在企业应用中各式各样的活动或者是规章制度执行规范都可以用流程的形式 表达出来，一个流程是由一系列活动( a c t i v i 啪按照一定的约束关系组成的，这些 活动在具体的执行过程中可能要使用到一些必需的资源、人员。工作流建模就是 将这一系列的活动、活动之间的关系按照事务的需求定义出来，并对相应的