（计算机软件与理论专业论文）基于j2ee的工作流引擎的设计与实现.pdf

西北工业大学硕十学位论文 摘 要 摘要 工作流管理系统是实现计算机辅助协同工作的工具，能实现工作流程的全 部或部分自 动管理功能。依据特定的规范，定制工作流程，实现计算机的辅助 控制。不仅便于工作的规范化，而且便于人员、资源的合理配置、工作流程的 监督、审查并提高工作效率。 工作流引擎是wf ms的核心软件组件。它的功能包括:解释过程定义、创 建过程实例并控制其执行、调度各项活动、为用户工作表添加工作项、通过应 用程序接口( a p i ) 调用应用程序、 提供监督和管理功能等。工作流执行子系统 可以 包括多个工作流引擎，不同工作流引擎通过协作共同执行工作流。 本文参考工作流管理联盟 ( w o r k fl o w m a n a g e m e n t c o a li t i o n ， 简称w f m c ) 规范， 提出了 一种面向电子政务应用的工作流引擎模型，该模型采用状态图来 表示，设计了 其x p d l描述，采用wf - n e t 分析模型的正确性，同时设计了 工 作流引 擎的组织管理模型和资源管理模型， 开发了 一套基于关系数据库的工作 流引 擎， 实 现采用了流行的j 2 e e 体系结构， 详细分析了 对面相对象的关系数据 库设计，数据持久化和事务处理的解决方案，实现了流程解析与管理器，流程 导航器，任务列表管理器，应用调用适配器等工作流引擎的主要功能模块，提 供了一系列比较完备的a p i s ，可以方便的与其他系统进行集成，应用开发者可 以 将这些a p i s 嵌入到自己的 应用系统中从而快速实现具有工作流性质的信息 系统，可以显著地缩短关键业务的开发周期。 关键字工作流引擎, u n i f l o w , e j b ，关系数据库，电子政务 西北工业大学硕士学位论文 ab s t r a c t wo r k fl o w m a n a g e m e n t s y s t e m i s a t o o l t o r e a l i z e c o m p u t e r s u p p o t c o l l a b o r a t i o n w o r k , i t c a n r e a l i z e t h e m a n a g e m e n t o f w o r k fl o w e n t i r l y o r p a rt i a l l y a u t o m a t i c a l l y . i t c a n m a k e w o r k fl o w b y s p e c i f i c a t i o n ,t o r e a l iz e c o m p u t e r a s s i s t a n t c o n t r o l .n o t o n l y t o b e n e f i t t h e s t a n d a r d i z a t i o n o f w o r k , b u t a l s o c o n v e n i e n t f o r t h e r e a s o n a b l e d i s p o s i t i o n o f p e r s o n n e l a n d r e s o u r c e , t h e s u p e r v i s i o n , e x a m i n a t i o n o f w o r k fl o w t o i m p r o v e w o r k i n g e f f i c i e n c y . w o r k fl o w e n g i n e i s t h e k e rne l o f t h e wf ms . i t i n t e r p r e t s t h e p r o c e s s d e s c r i p t i o n a n d c o n t r o l s t h e i n s t a n t i a t i o n o f p r o c e s s e s a n d s e q u e n c i n g o f a c t i v it i e s , a d d i n g w o r k i t e m s t o t h e u s e r w o r k l i s t s a n d i n v o k i n g a p p l i c a t i o n t o o l s a s n e c e s s a r y . w o r k fl o w e n a c t m e n t s e r v i c e i n c lu d e o n e o r m o r e w r o k fl o w e n g i n e s , t h e y w o r k t o g e t h e r t o e x e c u t e wo r k fl o ws . t h i s p a p e r s u p p o s e d a w o r k fl o w e n g in e m o d e l a i m e d t o t h e e l e c t r o n i c g o v e rn m e n t w h i c h r e f e r e n c e d wf m c s p e c i f i c a t i o n , i t s e x p r e s s e d b y s t a t e d i a g r a m . i t s x p d l w a s d e s i g n e d . t h e s o u n d n e s s o f w o r k fl o w m o d e l w a s a n a l y z e d b y wf - n e t . t h e o r g a n i z a t io n a n d r e s o u r c e m a n a g e m e n t m o d e l w a s d e s i g n e d , a n d d e v e l o p e d a s e t o f w o r k fl o w e n g i n e b a s e d o n t h e r d b ms , t h e r e l a t i o n a l d a t a b a s e a b o u t o b j e c t - o r i e n t e d m o d e l ,d a t a p e r s i s t e n t t r a n s a c t i o n p r o c e s s i n g a n d w e r e a n a l y z e d in d e t a il , p r o c e s s p a r s e r , p r o c e s s n a v i g a t o r , w o r k i t e m m a n a g e r , t o o l a g e n t e t c . w e r e i m p l e m e n t e d i m p l e m e n t , u s e d t h e p o p u l a r j 2 e e a r c h i t e c t u r e , o ff e r e d a s e r i e s o f a p i s , c a n i n t e g r a t e w i t h o t h e r s y s t e m c o n v e n i e n t l y . a p p l i c a t i o n d e v e l o p e r c a n e m b e d t h i s a p i s t o a p p l i c a t i o n s y s t e m s t h e r e b y t o im p l e m e n t in f o r m a t i o n s y s t e m w i t h w o r k fl o w c h a r a c t e r r a p i d l y , t h i s c a n s h o rt e n t h e d e v e l o p m e n t p e r i o d o f k e y b u s i n e s s r e m a r k a b l y . k e y w o r d wo r k fl o w e n g i n e , u n i f l o w , e j b , wr a p p e r t e c h n o l o g y , e l e c t r o n i c go v e rnme n t 西北工业大学硕士学位论文 第一章 绪论 第一章绪论 1 . 1研究背景和意义 在当今信息技术发展的大潮下， 各级政府部门作为国家信息组织、 发布的中 心枢纽，在信息化的进程中起着无可替代的决定作用。随着信息化的发展普及， 电子政务的建设成为政府机关的一个战略性课题。为了进一步推动电子政务建 设， 提高政府机关办公效率、 提升政府绩效， 政府的信息化建设将从原有的单一 的政府机关上网工程， 发展到整个政府机关群体的信息化过程。 通过信息化的手 段提高政府的办公效率， 改变政府职能， 实现政府流程再造， 提高政府为公众服 务的水平，是我们实施电 子政务建设的核心目 标。 电子政务的典型应用包括公文管理、 督查管理、 政务信息采集与发布、内 部 请示报告管理、 档案管理、 会议管理、 领导活动管理、 政策法规库、 论坛等， 其 中很大一部分具有流程的 特点， 如，由发起者 ( 如文件起草人) 发起流程， 经过 本部门以及其他部门的处理 ( 如签署、会签) ，最终到达流程的终点 ( 如发出文 件、归档入库) 。工作流程可以是互相连接、交叉或循环进行的，如一个工作流 的终点可能就是另一个工作流的 起点， 如上级部门的发文处理过程结束后引发了 下级部门的收文处理过程。 工作流程也可是打破单位界限的， 发生于机关与机关 的相关单位之间。 工作流管理系统是实现计算机辅助协同工作的工具， 能实现工作流程的全部 或部分自 动管理功能。 依据特定的规范， 定制工作流程， 实现计算机的辅助控制。 不仅便于工作的规范化， 而且便于人员、 资源的合理配置、 工作流程的监督、 审 查并提高工作效率。 目 前我国电子政务中办公平台采用的支撑平台不统一， 现有的办公系统大部 分都是建立在 l o t u s d o m i n o 平台之上，核心系统没有我国自 主的知识产权，使 得系统的安全性和稳定性不能得到保证。因此需要开发可以 适应复杂异构平台 的，具有集成性、重用性、可扩展性的工作流管理系统。 本文参考wf m c规范，提出了一种面向电子政务应用工作流引擎模型，开 发了一套基于关系数据库的工作流引擎，实现采用了流行的j 2 e e体系结构，提 西北工业大学硕士学位论文 第一章 绪论 第一章绪论 1 . 1研究背景和意义 在当今信息技术发展的大潮下， 各级政府部门作为国家信息组织、 发布的中 心枢纽，在信息化的进程中起着无可替代的决定作用。随着信息化的发展普及， 电子政务的建设成为政府机关的一个战略性课题。为了进一步推动电子政务建 设， 提高政府机关办公效率、 提升政府绩效， 政府的信息化建设将从原有的单一 的政府机关上网工程， 发展到整个政府机关群体的信息化过程。 通过信息化的手 段提高政府的办公效率， 改变政府职能， 实现政府流程再造， 提高政府为公众服 务的水平，是我们实施电 子政务建设的核心目 标。 电子政务的典型应用包括公文管理、 督查管理、 政务信息采集与发布、内 部 请示报告管理、 档案管理、 会议管理、 领导活动管理、 政策法规库、 论坛等， 其 中很大一部分具有流程的 特点， 如，由发起者 ( 如文件起草人) 发起流程， 经过 本部门以及其他部门的处理 ( 如签署、会签) ，最终到达流程的终点 ( 如发出文 件、归档入库) 。工作流程可以是互相连接、交叉或循环进行的，如一个工作流 的终点可能就是另一个工作流的 起点， 如上级部门的发文处理过程结束后引发了 下级部门的收文处理过程。 工作流程也可是打破单位界限的， 发生于机关与机关 的相关单位之间。 工作流管理系统是实现计算机辅助协同工作的工具， 能实现工作流程的全部 或部分自 动管理功能。 依据特定的规范， 定制工作流程， 实现计算机的辅助控制。 不仅便于工作的规范化， 而且便于人员、 资源的合理配置、 工作流程的监督、 审 查并提高工作效率。 目 前我国电子政务中办公平台采用的支撑平台不统一， 现有的办公系统大部 分都是建立在 l o t u s d o m i n o 平台之上，核心系统没有我国自 主的知识产权，使 得系统的安全性和稳定性不能得到保证。因此需要开发可以 适应复杂异构平台 的，具有集成性、重用性、可扩展性的工作流管理系统。 本文参考wf m c规范，提出了一种面向电子政务应用工作流引擎模型，开 发了一套基于关系数据库的工作流引擎，实现采用了流行的j 2 e e体系结构，提 西北工业大学硕士学位论文 第一章 绪论 供了一系列比较完备的a p i s ， 可以方便的与其他系统进行集成，应用开发者可 以将这些a p i s 嵌入到自己的应用系统中从而快速实现具有工作流性质的信息系 统，可以显著地缩短关键业务的开发周期。 1 .2研究内 容 u n i f l o w工作流平台是主要面向电 子政务应用的工作流平台， 真对电 子政务 应用的特点，采用了状态图模型来描述工作流程，采用j 2 e e技术来实现。开发 一个系统最关键的部分不是系统的界面， 也不是和数据库之间的信息交换， 而是 如何根据业务逻辑开发出 符合实际需要的程序逻辑并确保其稳定性、易维护性 ( 模块化和结构化) 和弹性 ( 容易根据实际业务逻辑的变化作出程序上的变动， 例如决策权的改变 组织结构的 变动和由于业务方向的变化产生的全新业务逻辑 等等) 。工作流引擎解决的就是这个问 题:如果应用程序缺乏强大的逻辑层，势 必变得容易出错( 信息的路由错误、 死循环等等) 。 u n i f l o w工作流引擎采用f j b 技术和关系数据库来实现。 本文详细讨论了工作流技术的概念和发展状况， 介绍 了u n i f l o w工作流引擎的设计和实现技术， 1 3论文结构 本论文共分成五个章节，内容如下 第一章 为绪论， 简单说明 本论文研究的 背景和意义、 研究的内 容及论文结 构; 第二章 介绍了工作流技术的基本概念和发展状况及工作流管理联盟的工作 流参考模型和基本结构; 第三章 提出了u n i f l o w工作流引擎模型，对工作流过程模型，组织模型， 资源模型和引 擎的 设计进行了 详细的分析和介绍; 第四 章 为工作流引擎的实现， 这部分首先介绍了系统实现所采用的相关技 术， 然后详细说明了工作流引擎关键模块的实现， 并且分析了系统的性能优化方 法和具体实现; 第五章 总结了本论文的 研究内容和成果， 讨论了需要进一步改进的地方。 西北工业大学硕士学位论文 第一章 绪论 供了一系列比较完备的a p i s ， 可以方便的与其他系统进行集成，应用开发者可 以将这些a p i s 嵌入到自己的应用系统中从而快速实现具有工作流性质的信息系 统，可以显著地缩短关键业务的开发周期。 1 .2研究内 容 u n i f l o w工作流平台是主要面向电 子政务应用的工作流平台， 真对电 子政务 应用的特点，采用了状态图模型来描述工作流程，采用j 2 e e技术来实现。开发 一个系统最关键的部分不是系统的界面， 也不是和数据库之间的信息交换， 而是 如何根据业务逻辑开发出 符合实际需要的程序逻辑并确保其稳定性、易维护性 ( 模块化和结构化) 和弹性 ( 容易根据实际业务逻辑的变化作出程序上的变动， 例如决策权的改变 组织结构的 变动和由于业务方向的变化产生的全新业务逻辑 等等) 。工作流引擎解决的就是这个问 题:如果应用程序缺乏强大的逻辑层，势 必变得容易出错( 信息的路由错误、 死循环等等) 。 u n i f l o w工作流引擎采用f j b 技术和关系数据库来实现。 本文详细讨论了工作流技术的概念和发展状况， 介绍 了u n i f l o w工作流引擎的设计和实现技术， 1 3论文结构 本论文共分成五个章节，内容如下 第一章 为绪论， 简单说明 本论文研究的 背景和意义、 研究的内 容及论文结 构; 第二章 介绍了工作流技术的基本概念和发展状况及工作流管理联盟的工作 流参考模型和基本结构; 第三章 提出了u n i f l o w工作流引擎模型，对工作流过程模型，组织模型， 资源模型和引 擎的 设计进行了 详细的分析和介绍; 第四 章 为工作流引擎的实现， 这部分首先介绍了系统实现所采用的相关技 术， 然后详细说明了工作流引擎关键模块的实现， 并且分析了系统的性能优化方 法和具体实现; 第五章 总结了本论文的 研究内容和成果， 讨论了需要进一步改进的地方。 西北工业大学硕士学位论文第二章 工作流技术及发展状况 第二章 工作流技术及发展状况 2 . 1 工作流管理系统概念 牡. 1 . 1 工作流问 题的形成及定义 企业的经营过程是由一系列相关的任务组成的; 这些任务按照企业的管理规 章和业务流程顺序的或并行地执行， 最终完成企业的经营目 标。 自 从进入工业化 时代以来， 有关过程的组织管理与流程的优化工作就一直在进行， 它是企业管理 的主要研究内容之一。 随着市场经济的发展， 市场竞争的日 益激烈， 企业要求其 业务过程能 够进行快速重组: 企业业务过程的不断变化也相应要求信息系统能够 快 速重组。 同 时， 随 着企 业经营 业务的 展开 企业的 物理 位宜 逐 渐分散、 部门 间的 协 作日 益 频 繁 ; 决 策 过 程 的 分 散 性 也日 益 明 显 ， 对日 常 业 务 活 动 详 细 信 息 的 需 求 也日 益提高。 因此， 企业要求信息系统必须具有分布性、 异构性、自 治性。 在这 种大规模的分布式应用环境下高效地运转相关的任务， 并且对执行的任务进行密 切监控己 成为一种发展趋势。 在这种技术背景下， 工作流管理系统也有最初的 创 建 无纸 化办公 环境， 转而成 为 伺化企业复 杂信息 环境、 实 现业务 流程自 动化的 必 要工具。 1 9 9 3 年工作流技术的 标准化组 织工 作流管 理联盟 ( w o r k fl o w m a n a n g e m e n t c o a l i ti o n简称: wf m c ) 的成立， 标志着工作流技术在计算机应用领域之中 被明 确的划分出了自己的一席之地， 相应的概念与术语也得到了人们的承认。 工作流管理联盟对工作流的定义: 工作流是一类能 够完全或者部分自 动执行 的经营过程， 根据一系列过程规则， 文档、 信息或任务能够在不同的执行者之间 传递、执行。 以 上定义说明了 这样一个问 题， 即 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一实现的软件环境。 使用工作流作为经营过程的实现技术 首先要求工作流系统能够反映经营过程的如下几个问题: 即经营过程是什么( 有 哪些活动、任务组成，也就是结构上的定义) 、怎么做 ( 活动间的执行条件、规 则以及所交互的信息，也就是控制流与信息流的定义) 、由谁来做 ( 人或计算机 西北工业大学硕士学位论文第二章 工作流技术及发展状况 第二章 工作流技术及发展状况 2 . 1 工作流管理系统概念 牡. 1 . 1 工作流问 题的形成及定义 企业的经营过程是由一系列相关的任务组成的; 这些任务按照企业的管理规 章和业务流程顺序的或并行地执行， 最终完成企业的经营目 标。 自 从进入工业化 时代以来， 有关过程的组织管理与流程的优化工作就一直在进行， 它是企业管理 的主要研究内容之一。 随着市场经济的发展， 市场竞争的日 益激烈， 企业要求其 业务过程能 够进行快速重组: 企业业务过程的不断变化也相应要求信息系统能够 快 速重组。 同 时， 随 着企 业经营 业务的 展开 企业的 物理 位宜 逐 渐分散、 部门 间的 协 作日 益 频 繁 ; 决 策 过 程 的 分 散 性 也日 益 明 显 ， 对日 常 业 务 活 动 详 细 信 息 的 需 求 也日 益提高。 因此， 企业要求信息系统必须具有分布性、 异构性、自 治性。 在这 种大规模的分布式应用环境下高效地运转相关的任务， 并且对执行的任务进行密 切监控己 成为一种发展趋势。 在这种技术背景下， 工作流管理系统也有最初的 创 建 无纸 化办公 环境， 转而成 为 伺化企业复 杂信息 环境、 实 现业务 流程自 动化的 必 要工具。 1 9 9 3 年工作流技术的 标准化组 织工 作流管 理联盟 ( w o r k fl o w m a n a n g e m e n t c o a l i ti o n简称: wf m c ) 的成立， 标志着工作流技术在计算机应用领域之中 被明 确的划分出了自己的一席之地， 相应的概念与术语也得到了人们的承认。 工作流管理联盟对工作流的定义: 工作流是一类能 够完全或者部分自 动执行 的经营过程， 根据一系列过程规则， 文档、 信息或任务能够在不同的执行者之间 传递、执行。 以 上定义说明了 这样一个问 题， 即 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一实现的软件环境。 使用工作流作为经营过程的实现技术 首先要求工作流系统能够反映经营过程的如下几个问题: 即经营过程是什么( 有 哪些活动、任务组成，也就是结构上的定义) 、怎么做 ( 活动间的执行条件、规 则以及所交互的信息，也就是控制流与信息流的定义) 、由谁来做 ( 人或计算机 西北工业大学硕士学位论文 第二章 工作流技术及发展状况 程序，也就是组织角色的定义) 、做的怎样 ( 通过工作流管理系统对执行过程进 行监控) 。因 此，可以 说工作流是一种反映业务流程的计算机化的 模型，它是为 了在先进计算机环境支持下实现经营过程集成与经营过程自 动化而建立的可由 工作流管理系统执行的业务系统。 2 . 1 . 2 工作流管理系统的功能层次 工作流管理系统有三个层次的表现形式并可进行相关功能的扩展， 如图2 - 1 . 过程的实例化和控制 图2 - 1 wm f s 的各层次结构 1 .建立阶段功能:主要是对业务处理过程的计算机定义， 提供一种或多种 分析、 建模、 系统定义技术， 将一个现实世界的业务处理过程转换成计算机可处 理的定义。 最终的定义叫做过程模型、 过程模板或过程定义， 它可以 表现为 文本、 图形或自 然语言符号。 2 . 运行阶段控制功能: 在一定的运行环境下， 对过程模型的定义进行解释， 创建并控制过程的运行实例， 调度过程的各种步骤， 调用适当的角色和应用程序 资源执行工作流过程， 并完成每个过程中的活动的 排列和调度功能。 工作流管理 系统的核心部件就是工作流管理控制软件，它包含一个或多个工作流引擎 ( w o r k f l o w e n g i n e )。 3 .运行阶段人机交互功能:提供与人员或应用程序工具进行交互的接口来 西北工业大学硕士学位论文 第二章 工作流技术及发展状况 程序，也就是组织角色的定义) 、做的怎样 ( 通过工作流管理系统对执行过程进 行监控) 。因 此，可以 说工作流是一种反映业务流程的计算机化的 模型，它是为 了在先进计算机环境支持下实现经营过程集成与经营过程自 动化而建立的可由 工作流管理系统执行的业务系统。 2 . 1 . 2 工作流管理系统的功能层次 工作流管理系统有三个层次的表现形式并可进行相关功能的扩展， 如图2 - 1 . 过程的实例化和控制 图2 - 1 wm f s 的各层次结构 1 .建立阶段功能:主要是对业务处理过程的计算机定义， 提供一种或多种 分析、 建模、 系统定义技术， 将一个现实世界的业务处理过程转换成计算机可处 理的定义。 最终的定义叫做过程模型、 过程模板或过程定义， 它可以 表现为 文本、 图形或自 然语言符号。 2 . 运行阶段控制功能: 在一定的运行环境下， 对过程模型的定义进行解释， 创建并控制过程的运行实例， 调度过程的各种步骤， 调用适当的角色和应用程序 资源执行工作流过程， 并完成每个过程中的活动的 排列和调度功能。 工作流管理 系统的核心部件就是工作流管理控制软件，它包含一个或多个工作流引擎 ( w o r k f l o w e n g i n e )。 3 .运行阶段人机交互功能:提供与人员或应用程序工具进行交互的接口来 西北工业大学硕士学位论文第二章 s作流技术及发展状况 处理各种活动步骤， 交互接口对于活动间的控制传递是必须的， 客户通过该功能 控制工作流的执行， 同时工作流运行状况通过该功能模块显示给客户。 如确定过 程的状态，调用应用程序工具传递应用程序数据等。 互 2 . 1 3工作流管理系统的基本结构 工作流管理系统的基本模型结构如图2 - 2 所示， 在一般的模型中， 有三种类 型的部件。 1 . wf ms 内提供各种功能支持的软件组元: 2 .为一 个或多个软件组元使用的各种系统定义和控制数据: 3 .应用程序和数据库。 作流 用数据 介m w 4:t4 r#0 a fa ll fjor r 图2 一 工作流管理系统的 基本模型 工作流管理系统中主要部件和数据的作用如下: 1 .过程定义工具:用来创建计算机可以处理的业务过程描述。它可以是形 式化的过程定义语言或对象关系模型， 也可以是简单规定的用户间信息传递的一 西北工业大学硕士学位论文第二章 s作流技术及发展状况 处理各种活动步骤， 交互接口对于活动间的控制传递是必须的， 客户通过该功能 控制工作流的执行， 同时工作流运行状况通过该功能模块显示给客户。 如确定过 程的状态，调用应用程序工具传递应用程序数据等。 互 2 . 1 3工作流管理系统的基本结构 工作流管理系统的基本模型结构如图2 - 2 所示， 在一般的模型中， 有三种类 型的部件。 1 . wf ms 内提供各种功能支持的软件组元: 2 .为一 个或多个软件组元使用的各种系统定义和控制数据: 3 .应用程序和数据库。 作流 用数据 介m w 4:t4 r#0 a fa ll fjor r 图2 一 工作流管理系统的 基本模型 工作流管理系统中主要部件和数据的作用如下: 1 .过程定义工具:用来创建计算机可以处理的业务过程描述。它可以是形 式化的过程定义语言或对象关系模型， 也可以是简单规定的用户间信息传递的一 西北工业大学硕士学位论文第二章 工作流技术及发展状况 组路由命令。 2 .过程定义:包含了所有使业务过程能被工作流执行服务的必要信息。这 些信息包含起始和终止条件、 各个组成活动、 活动的调度规则、 各业务的参与者 需要的工作、相关应用次序和数据的调用信息等。 3 .工作流执行服务和工作流引擎:工作流执行服务也称为执行环境或工作 流机， 包括一个或多个工作流引擎。 工作流引擎是工作流管理系统的核心软件组 元。 它的功能包括: 解释过程定义、 创建过程实例并控制其执行、 调度各项活动、 为用户工作表添加工作项、通过应用程序接口 ( a p i )调用应用程序、提供监督 和管理功能等。 工作流执行服务可以 包括多个引擎， 不同工作流引擎通过协作工 作执行工作流。 4 .工作流控制数据:指被工作流执行服务和引擎管理的数据，例如工作流 实例的状态信息、每一个活动的状态信息等。 5 .工作流相关数据指与业务过程相关的数据:工作流管理系统 ( wf m s ) 使用这些数据确定工作流实例的 状态转移， 例如过程调度决策数据、 活动间的传 输数据等。 工作流相关数据既可以 被工作流引攀使用，也可以 被应用程序调用。 6 . 工作表和工作表处理程序: 工作表列出了 与业务过程的参与者相关的一 系列工作项， 工作表处理程序则对用户和工作表之间的交互进行管理。 工作表处 理程序完成的功能有: 支持用户在工作表中选取一个工作项重新分配工作项、 通 报工作项的完成、在工作项被处理的过程中调用相应的应用程序等。 7 . 应用程序与应用数据: 应用程序可以 被工作流管理系统调用或通过应用 程序代理被间接调用。通过应用程序调用， wf m s部分或完全自 动地完成一个 活动， 或者对业务参与者的工作提供支持。 与工作流数据和相关数据不同， 应用 数据对应用程序来讲是局部数据，对wf m s的其它部件来说是不可见的。 2 .2 国内 外研究与应用现状 早期的工作流研究和开发主要是集中在计算机支持协同工作( c o m p u t e r s u p p o r t c o o p e r a t i v e w o r k c s c w ) 方面并已 取得了 很大的 进展， 市场上 有很多 可 用的c s c w 产品，而学术界则是把重点放在事务性工作流上。当前的研究重点 之一是 放在先 进事务模型 ( a d v a n c e d t r a n s a c t i o n m o d e l . a t m ) 问 题上。由 于工作 西北工业大学硕士学位论文第二章 工作流技术及发展状况 组路由命令。 2 .过程定义:包含了所有使业务过程能被工作流执行服务的必要信息。这 些信息包含起始和终止条件、 各个组成活动、 活动的调度规则、 各业务的参与者 需要的工作、相关应用次序和数据的调用信息等。 3 .工作流执行服务和工作流引擎:工作流执行服务也称为执行环境或工作 流机， 包括一个或多个工作流引擎。 工作流引擎是工作流管理系统的核心软件组 元。 它的功能包括: 解释过程定义、 创建过程实例并控制其执行、 调度各项活动、 为用户工作表添加工作项、通过应用程序接口 ( a p i )调用应用程序、提供监督 和管理功能等。 工作流执行服务可以 包括多个引擎， 不同工作流引擎通过协作工 作执行工作流。 4 .工作流控制数据:指被工作流执行服务和引擎管理的数据，例如工作流 实例的状态信息、每一个活动的状态信息等。 5 .工作流相关数据指与业务过程相关的数据:工作流管理系统 ( wf m s ) 使用这些数据确定工作流实例的 状态转移， 例如过程调度决策数据、 活动间的传 输数据等。 工作流相关数据既可以 被工作流引攀使用，也可以 被应用程序调用。 6 . 工作表和工作表处理程序: 工作表列出了 与业务过程的参与者相关的一 系列工作项， 工作表处理程序则对用户和工作表之间的交互进行管理。 工作表处 理程序完成的功能有: 支持用户在工作表中选取一个工作项重新分配工作项、 通 报工作项的完成、在工作项被处理的过程中调用相应的应用程序等。 7 . 应用程序与应用数据: 应用程序可以 被工作流管理系统调用或通过应用 程序代理被间接调用。通过应用程序调用， wf m s部分或完全自 动地完成一个 活动， 或者对业务参与者的工作提供支持。 与工作流数据和相关数据不同， 应用 数据对应用程序来讲是局部数据，对wf m s的其它部件来说是不可见的。 2 .2 国内 外研究与应用现状 早期的工作流研究和开发主要是集中在计算机支持协同工作( c o m p u t e r s u p p o r t c o o p e r a t i v e w o r k c s c w ) 方面并已 取得了 很大的 进展， 市场上 有很多 可 用的c s c w 产品，而学术界则是把重点放在事务性工作流上。当前的研究重点 之一是 放在先 进事务模型 ( a d v a n c e d t r a n s a c t i o n m o d e l . a t m ) 问 题上。由 于工作 西北工业大学硕士学位论文第二章 工作流技术及发展状况 流应用环境大多是在复杂的分布异构环境中， 如企业i n t r a n e t / i n t e rn e t ，因此， 应 用最新的分布对象处理技术和 we b技术，实现工作流程管理成为当前研究的重 点。 一些著名的wf ms 产品有: 1 . i b m工作流产品 i b m m q s e ri e s w o r k f l o w是i b m商业集成软件i b m m q s e r ie s 的一部分。 它 将经营过程从应用逻辑中分离出来， 可以帮助企业用更少的时间、 以更快的速度 和更高的灵活性集成资源、 减少消耗、 消除错误、 提高生产力， 实现根据市场需 求改变经营过程的目 标。 它以i b m m q s e r i e s 为基础， 将分布在一个异构平台内 的不同活动、系统和应用程序有机地集成起来，为在i n t e r n e t 环境下实现电子商 务提供了保障. 2 . a c t i o n技术公司的工作流产品 a c t io n为 知识工程师提供了一套墓于we b的工作流管理软件人 c t i o n m e t r o 4 .0 。 它不仅能 够管理确定的过程， 而且对经营过程中不可预见的何题、 要 求和机遇也可以控制， 还为用户提供了管理设定型的协作和任务的工具。 客户可 以 用a c t i o n 提供的工具在整个企业甚至企业间建立一个基于we b 或g s 的工作 流管 理环 境. a c t i o n 产品 将i n t e rn e t 技术与s q l 事务处理技术结 合起来， 并 提供 了内置的安全措施. 即使用来管理非常复杂的、 分布式的和需求不断修改的 工作 流，也能够保证经营过程的一致性。 3 . f i l e n e t 公司的工作流产品 v i s u a l w o r k f l o w是f i l e n e t 公司集成文档管理软件系列产品中的一部分， 它 与 集成文档管理软件中的其它产品合作， 为工作量大、 性能要求高的经营过程提 供了一个全新的可扩展的过程改进方案。 v i s u a l w o r k f i o w解决方案是建立在基于组件的软件结构基础之上的，它将 面向对象技术扩展到工作流应用开发中，提高了软件组件的重用率。在 v i s u a l w o r k f l o w实施中采用了 先进的工作队 列处理方法保证系统具有较高的可靠性。 v i s u a l w o r k f l o w主要由v i s u a l w o r k f l o w 服务器、 v i s u a l w o r k f l o w 设计模块、 v i s u a l w o r k f i o w执行模块、 v i s u a l w o r k f l o w监控模块组成。 v i s u a l w o r k f l o w还 针对不同的开发环境提供了面向不同任务执行程序的开发机制，包括:o l e接 西北工业大学硕士学位论文 第二章 工作流技术及发展状况 口，a c t i v e x接口 和一系列 a p i 。用户可以自 行选择采用那种方式与 v i s u a l wo r k f i o w相连。 基于开发工具和数据库开发的工作流软件产品 利用v i s u a l s t u d i o . j a v a 等开 发工具，建立在中间件平台和数据库平台上由软件开发商或者客户自 行研发的， 它们不仅可以 达到利用软件平台开发的效果， 而且更可以 整合各种独立办公软件 之精华， 功能更强大， 应用更广泛。 通过自 行开发工作流引擎， 一方面可以 拥有 低廉的成本， 另一方面可以掌握工作流底层的技术， 在接口 方面可以提供更详细 的内容。 通过开发可以实现数据交互和通讯， 可获得增强的可靠性、 伸缩性、 企 业消息和协作平台性能。自 行开发可以快速集成先进的技术， 建立功能更加强大 的基于工作流解决方案和各种应用， 在工作流制定上， 可以 采用更人性化和个性 化的界面， 可以提供更多方便的应用， 此外该产品在其它第三方产品的整合方面 也具有很强的优势。 西北工业大学硕士学位论文第三章 u n i f lo w工作流引擎的分析与设计 第三章 u n i f l o w工作流引擎的分析与设计 为了满足政府单位电 子政务管理信息系统建设的迫切需要， 提出并研发了新 一代基于 we b的分布式工作流引擎:u n i f l o w ，作为电子政务管理信息系统建 设的基础应用平台。本章将对该工作流引擎的需求分析与设计过程进行阐述。 x 3 . 1 工作流模型设计 工作流模型是整个工作流管理系统的基础， 在进行工作流管理系统设计前必 须先选定工作流模型。 在工作流模型设计之前， 我们首先指定了 如下三个模型设 计原则。 1 .面向用户，以简单、直观、容易掌握为前提:在多种不同结构的过程模 型中( 如 活 动网 活图 . p e t r i 网 、 语 义 行 为 模型、 状态图 等) ， 状 态图( s t a te d i a g ra m ) 是可读性最好的一种， 对于专业或非专业都是最直观、最自 然的过程表达方式。 因此， u n i f i o w工作流模型建立在状态图的基础上， 并依照用户思维习惯， 提供 了自 顶向 下的设计功能。 2 .过程描述能力强， 能够定义可能发生的各种过程逻辑:这一原则对模型 的过程定义提出了较高的要求。 模型在简单化的同时， 必须要兼顾其自 身的表达 能力。 因 此， 我们需要在状态图的基本表达上进行合理的 扩展， 通过增加模型元 素及元素之间的关联来弥 补其描述能力的不足， 特别使要融入政府办公协作流程 必须的“ 会办协作” 这一重要概念。 3 .应该体现企业或机关这一复杂系统的多视图 特性:工作流模型应该是一 种综合性的模型， 不仅能够描述一个业务过程“ 是什么” 的问 题， 而且还应该能描 述“ 由谁做” 、“ 怎么做” 、 “ 需要那些资源” 等方面的问题。因此， u n i f l o w工作流 模型在过程模型的基础上， 需要加入描述企业或机关人员的组织模型、 描述企业 或机关资源的资源模型以 及提供信息定义的工作流相关数据， 使其成为一个完整 的、具有多视图特性的模型。 在以上三条原则的约束下， 所设计的u n i f i o w工作流模型由四部分组成， 分 别是过程模型、组织模型、资源模型以及工作流相关数据，如图3 - 1 . 西北工业大学硕士学位论文第三章 u n i f lo w工作流引擎的分析与设计 第三章 u n i f l o w工作流引擎的分析与设计 为了满足政府单位电 子政务管理信息系统建设的迫切需要， 提出并研发了新 一代基于 we b的分布式工作流引擎:u n i f l o w ，作为电子政务管理信息系统建 设的基础应用平台。本章将对该工作流引擎的需求分析与设计过程进行阐述。 x 3 . 1 工作流模型设计 工作流模型是整个工作流管理系统的基础， 在进行工作流管理系统设计前必 须先选定工作流模型。 在工作流模型设计之前， 我们首先指定了 如下三个模型设 计原则。 1 .面向用户，以简单、直观、容易掌握为前提:在多种不同结构的过程模 型中( 如 活 动网 活图 . p e t r i 网 、 语 义 行 为 模型、 状态图 等) ， 状 态图( s t a te d i a g ra m ) 是可读性最好的一种， 对于专业或非专业都是最直观、最自 然的过程表达方式。 因此， u n i f i o w工作流模型建立在状态图的基础上， 并依照用户思维习惯， 提供 了自 顶向 下的设计功能。 2 .过程描述能力强， 能够定义可能发生的各种过程逻辑:这一原则对模型 的过程定义提出了较高的要求。 模型在简单化的同时， 必须要兼顾其自 身的表达 能力。 因 此， 我们需要在状态图的基本表达上进行合理的 扩展， 通过增加模型元 素及元素之间的关联来弥 补其描述能力的不足， 特别使要融入政府办公协作流程 必须的“ 会办协作” 这一重要概念。 3 .应该体现企业或机关这一复杂系统的多视图 特性:工作流模型应该是一 种综合性的模型， 不仅能够描述一个业务过程“ 是什么” 的问 题， 而且还应该能描 述“ 由谁做” 、“ 怎么做” 、 “ 需要那些资源” 等方面的问题。因此， u n i f l o w工作流 模型在过程模型的基础上， 需要加入描述企业或机关人员的组织模型、 描述企业 或机关资源的资源模型以 及提供信息定义的工作流相关数据， 使其成为一个完整 的、具有多视图特性的模型。 在以上三条原则的约束下， 所设计的u n i f i o w工作流模型由四部分组成， 分 别是过程模型、组织模型、资源模型以及工作流相关数据，如图3 - 1 . 西北工业大学硕士学位论文 第三章 u n i f lo w工作流引擎的 分 析与设计 过程模型用来定义工作流的过程逻辑， 包括组成工作流的所有状态及状态之 间的依赖关系。它是整个工作流模型的基础与核心，其它模型均为其提供支持。 在某些情况下，我们所说的“ 工作流模型” 指的就是“ 过程模型” 。 图3 - 1 u n i f l o w工作 流模型组 成结 构 组织模型用来定义企业或机关人员的组织机构， 包括几种不同形式的组织元 素以及每种组织元素内部的递阶层次关系. 组织模型的主要任务是为企业或机关 人员执行工作流提供柔性的组织定义，为过程模型提铃 人” 的支持。 资源模型用来定义企业或机关资源的组织机构， 包括几种不同形式的资源容 器元素以 及容器内 部的递阶层次关系， 直至最终的 原子级资源个体。 资源模型的 主要任务是为企业或机关人员执行工作流提供“ 物” 的支持。 工作流相关数据与wf m c所提出的工作流参考模型中的工作流相关数据具 有相同的含义。 工作流相关数据主要用于各种条件的判断， 以实现工作流引擎对 不同状态下活动的选择性路由。工作流相关数据为工作流的执行提供了 “ 信息” 的支持。 在u n i f l o w中工作流相关数据采用对工作流程