（计算机软件与理论专业论文）基于web+service的工作流系统的研究与实现.pdf

哈尔滨t 程人学硕十学位论文 摘要 在企业和政府办公过程中，冗长而烦琐的日常事务处理和复杂的纸质文 档传递过程，成为影响企业和政府办公效率的瓶颈。工作流技术所提出的协 同化办公和流程化任务处理等，在增强个人的工作能力同时，也提高了团队 协作的效率，满足了企业的信息化要求。 但随着企业信息环境的分布性，异构性、松散性、自治性和复杂性的加 强，以及系统间耦合度要求的降低，已有的工作流系统难以更好地适应这种 复杂的应用环境。本文以面向领域的柔性软件生产平台( s o f t p r o l i n e ) 项目为背 景，设计实现的基于w e bs e r v i c e 的工作流管理系统，并作为核心功能满足了 平台对分布式、松耦合的工作流系统的需求。本论文的主要研究内容： l 、研究采用w e bs e r v i c e 技术作为工作流管理系统的分布式框架的可行 性，深入分析工作流管理系统的理论模型，明确了工作流管理系统的主要 功能、整体架构和开发流程。 2 、提出了一种基于有限状态机的流程管理方法和基于数据模型的服务 交互机制，松散耦合了本工作流系统与外部应用，避免了已有工作流系统 以a p i 方式调用所面临的复杂性和紧密耦合性问题，提高了工作流系统的 兼容性和内聚性。 3 、设计实现了基于w e bs e r v i c e 的工作流系统的体系结构，满足了 s o f t p r o l i n e 平台的设计思想，增强了平台的流程处理能力。而与s o a p 、 x m l 等w 曲s e r v i c e 关键技术的结合改进了现有工作流系统的跨平台性、 独立性和松散耦合性，进而改进了整个生产平台的兼容性和效率问题。 关键词：工作流；w e bs e r v i c e ：工作流管理系统；软件工程：s o a p 哈尔滨工程大学硕士学位论文 a b s t r a c t d u r i n gt h ep r o c e s so fb u s i n e s s e sa n dg o v e r n m e n to f f i c e s ，t h ed a y - t o d a y a f f a i r s ，w h i c ha r el o n ga n dc u m b e r s o m et ob ed e a l t 晰m ，b e c o m et h eb o a l e n e c k o ft h ed a i l yw o r k s e f f i c i e n c y i ti st h es a m e 嬲c o m p l e xp a p e r - b a s e dd o c u m e n t d e l i v e r yp r o c e s s w o r k f l o wt e c h n o l o g y ，w h i c hi n c l u d e sc o o p e r a t i v et e c h n o l o g y ， p i p e l i n em i s s i o na n ds oo n ，n o to n l ye n h a n c e sp e r s o n a lw o r k i n ga b i l i t y ，b u ta l s o i m p r o v e st h ee f f i c i e n c yo f t e a m w o r k s oi tm e e t se n t e r p r i s ei n f o r m a t i o n s r e q u i r e m e n t h o w e v e r ，t h ed i s t r i b u t i o n ，h e t e r o g e n e i t y ，l o o s e sa n da u t o n o m yo fe n t e r p r i s e i n f o r m a t i o ne n v i r o n m e n tb e c o m e sm o r ea n dm o r ec o m p l e x a sw e l la st h e c o u p l e d e g r e eb e t w e e na p p l i c a t i o ns y s t e m sb e c o m e sl o w e r t h ee x i s t i n g w o r k f l o ws y s t e m sb e c o m eh a r dt o a d a p t t os u c h c o m p l e xa p p l i c a t i o n e n v i r o n m e n t s t h i sp a p e rc o n c e n t r a t e so nt h ed o m a i n o r i e n t e ds o f t w a r ep r o d u c t p l a t f o r m ( s o f i p m l i n e ) a st h er e s e a r c hb a c k g r o u n d t h ew o r k f l o wm a n a g e m e n t s y s t e mb a s e do nw e b - s e r v i c ei sd e s i g n e da n dr e a l i z e d ，a n di ss u c c e s s f u l l y e m b e d d e di ns o f t p r o l i n ep l a t f o r ma sac o r ec o m p o n e n t a tt h es a m et i m ei t a l s om e e t st h ep l a t f o r m sd e s i g nr e q u i r e m e n t t h em a i nc o n t e n t si nt h ep a p e ra r e a sf o l l o w s ： 1 、r e s e a r c ho nt h ef e a s i b i l i t yo fw o r k f l o ws y s t e mb a s e do nw e bs e r v i c ea s t h ed i s t r i b u t e df r a m e w o r k d e e p l ys t u d yt h ew o r k f l o wm a n a g e m e n ts y s t e m m o d e l d e f i n et h ew o r k f l o wm a n a g e m e n ts y s t e m 。sm a i nf u n c t i o n s ，o v e r a l l a r c h i t e c t u r ea n dd e v e l o p m e n tp r o c e s s 2 、a nw o r k f l o wm a n a g ei d e ab a s e do nf i n i t es t a t em a c h i n ea n das e r v i c e i n t e r a c t i o nm e c h a n i s mb a s e do nd a t am o d e la r ep r o p o s e d t h ei d e am a k e st h e w o r k f l o w s y s t e ml o o s e l yc o u p l e d w i t he x t e r n a l a p p l i c a t i o n a v o i dt h e c o m p l e x i t ya n dt i g h tc o u p l i n go ft h ee x i s t i n gw o r k _ f l o ws y s t e m s ，w h i c ha l w a y s p r o v i d es e r v i c e s 雒t h ew a yo fc a l l i n gt h ea p im e t h o d s a sar e s u l tt h e s e 哈尔滨t 程大学硕士学位论文 i r e p r o v et h i sw o r k f l o ws y s t e m sc o m p a t i b i l i t ya n dt r a n s p a r e n c y 3 、d e s i g na n dr e a l i z ew e bs e r v i c e b a s e dw o r k f l o wm a n a g e m e n ts y s t e m s s t r u c t u r e ，n l es y s t e mi si na c c o r d a n c ew i t ht h ed e s i g ni d e ao f t h es o f t p r o l i n e p l a t f o r m a n dt h ea b i l i t yt o d e a lw i t hw o r k f l o wi np l a t f o r mi se n h a n c e d c o m b i n i n gw i t hs o a p ，x m la n do t h e rk e yt e c h n o l o g i e so f w e bs e r v i c e ，t h e w o r k f l o wb e c o m e sc r o s s p l a t f o r m ，i n d e p e n d e n ta n dl o o s e l yc o u p l e d t h e nt h e c o m p a t i b i l i t yo ft h ee n t i r ep l a t f o r mb e c o m e se n h a n c e d k e y w o r d s ：w o r k f l o w ；w e bs e r v i c e ； e n g i n e e r i n g ；s o a p w o r k f l o wm a n a g e m e n ts y s t e m ；s o f t w a r e 本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由 作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在 文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外， 本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。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。 作者( 签字) ：穗 日期：洲年；月7 日 哈尔滨工程大学 学位论文授权使用声明 本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读 学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程 大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人 允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进 行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位 论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位 论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨 工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。 本论文( 口在授予学位后即可口在授予学位1 2 个月后1 3 解密 后) 由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。 作者( 签字) ：礴蝴 导师( 签字) ： 纯支辕 日期：酬年弓月7 日a 胪矸年3 月7 日 哈尔滨1 ：程人学硕士学位论文 1 1 引言 第1 章绪论 计算机的普及提高了整个社会的生产和生活效率，各种计算机软件的使 用则在方便人们生活的同时也加快了信息处理的速度。而随着网络技术的引 入，原本那些孤立的计算机连接成了一个巨大的信息互联网，在这个快速而 丰富的信息互联网上人们只需轻轻地点击鼠标就能足不出户地轻轻松松体验 到优质、透明、规范的网上服务。在企业和政府办公过程中，冗长而烦琐的 日常事务处理以及复杂的纸质文档传递手续，严重影响了企业和政府的办公 效率，浪费了大量的工作时间，如何利用计算机技术与网络技术提高人们的 信息处理速度和协同办公效率成为企业和政府信息化建设的重点。 自动化办公技术的发展很好地解决了此类问题，它提出的电子化办公和 流程化任务处理等技术，不但提高员工个人的工作能力，也提高团队工作效 率，加快了企业整体的生产速度和政府的办公效率。而所谓的自动化办公是 指采用i n t e m e t i n t r a n e t 技术，基于工作流的概念，使企业内部人员方便快捷 地共享信息，高效地协同工作；改变过去复杂、低效的手工办公方式，实现 迅速、全方位的信息采集、信息处理，为企业的管理和决策提供科学的依据， 一个企业实现办公自动化的程度也是衡量其实现现代化管理的标准【】。近年 来在企业和政府的自动化办公系统中，“工作流”这个应用模式越来越得到人 们的关注，以流程为驱动的解决方案也逐渐被信息化系统所接受。不仅是在 原来的办公自动化领域，如今如火如荼的企业资源计划( e r f ) 、物流、电子商 务等领域，甚至在企业信息门户( e i p ) 、企业应用集成( e a i ) 、商业智能( b i ) 等 相关新兴领域中，都可以看到工作流技术的影子。 随着企业内和企业间不同信息和组织环境下业务的集成以及自动化的需 要，工作流系统必然要以分布式的形式出现，因此引入分布式技术来实现工 作流管理系统和企业其它业务应用之间的集成成为一种趋势。 哈尔滨下程大学硕士学何论文 i j l- t i i i i i i i i i i i 萱 1 2 国内外研究现状 传统的企业管理信息系统的主要功能有三个：信息处理、事务处理和 决策支持。其中信息传递和信息处理构成了企业和行政部门业务工作中的 主要内容之一，是企业进行事务处理和经营决策的基础，因此如何方便地 在不同的业务部门、业务人员之间高效地进行信息传递是企业信息化十分 关注的问题【2 】。在计算机应用之前，实现传递的方式是以纸张作为信息载体， 利用通知、文件、信函、传真、报告等方式在不同的业务部门、业务人员 之间进行传递。这种传统的传递方式不但效率低下，而且也花费了大量的 人力、物力，同时也降低了企业的响应速度。随着计算机技术的使用以及 企业信息化系统的发展，企业的这类具有固定程序活动的日常工作从信息 化中抽取出来产生了新兴的工作流思想，它把任务目标分解成通过按照一 定的规则和过程把特定的任务分配给相应角色的方式来协调实现，并对它 们进行监控来实现业务目标。同时它采用电子表单和电子文档作为信息载 体，通过网络进行信息的传递，加快了传递速度、降低生产成本、提高办 事效率，从而增强了企业生产经营管理水平和企业竞争力。 最初的工作流技术是基于主机一终端的方式而实现的表单传递系统， 通过它来进行企业办公的自动化处理。在十九世纪七十年代中期，国外一 些研究机构进行了一些初级的工作流相关研究，比如施乐公司的帕洛阿尔 托研究中心所开发的o f f i c et a l k 和沃尔顿研究中心所开发的s c o o p 办公自 动化原型。八十年代中期，f i l en e t 和v i e ws t a r 等公司率先开发了工作流 产品，并提出了“工作流”这个概念术语。九十年代后，随着计算机与网络 技术的迅速发展，特别是i n t e m e t 应用日益普及的情况下，工作流系统开始 逐渐在制造业、银行业、软件工程等领域大量应用，工作流市场也空前繁 荣起来。其间为了规范工作流市场和工作流领域的基本概念，工作流标准 化组织一工作流管理联盟于1 9 9 3 年成立，相应地发布了工作流参考模型 ( w o r kr e f e r e n c em o d e l ) ) ) 等相关标准文件，统一了工作流的相关术语和基 本概念，为以后工作流技术的发展以及工作流产品之间的互操作奠定了基 础。2 0 0 0 年以后。对工作流技术的研究以及相关产品开发进入了更为繁荣 的阶段，更多新的技术被集成到工作流系统中，比如：文件管理系统、数 2 哈尔滨r ：程大学硕士学位论文 据库、分布式技术、数据挖掘以及w e bs e r v i c e 技术等，推动工作流技术不 断发展。 相对而言，国内对工作流的研究起步较晚。在工作流理论上清华大学 的吴澄院士和范玉顺教授以计算机集成制造系统( c i m s ) 的研究为契机，就 工作流理论基础、工作流建模与仿真、工作流引擎的执行与效率分析、工 作流管理系统的实现等方面，对工作流技术的开发进行了深入的研究，并 开发成功了工作流管理系统e m a ( e n t e r p r i s em a n a g e m e n ta s s i s t a n t ) 。史美林 教授从计算机支持的协同工作( c s c s ) 的研究出发，对工作流的实现技术、 工作流的异常处理及恢复等提出了独到的看法。但总体而言在工作流应用 方面，国内的理论研究则显得的沉稳、沉闷许多。但国内对工作流产品的 需求并没有减少，特别是办公自动化领域。2 0 0 0 年左右，政府开始鼓励电 子政务的发展，鼓励办公自动化系统的发展。而这两种系统中都含有大量 的“审批流程”需要处理，因此“审批流”成为国内工作流系统定位的一个主要 特色。同时国内工作流产品在诞生和发展中，与特定行业绑定比较密切。 比如用友的n c 系统起自于财务软件，有生博大的r i s eo f f i c e 主要定位于 “电子政务系统中的审批流”等，比较而言国内工作流应用普及度还是很低 的。虽然在电子政务、办公协同、电信、金融、财政等一些行业中工作流 已经有所普及，但在另外一些传统型行业中，比如石油、化工、铁道等， 本身信息化普及面就比较窄，工作流应用几乎还相当于空白。随着本次金 融危机的洗礼，相信更多的企业会注重自身信息化建设和企业资源的有效 利用，相信会给工作流技术的发展带来新的机遇。 1 3 本文的研究内容 本文以面向领域的柔性软件生产平台( s o f t p r o l i n e ) 项目为背景，设计实 现了基于w e bs e r v i c e 的工作流系统，并作为核心功能成功地应用到s o f t - p r o l i n e 平台中，满足了平台对工作流功能的需求。在本工作流系统设计实 现过程中，对工作流领域的相关理论进行了深入的学习和理解，同时也探 讨了w ，e bs e r v i c e 分布式技术应用到工作流系统的重要意义以及其所带来的 优势，并最终通过对实现的平台进行一个真实业务流程的开发来验证本工 哈尔滨 _ 程大学硕十学位论文 作流系统的功能。 1 4 本文的内容结构 本论文设计实现了一个基于w e bs e r v i c e 技术的工作流系统，论文的内 容主要围绕着本系统的开发过程进行描述，重点详细地说明了整个系统的 体系框架，并验证本工作流系统的功能。本文的组织结构如下： 第1 章介绍了课题背景、意义以及国内外研究现状，列出本论文的研究 内容和论文的结构。 第2 章研究工作流的基本理论、模型和原理，详细描述了工作流管理系 统的主要功能与体系结构，并且论述目前市场中工作流领域的相关成果。 第3 章研究采用w e bs e r v i c e 体系结构进行工作流管理系统开发的可行 性。比较已有分布式技术c o r b a 、d c o m 等发展情况及其优缺点，总结 出w e bs e r v i c e 技术所带来的优势，以及两者结合所带来的相互促进作用。 第4 章结合面向领域的柔性软件生产平台的设计思想和主要功能，设计 并实现了基于w e bs e r v i c e 的工作流服务器，描述了本工作流系统的体系结 构和设计思路，并对其中的关键技术和模型进行了详细的讲解。同时，描 述了本工作流系统在整个s o f t p r o l i n e 平台中的核心作用和主要功能。 第5 章通过图示化的方法描述了本平台进行具体业务流程开发的过程， 从而测试和验证本工作流系统。 最后的结论部分对本论文的研究成果进行了总结，并对本系统存在的问 题进行说明，提出了后续扩展改进的几个方面。 4 哈尔滨下程人学硕十学位论文 第2 章工作流技术的相关概念 2 1 工作流的发展历程 工作流技术的提出是为了加快企业不同部门和人员间的信息传递，以 及相互之间的流程化协作，降低办公劳动强度，提高办事效率，减少生产 成本，提高企业的经营水平和竞争力。但限于当时计算机的使用普及率和 网络技术，工作流技术的应用并不尽于人意，产生了许多不利影响，甚至 出现了停滞不前的现象。后来在计算机网络技术和分布式数据库技术迅速 发展，多机协同工作技术日臻成熟的基础上，于2 0 世纪8 0 年代中期重新 发展起来的工作流浪潮，为企业更好地实现这些经营目标提供了先进的手 段，使得工作流管理技术成功地应用到图书馆，医院，保险公司，银行等 传统行业。 国外的工作流理论起源于十九世纪七十年代中期，当时的一些研究机 构，比如施乐公司的o f f i c et a l k 和沃尔顿研究中心的s c o o p 办公自动化原 型成为当时的典型代表。其中o f f i c et a l k 提供了图形化的用户操作界面， 使用了诸如“i n b o x ”、“o u t b o x ”、“f o r m s ”等这样常见于办公环境中的工作流 术语。 八十年代中期，工作流产品把图像扫描、复合文档、结构化路由、实 例跟踪、关键字索引以及光盘存储等功能结合在一起，形成了一种全面支 持某些业务流程的集成化软件包。比较典型的有f i l e n e t 于1 9 8 4 年推出的 w o r k f l o wb u s i n e s ss y s t e m 系统；v i e w s t a r 于19 8 8 年推出的v i e w s t a r ；i b m 于1 9 8 8 推出的i m a g e p l u s 等。它们使得企业在业务流程的处理过程中，完 全可以无纸化地作业，并对文档的处理过程也全部实现电子化。这种集成 化软件系统为企业简化与重组自己的关键业务提供了一种方法，它把工作 流技术作为一种面向过程的系统集成技术。 九十年代以后，随着计算机与网络技术的迅速发展，特别是i n t e m e t 应 用日益普及的情况下，企业信息系统的分布性、异构性和自治性使得企业 哈尔滨工程大学硕十学何论文 应用之问越来越松散，同时也让企业的信息资源分布在异构的计算机环境 中，于是工作流管理系统转向成为同化企业复杂信息环境，实现业务流程 自动执行的必要工具。但此时工作流相关产品越来越丰富，结果却造成产 品的互操作性、交互性以及相关术语的混乱不堪。因此工作流管理联盟 ( w f m c ) 于1 9 9 3 年发布了工作流参考模型( w o r kr e f e r e n c em o d e l ) ) ) 等相 关标准文件，规范了工作流相关术语，定义了工作流管理系统的五大接口， 为工作流技术的发展以及工作流产品之间的互操作性奠定了基础。与此同 时荷兰埃因霍温科技大学的w i lv a i ld e ra a l s t 和昆士兰科技大学的a r t h u r t e rh o f s t e d e 整理的工作流模式也取得了丰硕的成果m ，成为对各工作流产品 之间比较的一项评价指标。通过使用工作流模式对各工作流产品进行流程 复杂性分析，用户可以根据自身的业务需求选出合适的工作流产品，再也 不会束手无措。 2 0 0 0 年之后，对工作流技术的研究以及相关产品开发进入了蓬勃发展 的阶段，更多新的技术被集成到工作流系统中，比如：文件管理系统、数 据库、电子邮件、移动计算、分布式技术、数据挖掘以及s o a 技术等。随 着分布式技术的完善、信息集成技术的发展，以分布式，跨业务系统之间 的业务流程处理成为一个新的浪潮。企业应用集成( e n t e r p r i s ea p p l i c a t i o n i n t e g r a t i o n ：e a i ) 技术与工作流技术的相互融合而衍生的以业务管理、业务 分析、业务优化为代表的b p m ( b u s i n e s sp r o c e s sm a n a g e m e n t ) 逐渐发展起来， 并取得了丰硕的成果。同时大型平台软件厂商如i b m ，m i c r o s o t t 等的参与， 使得工作流产品逐渐过渡到业务过程管理( b p m ) 技术中来，导致工作流技术 与b p m 技术相混淆，因此目前工作流市场的产品更多地以b p m 套件的形 式发布。根据上面的叙述，参考文献【4 】把工作流技术按其发展分为以下几 个阶段： ( 1 ) 电子数据流阶段：起步阶段，主要着眼于利用信息技术减轻人们在 流程中的计算强度，主要的特点是对企业单项业务进行处理，基本不涉及 管理的内容。 ( 2 ) 事务处理阶段：主要着眼于对企业局部业务的管理，对企业全局缺 乏管理。 ( 3 ) 信息管理流阶段：该阶段强调对企业业务的全局的整体性的管理。 6 哈尔滨t 程大学硕十学位论文 工作流技术与信息技术以及企业管理紧密结合已经悄悄渗入m i s 系统，e r p 系统与c r m 系统等企业级关键系统中，并迅速成为这些系统的核心。 ( 4 ) 企业流程管理：此时工作流技术与企业应用技术( e a i ) 相互结合，它 不仅涉及到企业内部流程管理，也关注到与外部业务服务之间的流程交互 以及编排。 在工作流技术的发展过程中，也不断地面临着新的问题和挑战，与传 统的数据库管理系统的发展一样，工作流技术相关基础理论和标准还在不 断完善中【5 】。 2 2 工作流的基本概念 l 、工作流的定义 关于工作流的定义，不同的标准化组织与研究学者都有不同的定义，以 下几个具有代表性的： ( 1 ) t 作流管理联盟的定义 工作流是企业业务流程完全或部分的自动化，在流程中业务所需的文 档、信息或任务根据一定的过程规则集从一个参与人传递到另一个参与人 的过程【6 l 。 ( 2 ) i b ma l m a d e nr e s e a r c hc e n t e r 给出的定义 工作流是业务过程的一个计算机化的表示模型，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的定义、步骤间的执 行顺序、条件以及数据流的建立、每一步骤由谁负责以及每个活动所需要 的应用程序 7 1 。 ( 3 ) 国内清华大学范t , i t v 页教授给出的定义 工作流是一种反映业务流程的计算机化的模型，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 系统执行的业务模型。 以上的工作流定义都是用非形式化语言对工作流所进行的描述，虽然 表达方法略有不同，但是基本上都说明一个问题，即工作流是业务过程的 一个计算机实现。使用工作流作为业务过程的实现技术，首先要求工作流 7 哈尔滨丁程大学硕十学位论文 i i 系统能够反映业务过程的以下几个方面的问题：即经营过程是什么( 由哪些 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，也是控制流与信息流的定义) ，由谁来做( 人或计算机应 用程序，也就是组织角色的定义) ，做得怎样( 工作流管理系统对执行过程进 行监控) 。 2 、工作流基本元素的定义 为了便于工作流技术的发展，工作流管理联盟对工作流领域的相关术 语、基本元素及元素间的关系进行了明确地定义和说明，避免概念上的含 糊不清和理解上的偏差，促进工作流产品间互操作和相互兼容，如图2 1 所 示。 包括 图2 1工作流基本术语关系图 ( 1 ) 业务过程( b u s i n e s sp r o c e s s ) ：一个业务过程是为了实现企业某个业务 目标的一个过程，它在部分或者全部组织机构和人员的参与下，利用企业 资源( 包括所需的处理设备、通信设备、计算机硬件、软件等) ，按照预先确 定的规则，在参与者和组织机构之间进行文档、信息、任务的传递和处理( 包 括经营决策) ，从而实现预定的业务目标。 ( 2 ) 业务活动( b u s i n e s sa c t i v i t y ) ：业务活动是组成业务过程的基本单元， 是能够完成特定功能的一个实际环节。 8 哈尔滨_ ：程大学硕七学位论文 ( 3 ) 7 - 作流管理系统( w o r k f l o wm a n a g es y s t e m ) ：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i t 工具和应用系统 的工作流引擎之上。 ( 4 ) i 作流模型( w o r k f l o wm o d e l ) ：工作流模型是对业务过程的抽象表 示，是一种反映业务过程的计算机化模型，工作流管理系统可以根据该模 型执行业务过程。工作流模型又被称为过程模型、过程定义、流程定义。 ( 5 ) 活动( a c t i v i t y ) ：活动是业务活动的计算机化表示，是组成工作流模 型的基本单元，主要描述了工作流模型中的每个执行环节。 ( 6 ) 自动活动( a u t o m a t e da c t i v i t y ) ：在业务过程的执行中可以由计算机系 统自动处理的活动。 ( 7 ) 人工活动( m a n u a l a c t i v i t y ) ：在业务过程的执行中必须通过人的参 与、由人完成的活动。 ( 8 ) 任务项( t a s ki t e m ) ：在工作流模型中，在每一个活动环节，需要由活 动参与者完成的任务；一个活动中可能存在数个任务项需要完成。 ( 9 ) t 作流参与者( w o r k f l o wp a r t i c i p a n t ) ：能执行工作流活动实例的资 源。工作流参与者一般既可以包括普通的用户，也可以包括工作流管理系 统以及外部应用程序。 ( 1 0 ) i 作流定义语言( w o r k f l o wd e f i n i t i o nl a n g u a g e ) ：用以定义具体的工 作流应用环境中的各种建模要素的规范，该语言可以是图符式的或文字式 的。该语言应该以工作流模型为基础，模型直接决定了该定义语言所应具 有的功能。 ( 1 1 ) 过程实例( p r o c e s si n s t a n c e ) ：在工作流管理系统中，工作流模型的 一次运行被称作一个过程实例。过程实例也称为工作流实例等。 ( 1 2 ) 活动实例( a c t i v i t yi n s t a n c e ) ：工作流管理系统中，工作流模型中活 动的每次执行被称作是一个活动实例。 3 、工作流流程模型研究 在工作流参考模型中规定了工作流定义转换接口，而对工作流定义工 具所采用的建模理论模型和语言标准没有进行统一定义，这就导致目前出 现了不同的计算机理论模型和建模语言。首先在计算机理论模型方面，由 9 哈匀：滨t 程大学硕十学佗论文 最初的p e t r in e t 建模，发展到目f ；i 的基于统一建模语言( u m l ) 、基于专家 系统【s l 以及时态工作滴，】等多种形式，其中p e t r in e t 被认为是其它各种建模 理论的基础。不同的模型可以很好地解决不同领域的相关问题，但也面临 着各自的不足，因此无法得到一种公共的理论模型作为标准。在建模语言 方法，工作流产品市场上，各工作流厂商提出了层出不穷的工作流建模语 言标准：工作流管理联盟的x p d l ( x m lp r o c e s sd e f i n i t i o n ) 1 1 0 、i b m 和 m i c r o s o f t 推出的b p e l ( b u s i n e s sp r o c e s se x e c u t i o nl a n g u a g e ) t 1 、o m g 的 b p m n ( b u s i n e s sp r o c e s sm o d e ln o t a t i o n ) 1 2 1 、o a s i s 组织的w s b p e l ( w e b s e r v i c e - b u s i n e s sp r o c e s se x e c u t i o n l a n g u a g e ) t 】和早已被淘汰的 b p m l ( b u s i n e s sp r o c e s sm o d e l i n gl a n g u a g e ) t 1 等。不同的厂商为了自身的发 展，又不断提出新的规范，为了自身利益而支持各个不同的技术规范，使 得各标准之间相互竞争、又相互融合，目前还没有得到一个统一的认识。 2 3 工作流管理系统 上一节对工作流领域的相关术语和基本概念进行了说明，本节主要针 对工作流管理系统进行详细的说明，了解工作流管理系统的主要功能和主 体框架，对工作流管理联盟所定义的工作流管理系统的参考模型标准进行 讨论，从而为本工作流管理系统的实现奠定基础。 2 3 1 工作流管理系统的介绍 在传统的信息系统中，过程管理和应用软件没有进行区别，过程管理 被隐藏在信息系统中，系统更多的是进行信息的处理。而在面向业务过程 的信息处理系统中，人们把系统分割成两个部分：一个是支持特定业务过 程的执行，即应用软件；另一个是处理业务过程的管理，即工作流管理系 统。而工作流管理系统的功能是与工作流参与者进行人工交互，按照计算 机中预先定义好的工作流逻辑推进工作流实例的运行，监控工作流实例的 执行，在很大程度上工作流管理系统类似于计算机上的操作系统。 在结构上一个完整的工作流管理系统应具有三个方面的主要功能，如 图2 2 所示。 1 0 哈尔滨t 程大学硕十学位论文 i i i i i 宣i i i i i i 宣i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i - iiii i i i i i i i i i i 图2 2 工作流管理系统的特性 ( 1 ) 过程建立功能：进行工作流模型的定义和建模。 ( 2 ) 运行功能：按照定义的工作流运行规则，推动工作流实例向前运行。 ( 3 ) 人机交互功能；实现与外界工作流参与者或外部应用程序的交互。 2 3 2 工作流管理系统的参考模型 通过对已有的工作流管理系统产品分析，w f m c 发布了t h ew o r k _ f l o w r e f e r e n c em o d e ) ) 标准化文档，提出工作流管理系统参考模型的概念，归纳 了其体系结构以及五类基本功能接口【1 5 】，如图2 3 所示。 图2 3 工作流参考模型 哈尔滨： 程人学硕士学位论文 工作流参考模型的定义主要目的是为了实现工作流技术的标准化、开放性 以及不同工作流产品问的互操作，进一步规范工作流管理系统的产品。 l 、工作流参考模型各组成部分 ( 1 ) 工作流执行服务( w o r k f l o we n a c t m e n ts e r v i c e s ) 工作流执行服务是工作流管理系统的核心，实际上它是作为工作流引 擎的任务调度器，在某种程度上还是企业资源分配器。工作流执行服务根 据相应的调度原则，比如流程类型或流程所实现的功能域，调用相应的工 作流引擎提供工作流服务，让工作流系统能够以一种最优化的方式运行。 ( 2 ) m 作流引擎( w o r k f l o we n g i n e ) 一个为工作流实例的执行提供运行环境的软件，是工作流执行服务的 核心部分，它提供了大量的流程实例操作函数：比如工作流模型的解析、 流程实例的创建与管理、活动间的转换以及用户任务项的创建和分配等。 通常工作流执行服务包括了几个工作流引擎，且各引擎需要协作来完成相 应的任务目标。 ( 3 ) 过程定义工具( p r o c e s sd e f i n i t i o nt o o l s ) 过程定义工具主要用来对实际的业务过程进行过程建模，并生成可被 工作流管理系统保存、访问、解释和执行的工作流模型。随着工作流工具 的不断完善，过程模型定义工具又扩展了包括对企业资源进行分类建模的 工具和验证模型功能的分析工具。 ( 4 ) 管理及监控工具( a d m i n i s t r a t i o n & m o n i t o r i n gt o o l s ) 工作流管理和监控工具能够对工作流在整个组织内的流转状况进行监 视，并提供一系列的管理功能，实现安全性、过程控制和授权操作等方面 的管理。通过工作流管理工具，管理员可以建立、设置和优化工作流管理 系统中的各个软件，还可以获得目前各个工作流实例的运行情况报告，并 干预实例的运行、启动、挂起、恢复和终止过程实例。 ( 5 ) 客户应用程序( c l i e n ta p p l i c a t i o n ) ：一个能够跟工作流管理系统交互， 可以请求工作流引擎服务的应用。它的功能包括：访问和处理工作列表、 启动和驱动过程实例、得到过程定义和其他一些管理功能。由于客户应用 程序是工作流管理系统的外部应用，所有也被称作外部应用程序。 ( 6 ) 被调应用( i n v o k e da p p l i c a t i o n ) ：它是一个被工作流管理系统启动的 1 2 哈尔滨j = 程人号：硕士学位论文 外部应用程序，用来全部或部分地帮助活动参与者完成工作任务。 2 、五大接口介绍 ( 1 ) m 作流定义转换接口( 接口一) 此接口定义的主要目的是分离工作流定义工具和工作流执行服务，主 要内容是工作流模型定义语言交换格式的定义和a p i 调用，它支持流程定 义的全部或部分转化。该接口提高工作流定义工具与工作流执行服务间的 独立性，降低两者之间的耦合度；其次是可以导入导出流程定义，以便不 同的工作流定义工具的使用，保护原有的设计成果。 ( 2 ) 工作流客户应用程序接口( 接口二) 此接口定义的主要目的是分离工作流执行服务与客户应用程序，实现 客户应用程序与工作流执行服务之间的信息交互。开发者可以独立实现客 户应用程序、或集成到已有办公软件、w e b 方式等，也可以购买第三方的 客户应用程序。其中客户应用程序为终端用户提供了可视化的任务列表管 理器，终端用户可以通过对任务列表管理器的简单操作就可实现与工作流 系统的人工交互，从而让工作流执行服务对工作流实例进行流程操作。同 时工作流服务还通过对用户任务列表操作来实现用户任务的分配和管理。 ( 3 ) 被调用的应用程序接口( 接口三) 此接口定义的主要目的是为提供工作流执行服务与外部应用程序之间 的调用接口。在工作流实例运行过程中，工作流管理系统可能会调用外部 的应用程序，比如文字处理软件，计算器等来协助或独立完成工作任务。 通过该接口，被调用的应用程序可以以本地调用或远程调用( r _ p c ，c o r b a 等形式) 的服务形式来进行访问。同时工作流系统开发者也可以实现以嵌入 的方式，独立开发外部插件来扩展工作流管理系统的功能。 ( 4 ) 与其他工作流服务交互的接口( 接口四) 此接口定义的主要目的是为不同工作流服务之间的交互提供通用接 口。在企业应用时，可能会涉及到不同的部门间工作流的交互问题，此类 接口主要是针对不同工作流产品之间的无缝信息传递而设计。其中涉及到 两个方面的问题：一方面是交互模型的确立，工作流引擎中的流程实例与 另外一个工作流引擎中的流程实例的执行关系，参考模型给出了四种不同 的通信模型：链状服务模型、网状的子过程模型、端对端的模型、并行同 哈尔滨工程大学硕士学位论文 步模型。另一方面是对不同的互操作模型。需要确定所需的互操作一致性 级别，工作流管理联盟共定义了八种级别。 ( 5 ) 管理和监控工作流接i z l ( 接口五) 此接口的主要目的是为工作流服务过程进行监控和管理而定义，在企 业的工作流服务运行过程中难免会出现流程问题或其它问题，而通过流程 监控接口可便于管理人员及时对错误进行处理以及维护工作流服务器的功 能，保证系统安全稳定地运行。 由上可知，工作流参考模型中对工作流管理系统的基本功能和主要模块 进行了详细的说明和划分，明确了工作流管理系统主体框架图和核心模块， 不但便于用户对市场上的工作流产品进行评价，也为工作流厂商提供了开 发和协作的基础，从而促进了工作流技术的发展，加快了工作流产品的应 用和普及，统一了工作流概念。 2 4 本章小结 本章主要讲解了工作流技术的起源、发展历程、目前国内国外工作流 技术的发展现状以及未来的发展趋势。同时也介绍了工作流管理联盟所定 义的工作流相关术语和工作流参考模型等基础理论知识，并详细介绍了工 作流管理系统所应具有的主要的功能模块和主体架构，这些基础知识是讨 论工作流技术、开发工作流管理系统的基础。 1 4 哈尔滨t 程大学硕士学位论文 第3 章w e bs e r v i c e 技术概述 3 1 分布式技术的发展 随着社会信息化加快，巨大的业务量使得单个计算机系统的处理能力 捉襟见肘，而大量分散的计算机却因其有限的用途，长期处于低利用率的 状态中而无法充分发挥其功能。因此人们需要一种有效地利用这些物理上 离散的计算机的技术，使其不但能解决人们对海量业务处理能力的需求， 也能节省生产成本，提高计算机系统的利用率。网络技术的引入让处于这 些地理位置上离散的计算机能够作为有效的信息处理单元而互联起来，形 成一个网络的、分布的、异构的和安全的分布式计算机系统，这种系统能 够实现跨操作系统，跨语言，通信安全、良好的协同性和互操作性等功能。 在这种情况下，分布式系统的概念就被提了出来，在面向过程的软件开发 时期，人们通常采用远程过程调用( r p c ) 的方式来实现。后来随着面向对象 技术和组件技术的发展，分布式对象技术孕育而生，成为继面向对象技术 之后软件开发领域的重大成果。 所谓的分布式对象计算技术，简单理解就是把原应用系统中的各子功 能按照面向对象的技术进行抽象封装，