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东北大学硕士学位论文 摘要 e _ c o m p 系统中建模技术的研究与建模工具的实现 摘要 w e b 服务的出现给企业电子商务应用带来了前所未有的商机，使得电子商 务正朝着基于互操作的w e b 服务方向前进。i n t e r n e t 为我们提供了可供访问的 大量的w e b 服务，这些服务间常常是孤立的，彼此间没什么联系，各自完成一 定的功能，如何把已有的w e b 服务组合成增值服务以完成新的功能成为当前研 究的焦点。 w e b 服务组合的建模与传统工作流系统的建模有很大的相似性，其主要目 的都是要实现一个新的功能。w e b 服务经过建模过程最终生成个组合服务， 而工作流建模形成的是企业的一个业务流程。二者在本质上是一致的，然而却 存在着定的差别，如何利用比较成熟的工作流建模技术去实现w e b 服务组合 模型的建立正是本文要解决的问题。 本文主要讨论w e b 服务组合系统( e c o m p ) 的一个重要模块一流程建模， 浚模块主要研究过程模型的建立和w e b 服务的选取。我们采用传统的活动网络 图方法进行过程模型的建立并进行了适当地扩充，提出了一些服务选取的方法 和策略，最后生成了一个简化的建模工具。 关键词w e b 服务u d d i w s f l 工作流模型w e b 服务组合服务分类 服务引用服务选取 东北大学硕士学位论文a b s t r a c t t h er e s e a r c ho f m o d e l i n gt e c h n o l o g y a n dt h e i m p l e m e n t a t i o n o f m o d e l i n g t o o li ne c o m p a b s t r a c t t h ea p p e a r a n c eo fw e bs e r v i c eh a sb r o u g h te n t e r p r i s e s e - c o m m e r c ea p p l i c a t i o n s g r e a t b u s i n e s sc h a n c e st h a tw e r e i m p o s s i b l e i nt h e p a s t ，a n d m a k ee c o m m e r c e d e v e l o p p i n g i nt h el i g h to f i n t e m p e r a t i o n - b a s e dw e b s e r v i c e h l t e m e tp r o v i d e su sw i t ha g r e a td e a lo fa v a i l a b l ew e bs e r v i c e s b u tt h e s es e r v i c e s a r ea l w a y ss e l f - g o v e r n e da n d i m p l e m e n tt h es p e c i a lf u n c t i o n st h a th a v el i t t l e r e l a t i o n sw i t he a c ho t h e rh o wt om a k e u s eo fe x i s t e dw e bs e r v i c e st oc o m p o s ev a l u e a d d e ds e r v i c et h a th a san e wf u n c t i o ni s n o wt h ef o e u so fc u r r e n tr e s e a r c h t h em o d d i n go fw e bs e r v i c e c o m p o s i t i o n h a s g r e a tc o m p a r a b i l i t y t ot h a to f t r a d i t i o n a lw o r k f l o ws y s t e m t h e i rm a i np u r p o s e sa r eb o t ht oi m p l e m e n tan e w f u n c t i o n a r e r t h e p r o c e s s o f m o d e l i n g s e v e r a l w e bs e r v i c e sa l ec o m p o s e d o f a n e ws e r v i c e ，w h i l e t r a d i t i o n a lw o r k f l o wm o d e l i n gp r o d u c e sab u s i n e s sp m c e s s t h et w om o d e l i n gp r o c e s s e s a r ec o n s i s t e n ti nn a t u r e b u tt h e ys t i l lh a v es o m ek i n do fd i f f e r e n c e s h o wt ou s et h e m a t u r e rw o r k f l o wm o d e l i n gt e c h n o l o g yt oi m p l e m e n tt h ef o u i l d a t i o no fc o m p o s i t i o n s e r v i c em o d e li sj u s tt h et o p i co f t h i st h e s i s t h i st h e s i sm a i n l yd i s c u s s e ss e r v i c em o d e l i n gt h a ti sa ni m p o r t a n tm o d u l eo fw e b s e r v i c ec o m p o s i t i o ns y s t e m ( e _ c o m p ) w ea d o p tt r a d i t i o n a la c t i v i t yn e t w o r kd i a g r a m t h a ti se x t e n d e dp r o p e r l yt os e tu pp r o c e s sm o d e l ，a n dp r o p o s es o m em e t h o d sa n d s t r a t e g i e s ，a n df i n a l l ym a k e a s i m p l em o d e l i n g t 0 0 1 k e yw o r d s w e bs e r v i c e ，u d d i ，w s f l ，w o r f l o w m o d e l ，w e bs e r v i c ec o m p o s i t i o n ， s e r v i c ec l a s s i f i c a t i o n ，s e r v i c er e f e r e n c e ，s e r v i c es e l e c t i o n 1 1 1 声明 本人声明所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中 取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果，也不包含本人为获得其他学位而使用过的 材料。与我一同工作的同志，对本研究所作的任何贡献均已在论文 中作了明确地说明并表示谢意。 本人签名：也啦匙 日期：2 0 0 4 年1 月 东北大学硕士学位论文 第一章引言 1 1 问题的提出 第一章引言 w e b 服务的出现给企业电子商务应用带来了前所未有的商机，通过使用w e b 服务，企业能够用以前不可能的方式通过抽象和混合将自身的电子商务组件化。 当一个企业的核心竞争力被组件化之后，那么这些核心竞争力就能够很方便地在 不同企业之间共享，同时架构跨企业的电子商务应用，形成商务w e b 。 电子商务正朝着基于互操作的w e b 服务方向前进，在w e b 服务模型中，所有 企业都使用w e b 服务动态地彼此互操作f 3 q ，个企业中的服务自发地决定与另一 个企业的服务相结合，这些服务使用某些公共传输协议( 如h t t p ) 和消息形式( 如 s o a p ) 来交换消息，从而实现彼此间的通讯。 目前，企业对企业的应用集成主要是把单块的企业软件进行改装而取得所需 要的解决方案。但是这种紧密结合的解决方案的灵活性很差。当商务的需求改 变时，很难改装这种集成配置去解决新的问题，今天，企业无需在企业内部网、 外部网和因特网做应用集成时再为这种情况而担忧，原因是动态电子商务为企业 提供了商务流程、客户和厂商系统动态延伸和连接的功能。w e b 服务技术是动态 电子商务的基础。应用w e b 服务，企业可以很容易地集成新的应用程序，连接各 种各样的商务流程和增值销售商来达到其商务目的。动态电子商务是下一代电子 商务，它来源于企业业务流程的过程重组。用w e b 服务实现动态电子商务是目前 的主流，它可以从整体规划的角度让我们体会流动的商务。同时它把开发人员从 着眼于w e b 服务技术细节转向以全局的角度自如调用w 曲服务。在流模型中， w e b 服务成为一个个小小的、独立的棋子。 随着w e b 服务技术的不断发展，越来越多的企业和组织都想利用这种新技术 来寻找新客户、供应流和新服务来完成他们自己的商务过程。i n t e r n e t 为我们提供 了可供访问的大量的w e b 服务，这些服务间常常是孤立的，彼此间没什么联系， 各自完成一定的功能，单个的某个服务对于企业进行商务活动是没什么意义的 企业需要的是对一组服务根据需要重新组合成自己的商业流程，即如何把各自独 立自治的服务组合成集成的增值服务以完成新的功能，这就是所谓的服务组合问 题s e r v i c ec o m p o s i t i o n ( 也可翻译成服务合成或服务组装) ，正是有了这种组合， w e b 服务世界力变得多姿多彩。 服务组合可以缩短开发新应用的时间和精力，使得开发新应用就像汽车的部 件组装一样容易，组合而成的服务还可以作为新的服务发布出去，其本身又可以 作为下一次组合的成员对象，这就是递归组合的概念。递归组合提供一种将来自 不同提供者的服务聚集到单个解决方案的方法。例如，一个服务提供者可能提供 东北大学硕士擘位论丈第一章引言 一个购买订单w e b 服务，它实际上是一个由许多不同的服务提供者( 为完成诸如 信用卡认证，物流等任务) 提供的w e b 服务的集合体。从最终用户的角度来看， 他看到的是购买订单服务，而不是这个服务背后所进行的其它事情。 为了组合不同的w e b 服务生成一个新的服务，各成员服务必须按一定的顺序 协调执行，形成一个工作流程，然后作为新服务发布出去，于是便引出了w e b 服 务工作流。w e b 服务工作流技术涉及最新的w e b 服务技术和已经有一定发展的工 作流技术，如何把这一新一老的技术融合在一起已成为当前研究的热门课题。 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自动化的核心技术。对企业利用工 作流方法进行业务过程的建模和深入分析不仅可以规范化企业的业务流程，发现 业务流程中不合理的环节，进而对企业的业务过程进行优化重组，雨且所建立的 业务过程模型本身就是对企业非常重要的知识库和规则库，可以成为指导企业实 施计算机信息管理系统的模型。 工作流管理技术作为一种过程建模和过程管理的核心技术，可以与其它应用 系统有效地结合，生成符合企业需求的各种业务应用系统，如办公自动化系统、 项目管理软件、p d m 系统、客户关系管理系统、供应链管理系统等。这些采用工 作流技术作为核心开发的业务管理系统的擐大特点，也是这些系统与普通的应用 软件系统的最大差别是它们具有高度的灵活性，可以按照企业的具体需求，快 速灵活地生成应用软件系统，并且在客户业务过程发生变化时，迅速地进行重组 来满足客户需求。正是由于工作流这种高度灵活、快速组装的特点，才使得w e b 服务的组合有了生机，利用工作流相关技术来操作、组合、管理和监控w e b 服务 引起了业界广泛的关注。 1 2 研究背景及本文解决的主要问题 由于w e b 服务通常是自治异构的，连接和协调它们以形成集成的服务往往是 一项复杂、耗时的低级编程工作。目前对于w e b 服务的应用都是由程序员手动编 写代码实现的，虽然说w e b 服务是已经编制好的部署在i n t e m e t 上的编程组件，给 程序员的编程带来了方便，但在实际中，程序员( 服务请求者) 通常先要通过u d d i 注册中心查找符合需要的w e b 服务，然后从服务提供者获取服务调用规范文档 w s d l ，从而与服务提供者绑定，调用服务，这一系列活动都是通过人来实现的， 当需要调用很多w e b 服务时也是相当麻烦的事，更不要说组合服务工作流了，因 此编程人员需要种工具或平台可以帮助他们自动或半自动的实现对各种w e b 服 务的查找、调用和组合。形成新的商业逻辑应用，从而简化开发应用程序的复杂 程度。 为了支持信息系统的集成，可以把信息系统拆分成各个具有独立功能的模块， 然后分三个步骤集成： 东北大学硕士学位论文第一章引言 1 把各拆散的模块重新包装成特殊的w e b 服务； 2 组装各w e b 服务； 3 发布新服务或系统。 我们的定位就是第二个步骤，做一个组装w 曲服务的工具_ e c o m p ，用户可 以用它进行业务过程的建模和执行，类似于一个简化的工作流管理系统。 在工作流概念下实现业务过程集成与业务过程自动化的集成机制是通过定义 不同任务之间的相互关系的工作流模型( 也称为过程模型) 来实现的。一个好的 工作流模型是工作流管理系统的运行基础。在w e b 服务的环境下，工作流定义机 制必须能够对各种复杂情况控制自如，使得各种服务可以在一定条件下组合起来。 其中的难点就是创造一种能够迅速和精确定义w e b 服务工作流过程模型的方法， 而且这种方法绝不能使控制逻辑变得过分复杂，以至于增加大量开销而无法实现。 本篇论文主要研究的是如何建立一个可执行的w 曲服务工作流模型，如何把 工作流的建模技术应用到w e b 服务组合中去，提出了一种在w e b 服务环境下的建 模方法。并做了一个简化的建模工具。 本篇论文共分六章，第一章讨论了组合w e b 服务的必要性，同时介绍了论文 的相关背景以及解决的主要问题；第二章介绍了组装w e b 服务的相关技术，包括 w 西服务技术、工作流技术以及w e b 服务组合概述；第三章介绍了e c o m p 系统 的总体设计；第四章研究了建模技术：第五章讨论了建模工具的设计与实现：第 六章为结束语。 东北大学硕士学位论文第二章研究基础 第二章研究基础 本章主要的研究涉及到w e b 服务、工作流技术和w c b 服务组合技术。下面分 别给予简单地说明和介绍。 2 1w e b 服务技术概述 w e b 服务( w e bs e r v i c e ) 是一个崭新的名词，现在当我们去浏览各大主流技术论 坛时，各大主要技术的提供者无一不在关注和推动w e b 服务的发展。w e b 服务的 出现验证了一个事实：w e b 服务作为一个平台，它的优势不但体现在提供信息上， 还体现在提供服务上。这里所说的w e b 服务不同于搜索引擎或网上交易之类的服 务，而是指在网络上发布的应用程序，网络上的其他应用程序可以访问、使用它 们并集成为更大的应用程序。w e b 服务的出现预示着一种新的应用程序架构的出 现。w e b 服务是下一代的w w w ，其发展非常迅速，这个新规范的构建模块仅仅 才出现了几个月，就已经对设计、开发和部署基于w e b 的应用产生了巨大的影响， 软件产业的巨头和i n t e r n e t 时代的软件新贵们已经开始了在这个领域新一轮的竞 争。 2 1 1 为什么需要w e b 服务 随着w e b 应用、b 2 b 电子商务的不断发展，人们越来越倾向于通过i n t e r n e t 来发现新客户、供应流、新服务等各种商机，因此各种组织和商业实体都果断的 将其业务模式转移到i n t e r n e t 上。然而现在各种不同企业的应用在各方面都存在着 很大差异，如开发语言不同，部署平台不同，通信协议也可能不同，对外交换的 数据格式也有很大差异，因此这些应用即使很好的部署在i n t e m e t 上也很难实现互 操作。 如何解决语言差异、平台差异、协议差异、数据差异所带来的高代价的系统 集成，就是这个问题的关键。1 9 9 8 年开始发展的x m l 及其相关技术以及近期开 始蓬勃发展的w e b 服务技术正是针对这一问题的最佳解决方案。x m l w e b 服务的 主要目标就是在现有的各种异构平台的基础上构筑一个通用的平台无关、技术无 关的技术层，各种不同平台之上的应用依靠这个技术层来实施彼此的连接和集成。 技术为商业服务，任何脱离商业需求的“新”技术毫无用武之地。为了实施 企业门户、网上连锁店、供应链、提供a s p ( a p p l i c a t i o ns e r v e rp r o v i d e r ) 服务等应 用，企业由自己的r r 部门执行或外包给软件公司，一旦应用部署之后，由于商务 东北大学硕士学位论文 第二章研究基础 环境和商务需求的不断改进和变化，不可避免的要对它们进行修订、更新。信息 化、电子化的企业必须面临这些经常性的应用更新。 面对这样的挑战有两种解决方案： 1 复杂系统对接的解决方案 这是一种“独立解决方案”，即对于每个应用都是为每个需要的企业资源和外 部资源编写连接代码，以使得应用得以运行。每个应用都有其自己特有的基础架 构，其部署、更改和维护代价很高，不能方便的继承、扩展。它们都是基于复杂 连接的、不具备良好集成能力的应用开发模式，都是通过程序代码实现复杂连接 用户、电子商务应用以及其他信息系统的。这样的实现方式无法有效的解决经常 发生的电子商务流程的更改而触发的大额费用，也无法有效的解决各类用户的定 制需求。 2 w e b 服务和商业w e b 的解决方案 对于电子商务而言，传统的由程序员主导的由里向外的开发模式应当被由用 户主导的由外向里的开发模式取代。冗长的、串行的开发循环应该被即时的、快 速的应用装配所取代，天生具备高可定制性。w e b 服务的使用将改变目前的开发 模式和应用部署的费用规模。各种w e b 服务分别实现了一定的电子商务功能，通 过将各种电子商务的w e b 服务进行组合和集成以创建动态的电子商务应用。w e b 服务能统一的封装信息、行为、数据表现以及商务流程，无需考虑应用所在的环 境是使用何种系统和设备。在w e b 商务中，w e b 服务是一种无需购买并部署的组 件这种组件是被一次部署到i n t e r n e t 中，然后到处可用的一种新型组件，所有应 用只要能够连入i n t e m e t 就可以使用和集成w e b 服务。通过采用w e b 服务，开发 的代价显著降低了，程序员无需与多种平台进行交互，只需与一种组件进行交互， 即w e b 服务。通过采用w e b 服务，部署和集成的费用大大降低，流程的更改也无 需更改大量代码，随着新的w e b 服务技术，如w s d l u d d i w s f l 的大量使用， w e b 服务在运行时进行动态装配成为现实，同时每个应用甚至可以应用户的需要 而实时装配。 在w e b 服务诞生之前，已经有多种分布计算技术，像微软的d c o m ( d i s t r i b u t e d c o m p o n e n to b j e c tm o d e l 、o b j e c tm a n a g e m e n tg r o u p 的c o r b a ( c o m m o no b j e c t r e q u e s tb r o k e ra r c h i t e c t u r e 以及s u n 公司的r m i ( r e m o t e m e t h o di n v o c a t i o n ) ， 这些分布式对象模型被称为分布应用程序逻辑。运用这些系统结构，虽然服务放 在远程系统上，开发人员仍然可以像原来本机编程那样维护和丰富应用程序的功 能。 但这种系统的问题是不能扩展到i n t e m e t ，因为该体系的基础是服务器上的客 户端和服务器的紧密联结。这意味着两者必须是同质的基础体系，但也就常常意 昧着这种系统是非常脆弱的，如果有任何一端接口发生变化，另一端程序必然就 会被中断。举个例子，如果服务器应用程序的接口改变了，那么客户端也将会失 效。 东北大学硕士学位论文 第二章研究基础 相反，w e b 服务的联接非常松散。这就意味者你可以在联接的任何一端任意改 变接口，而应用程序可以不受影响地照常工作。从技术上说，这主要是由于使用 了拥有稳固性能的基于消息的异步技术，如像h t t p 、s m t p 等w e b 标准协议。而 且最重要的是，x m l 可以帮助实现其通用性。 消息系统将通信的基本单元打包进自描述的、运用于网络通信层的包( 被称做 消息) 。消息系统和分布式对象系统的关键区别在于，发送者需要对接收者的系统 了解多少。使用分布式的对象系统，发送者需要帮助接收者考虑许多问题，比如 应用程序将如何激活和卸载、调用的是什么接口等等。而消息系统在通讯层上达 成协议。发送者只需考虑的是接收者能够知道信息正被发送。发送方不需要了解 一旦消息被收到后将会如何处理，也不需要对发送方和接收方之间作任何考虑。 w e b 服务的诞生不是偶然的，是i n t e m e t 以及相关技术发展的定程度的产物。 自从有了i n t e r n e t ，h t t p 协议就广为使用，其简单性、可靠陛、通用性使得依靠它的 网页可以流行在各种平台上。x i v l l 语言的诞生使得信息传输可以脱离平台、程序语 言的限制，为网络上各种系统的“对话”提供了- - f l “国际化的语言”。s o a p 协议 为服务的请求、消息的格式定义了简单的规则，并得到了各大系统软件提供商的支持。 这一切好像都是在为一种新的分布计算环境做铺垫，w e b 服务( 或类似技术) 的出现 似乎成了一件早晚必然发生的事情。 2 1 2 什么是w e b 服务 关于什么是w e b 服务，有很多定义，如w e bs e r v i c e 是自包含的、模块化的应 用程序，它可以在网络( 通常为w e b ) 中被描述、发布、查找以及调用；w e bs e r v i c e 是基于网络的、分布式的模块化组件，它执行特定的任务，遵守具体的技术规范 这些规范使得w e bs e r v i c e 能与其他兼容的组件进行互操作；所谓w e b 服务，它是 指由企业发布的完成其特别商务需求的在线应用服务，其他公司或应用软件能够 通过i n t e m e t 来访问并使用这项应用服务，等等。各种定义虽然不尽相同，但基本 内容都是相同的，应该具备以下特征： w e b 服务是可复用的软件模块。基于组件的模型允许开发者复用其他人创建 的代码模块，组成或扩展它们，形成新的软件。 w e b 服务可以通过i n t e m e t 访问，因此必须可以在线发布、查找、调用。 完好的封装性，对于使用者只能看到其功能列表，具备面向对象的特征。 这些软件模块是松散耦合的，w e b 服务实现的任何变更对使用者透明。 2 1 3w e b 服务的体系架构 w e bs e r v i c e s 是指整个架构w e b 服务的技术框架，比如就包括x m l w s d l 东北大学硕士学位论文 第二章研究基础 s o a p u d d i 等；w e bs e r v i c e 是指使用w e bs e r v i c e s 而构架出来的w e b 服务实例。 w e b 服务的一个主要思想就是未来的应用将由一组应用了网络的服务组合而 成。只要两个等同的服务使用统一标准和中性的方法在网络上宣传自己，那么从 理论上说，一个应用程序就可以根据价格或者性能的标准，从两个彼此竞争的服 务之中选出一个。除此之外，一些服务允许在机器之间复制，因而可以通过把有 用的服务复制到本地储存库，来提高允许运行在特定的计算机上的应用程序的性 能。 w e bs e r v i c e s 体系结构是面向对象分析与设计( o o a d ) 的一种合理发展 ( 1 0 百c a le v o l u t i o n ) ，同时也是电子商务解决方案中面向体系结构、设计、实现与 部署而采用的组件化的合理发展( 1 0 9 i c a le v o l u t i o no f c o m p o n e n t sg e a r e dt o w a r d st h e a r c h i t e c t u r e ，d e s i g n ，i m p l e m e n t a t i o n ，a n dd e p l o y m e n to fe b u s i n e s ss o l u t i o n s ) 。这两种 方式在复杂的大型系统中经受住了考验。和面向对象系统一样，封装、消息传递、 动态绑定、服务描述和查询也是w e bs e r v i c e s 中的基本概念，而且，w e bs e r v i c e s 另外一个基本概念就是：所有东西都是服务，这些服务发布一个a p i 供网络中的 其他服务使用，并且封装了实现细节。 下面我们就来看一下w e bs e r v i c e s 的体系结构一面向服务的体系结构( s 0 a ) 。 图2 1w e b 服务体系结构 f i g 2 1w e bs e r v i c c sa r c h i t e c t u r e s o a 结构中共有三种角色： 1 服务提供者s e r v i c ep r o v i d e r ：发布自己的服务，并且对使用自身服务的请 求进行响应。 2 服务代理或服务注册中心s e r v i c eb r o k e r ：注册已经发布的s e r v i c ep r o v i d e r ， 对其进行分类，并提供搜索服务。 3 服务请求者s e r v i c er e q u e s t e r ：利用s e r v i c e b r o k e r 查找所需的服务，然后使 用该服务。 在这些角色之间使用了三种操作： 1 p u b l i s h 操作：使s e r v i c e p r o v i d e r 可以向s e r v i c e b r o k e r 注册自己的功能及访 问接口。 2 f i n d 操作：使s e r v i c er e q u e s t e r 可以通过s e r v i c eb r o k e r 查找特定种类的服务。 东北大学硕士学位论文第二章研究基础 3 b i n d 操作：使s e r v i c er e q u e s t e r 能够真正使用s e r v i c e p r o v i d e r 提供的服务。 服务描述和服务实现是分离的，这使得s e r v i c er e q u e s t e r 可以在s e r v i c ep r o v i d e r 的一个具体实现( i m p l e m e n t a t i o n ) 正处于开发阶段、部署阶段或完成( e x e c u t i o n ) 阶段时，对其( 具体实现) 进行绑定。 2 1 4w e b 服务相关技术规范 w e b 服务充分利用了现有的网络技术、标准或协议，并在必要的时候增加了一些 新的技术或标准。图2 2 展示整个w e b 服务的技术体系。 w e bs e p c i c e c o m p o s i t i o n ： 8 p e l 4 w sx l a n g 拈p u 。b 。l i c 州a t i o n 。a 。n 。d ，l w s f le t c s e r v i c ed e s c l i p t l o n1 8 y e r w s d ll “ y ”。z m i 。 热。搿# i o l x m l m e s s a g i n gl a y , m + ：s 。 p i l t r a n a p 。ni a y e r ：h t t p ，s m t p f t p ，e l c i 幽2 2w e b 服务的技术架构 f i g 2 2 w e bs e r v i c e t e c h n o l o g yf r a m e w o r k 下面就对其中的主要技术做一个简单的介绍。 1 x m l _ 一w 曲服务的基石 x m l ( 可扩展标记语言) 是一种新的i n t e m e t 上的数据交换标准，弥补h t m l 作为网络标准语言的不足。x m l 是面向内容的，更多的反映文档的内容和和逻辑 结构信息，其标记可扩展；x m l 文档可以提供更多的关于内容的模式信息；x m l 着重描述的是w e b 页面的内容，从更深层次地看，描述的是i n t e m e t 上的共享交换 的内容( 3 0 。 x m l 和h t m l 有着本质的不同：具体说就是x m l 比h t m l 提供了更多的对 于内容和结构的说明和限制的机制使得存储、查询、管理x m l 文档相对而言更 容易。总之，x m l 使用一个简单而又灵活的标准格式，为基于w e b 的应用提供了 一个描述数据和交换数据的有效手段。h t m l 描述了显示全球数据的通用方法， 而x m l 提供了直接描述处理全球数据的通用方法。 x m l 作为一种新的i n t e r n e t 上的数据交换标准，其应用范围从早先的w e b 信 息描述。发展到后来的数据交换的开放标准，乃至目前的服务集成和服务交互的 开放技术，x m l 已经成为开放环境下数据描述信息的标准技术。在w e b 服务的时 代，全部的规范、技术都是以x m l 为底层核心和构架的基础。对于w e b 服务而 言，无论是w 曲服务的调用( s o a p ) 、w 曲服务界面的描述( w s d l ) 还是w e b 服 务的发现( u d d i ) ，都是使用x m l 作为信息描述和交换的标准手段。 东北大学硕士学位论文 第二章研究基础 2 s o a p w 曲服务的调用 s o a p ( 简单对象访问协议) 是一种基于x m l 的不依赖传输协议的表示层协 议，用来在应用程序之间方便地以对象的形式交换数据。在s o a p 的下层，可以 是h t t p h t t p ，也可以是s m t p p o p 3 ，还可以是为些应用而专门设计的特殊 的通信协议f j 。 s o a p 以x m l 形式提供了一个简单、轻量的用于在分散或分布环境中交换结 构化和类型信息的机制。s o a p 本身并没有定义任何应用程序语义，如编程模型或 特定语义的实现；实际上，它通过提供一个有标准组件的包模型和在模块中进行 数据编码的机制，定义了一个简单的表示应用程序语义的机制，这使s o a p 能够 用于从消息传递到r p c 的各种系统。 s o a p 规范主要由三部分组成： s o a p 信封( e n v e l o p ) ，它构造定义了一个整体的s o a p 消息表示框架，可 用于表示消息中的内容是什么，是谁发送的，谁应当接受并处理它，以及这些处 理操作是可选的还是必须的等。 s o a p 编码规则( e n c o d i n gr u l e s ) ，定义了一个数据的编码机制，通过这样一 个编码机制来定义应用程序中需要使用的数据类型，并可用于交换由这些应用程 序定义的数据类型所衍生的实例。例如可能应订单服务的需要，使用s o a p 编码 规则定义了订单的数据类型，并可以在订单生成的客户端与订单服务之间交换订 单实例。 s o a pr p c 表示( r p cr e p r e s e n t a t i o n ) ，定义了一个用于表示远端过程调用 和响应的约定，例如如何使用h t t p 或s m t p 协议与s o a p 绑定，如何传输过程 调用，在具体传输协议的哪个部分传输过程响应，如我们可以在h t t p 响应的时 候传递过程响应。 3 ，w s d l w e b 服务描述语言 随着通信协议和消息格式在w e b 中的标准化，以某种格式化的方法描述通信 变得越来越重要，其实现的可能性也越来越大，用w s d l 定义的一套x m l 语法 描述的网络服务方式满足了这种需求。w s d l 把网络服务定义成一个能交换消息 的通信端点集。w s d l 服务为分布式系统提供了帮助文档，同时该服务也可作为 自动实现应用间通信的解决方案p 。 一个w s d l 文档将服务定义为个网络端点的集合，或者端口的集合。在 w s d l 里，端点及消息的抽象定义与它们具体的网络实现和数据格式绑定是分离 的。这样就可以重用这些抽象定义：消息，需要交换的数据的抽象描述；端口类 型，操作的抽象集合。针对一个特定端口类型的具体协议和数据格式规范构成一 个可重用的绑定。一个端口定义成网络地址和可重用绑定的联接，端口的集合定 义为服务。因此，一个w s d l 文档在定义网络服务时使用如下的元素： 类型：使用某种类型系统( 如x s d ) 定义数据类型。 消息：通信数据抽象的有类型的定义。 东北大学硕士学位论文第二章研究基础 操作：服务支持的动作的抽象描述。 端口类型：一个操作的抽象集合，该操作由一个或多个端点支持。 绑定：针对一个特定端口类型的具体的协议规范和数据格式规范。 端口：一个单一的端点，定义成一个绑定和一个网络地址的联接。 服务：相关的端点的集合。 4 u d d i - - w e b 服务的统一描述发现集成 u d d i 是一套基于w e b 的、分布式的、为w e bs e r v i c e 提供的、信息注册中心 的实现标准规范，同时也包含一组使企业能将自身提供的w e bs e r v i c e 注册，以使 别的企业能够发现的访问协议的实现标准。 u d d i 的核心组件是u d d i 商业注册，它使用个x m l 文档来描述企业及其 提供的w e bs e r v i c e 。从概念上来说，u d d ! 商业注册所提供的信息包含三个部分： 白页( w h i t ep a g e ) ：包括了地址、联系方法和已知的企业标识。 黄页( y e l l o wp a g e ) ：包括了基于标准分类法的行业类别。 绿页( g r e e np a g e ) ：包括了关于该企业所提供的w e bs e r v i c e 的技术信息。其形 式可能是些指向文件或u r l 的指针，而这些文件或u r l 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 d i 商业注册中心。通过使用u d d i 的发现服务，企业可以单独注册那些希望被别的企业发现的自身提供的w e b 服务。 企业可以通过u d d i 商业注册中心的w e b 界面，或使用实现了“u d d ip r o g r a m m e r s a p i 标准”所描述的编程接口的工具，将信息加入到u d d i 的商业注册中心。u d d i 商业注册中心在逻辑上是集中的，在物理上是分布式的，由多个根节点组成，相 互之间按一定规则进行数据同步。当一个企业在u d d i 商业注册中心的一个实例 中实施注册后，其注册信息会被自动复割到其他u d d i 根节点。于是就能被任何 希望发现这些w e b 服务的人所发现【3 ”。 5 w s f l k x l a n g 、b p e l 4 w s w e b 服务流程描述语言 w s f l w e bs e r v i c ef l o wl a n g u a g e ( w s f l ) 是描述w e bs e r v i c e 合成的x m l 语言，其 特点是支持图形化的流程。它考虑两类w e b 服务合成：第一种是使用模式的w e b 服务合成，描述怎样实现一个特定的业务流程目标，称为流模型，它把各组成 服务提供的功能函数按特定序列来编排以完成新的功能，执行顺序是通过服务 间的控制和数据流来决定的：第二种是交互模式的w e b 服务合成，描述参与者 间的交互，即描述了各组成服务彼此间是如何交互操作的。它通过服务接口之 间的连接来实现，一个服务接口的一个操作可能与另一个服务接i ：3 的某个探作 交互。由于这种交互的分散性，因此也把第二种合成模式称为全局模型【1 ”。 x l a n g x l a n g 是微软的商务流程定义语言，用于b i z t a l k 的业务模型，该语言是 可运行e a i 的n e t 组件。b i z t a l k 编制( b i z t a 墩o r c h e s t r a t i o n ) 是工作流引 东北大学硕士学位论丈 第二章研究基础 擎，b i z t a l k 编制设计器( b i z t a l ko r c h e s t r a t i o nd e s i g n e r ) 是基于x l a n g 的可 视化业务流程模型工具。x l a n g 的一个突出特点就是结构化够造，通过结构化 的块状结构( 如s e q u e n c e 、s w i t c h 、w h i l e 等) 来表示各组成服务间的流程关系。 b p e l 4 w s 商业流程执行语言b p e i a w s ( 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 ef o rw e b s e r v i c e ) 是专为整合w e b 服务而制定的一项规范标准。它从本质上来说是i b m 的w s f l 和m i c r o s o f t 的x l a n g 的结合物，允许使用块结构和图形结构混合的 流程模型，用变得复杂的代价获得了语言丰富的表现力，目前已经成为业界标 准。b p e i a w s 描述业务流程的方式有两种。第一种是可执行业务流程，它可以 模拟业务交互中的参与者的实际行为。第二种是不可执行的抽象流程，也叫业 务协议流程，它使用流程描述来指定涉及协议的每一方能相互看到的消息交换 行为，但并不公开他们的内部行为”。 6 语义w 曲服务 语义w e b 服务是针对传统w e b 服务缺乏语义描述的缺陷而提出来的一种解 决方案。缺乏语义描述的w e b 服务只适合于人而不适合机器的理解，语义w e b 服务的目的就是让机器去理解w e b 服务的描述信息，从而实现服务的自动发现、 自动调用、自动合成和自动交互。它采用一种叫做d a m l s ( ad a r p aa g e n t m a r k u pl a n g u a g ef o rs e r v i c e ) ”1 的标记内容和语义的语言对w e b 服务、用户喜好 和代理程序进行描述，用人工智能的相关知识进行知识推理和规则演绎，从而 实现这些自动的过程。 2 2 工作流技术概述 工作流是针对企业日常活动中具有的固定程序或常规活动而提出的一个概 念，通过将业务活动分解成定义良好的任务、角色、规则和过程来完成业务过程 的执行和监控，达到提高生产组织水平和工作效率的目的。工作流管理系统的最 大优点就是将应用逻辑与过程逻辑分离，在不修改具体任务功能的情况下，通过 修改业务过程模型来改变业务过程功能，为企业更好地实现经营目标提供了先进 的手段。 2 2 1 工作流定义 不同的研究者和工作流产品供应商从不同的角度给出了工作流的定义，以下给 出几个具有代表性的定义 2 9 1 。 工作流管理联盟( w f m c ) 给出的工作流定义是：工作流是一类能够完全或部分 自动执行的经营过程，它根据一系列过程规则、文档、信息或任务能够在不同的 东北走学硕士学位论文第二章研究基础 执行者之间进行传递与执行。 g e o r g a k o p o u l o s 给出的工作流定义是：工作流是将一组任务组织起来完成某个 经营过程。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来完成，还可以由一个或多个人与 软件系统协作完成。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 务的同步和信息流的传递。 以上的这些工作流的定义基本上都是用非形式化语言对工作流所进行的描述， 虽然表达方式略有不同，但是基本上都说明这样一个问题，即工作流是经营过程 的一个计算机化实现，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。 图2 3 给出了一个称为工作流伞【29 】的示意图，反映了工作流覆盖的经营过程的 范围与对应的工作流研究领域。 图2 3 工作流伞 f i g 2 3w o r k f l o wu m b r e l l a 在实际情况中可以更广泛地把凡是由计算机软件系统( 工作流管理系统) 控制 其执行的过程都称为工作流。 2 2 2 工作流管理系统 在明确了工作流基本概念之后，下面介绍什么叫工作流管理系统。w f m 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。 通常，工作流管理系统指运行在一个或多个称为工