（电路与系统专业论文）基于J2EE的工作流引擎设计与实现[电路与系统专业优秀论文].pdf

摘要 从【- 个1 1 1 ：纪9 0 年代以来，随着企业活动范围的不断扩大，企业 之间交往的吖i 断期1 深，j 一作流管理系统在企业中得到了广泛的应用， 帮助企业实现1 7 i 己的业务逻辑，规范企业的工作流程，极大地提高 j l ：作效率。l + 作流技术研究以及相关的产品的开发也进入了快速 发展阶段，j k - 多技术被集成进来，文件管理系统、数据库、电子邮 f t ：、i n t e r n e l 服务等郁l i 被容纳到工作流管理系统之中。工作流引擎 卜作流管理系统的核心部分。当前已经有不少商业化的和开源的工 作流筲；理系统，但大多存在扩展性差、与业务系统结合不灵活、没 有规范的接u 等缺点。基丁卜述问题，本文提出了基于j 2 e e 的工作 流引擎原型。 首先，介纠j 7 论文的研究背景，对国内外商业化及开源工作流引 擎进行j 7 分析和综述，闸述了论文的主要研究内容和总体结构。其 次，对一r 干1 ：流相关概念，参考模型，工作流技术的现状和发展等方 嘶作r 深入研究，较为完整的叙述了与工作流相关的概念和理论知 识。第二，闸述j 工作流模型和工作流建模的方法。着重讲解x p d l 接 j 1 规范的内容。第四，运用了面向对象技术和面向对象的设计 模式，设计j 7 卜作流模型的实现，以及x p d l 解析器，通过解析器 的工作，把x p d i ，的内容读取到引擎中，并由引擎执行。第五，工 作流引擎采用基于w i m c 的规范，核心部分直接对w f m c 规范的引 擎接口部分进行了继承和扩展，所有核一1 5 接口都有一个j a v a 实现类 相对飚，在。史现类巾实现了方法和属性、并作了一些扩展。实现了 1 ：作流引擎的基本功能如工作流过程的创建、挂起、继续等管理控 制功能和 一作流活动的顺序、发散、汇聚、同步等工作流活动模式。 最后，文啦研究j ，实现工作流引擎与业务系统集成的方法。 关键词：1 流引擎，f ：作流管理联盟规范，x m l 过程建模语言， 设训1 巧实现 a b s t r a c t a st h es c o p eo fb u s i n e s se x p a n d i n g ，r e l a t i o n sb e t w e e nc o r p o r a t i o n s d e e p e n i n g ，t h ew o r k f l o wm a n a g e m e n ts y s t e m ( w f m s ) h a sb e e na p p l i e d a b r o a di n c o ! p o r a t i o n s f r o ml9 9 0 s i tb e l p st h ec o r p o r a t i o nr e a l i z ei t s o v r lb u s i n e s s l o g i c ，n o r m a l i z e i t s w o r k i n gp r o c e s s a n dr a i s et h e w o r k i n ge f f i c i e n c yg r e a t l y r e s e a r c h e s o nw o r k f l o wt e c h n o l o g ya n d p r o d u c t sd e v e l o p m e n to f i th a v eb e e nd e v e l o p e dr a p i d l ya sw e l l m a n y t e c h n i q u e s h a v eb e e n i n t e g r a t e d i nw f m ss u c ha sd o c u m e n t m a n a g e m e n ts y s t e m ，d a t a b a s e ，e m a i l a n di n t e r n e ts e r v i c ee t c t h e w o r k t l o we n g i n ei st h ec o r eo faw f m s t h e r ea r em a n yc o m m e r c i a l a n d o p e n s o u r c ew f m sf o r t o d a y ，w h i l e m o s to ft h e m g e t s a m e d i s a d v a n t a g e s s u c ha sl o w e x p a n s i b i l i t y ，u n f l e x i b l y c o m b i n e dw i t h b u s i n e s ss y s t e ma n da t a c t i ci n t e r f a c e se t c t os o l v et h e s e sp r o b l e m s ，a p l o t o t y p co f w o r k f l o we n g i n eb a s e d0 1 1j 2 e ei sp r e s e n t e di nt h i sp a p e r i nt h e p a p er ，f i r s t ，b a c k g r o u n d o ft h er e s e a r c hi si n t r o d u c e d ，t h e a c t u a l i t yo fo p e ns o u r c ea n dc o m m e r c i a lw o r k f o l we n g i n ei nt h ew o r l di s a n a l y z e d a n ds u m m a r i z e d t h ec o n t e n to ft h e p a p e r a sw e l la st h e s t r u c t u r ea r ee x p a t i a t e d s e c o n d ，t h ec o n c e p t i o n sa n dr e f e r e n c em o d e lo f w o r k f l o w ，t h ep r e s e n t c o n d i t i o na n d d e v e l o p m e n t o ft h ew o r k f l o w t e c h n i q u ea r e r e s e a r c h e dd e e p l y c o r r e l a t i v ec o n c e p t i o n sa n dt h e o r e t i c s o fw o r k f l o wa r en a r r a t e d t h i r d ，m o d e la n dm e t h o do fm o d e l i n go f w o r k f l o wa r ed i s c u s s e d e m p h a s e si nc r i t e r i o no fi n t e r f a c e 1o fx p d l f o u r t h ，t h er e a l i z a t io do fw o r k f lo wm o d e la n dx p d l p a r s e ra r ed e s i g n e d u s i n go o a & o o d i n f o r m a t i o n s i nx p d la r er e a di n t ot h e e n g i n ef o r r u n n i n gb yt h ep a r s e i f if t h ，t h ec r i t e r i o no f w f m ci sa d o p t e d ，i m p o r t a n t p a r t s a r ei n h e r i t e da n de x p a n d e df r o mi n t e r f a c e so ft h ee n g i n e b a s e e d o nw f m cd i r e c t l y e v e r y k e r n e li n t e r f a c ei s c o r r e s p o n d e d t oaj a v a r e a l i z a t i o nc l a s s m e t h o d sa n dp r o p e r t i e sa r ed e s i g n e di nt h er e a l i z a t i o n c l a s s e sa n da r e e x p a n d e d a sw e l l t h er e a l i z a t i o n c l a s s e sr e a l i z et h e m e t h o d s p r e s c r i b e d b yw f m c ，e s p e c i a l l y t h e m a n a g e m e n t c o n t r o l i i f u n c t i o n ss u c h a s c r e a t i n g ，s u s p e n d i n g ，c o n t i n u i n g i nt h ew o r k f l o w p r o c e s s a n dt h e a c t i v i t yp a t t e r n s s u c ha s s e q u e n c e ，s p l i t ，j o i n a n d s v n c h r o n i z a t i o ni nw o r k f l o wa c t i v i t i e s ，t h a tm e a n st h eb a s i cf u n c t i o no f t h ew o r k f l o wi sr e a s z e d 。a tl a s t ，t h em e t h o dt oi n t e g r a t et h e w o r k f l o w a n dt h eb u s i n e s ss y s t e mi sd i s c u s s e d k e y w o r d s ：w o r k f l o we n g i n e w f m c 。x p d l ，d e s i g n & r e a l i z a t i o n i i i 1 1 课题背景 第一章绪论 1 1 1 工作流技术的来源和发展 工作流的概念起源于生产组织和办公自动化领域，提出的目的 是通过将1 二作分解成定义良好的任务、角色，按照一定的规则和过 程来执行这些任务并对它们进行监控，达到提高工作效率、降低生 产成本、提高企业生产经营管理水平和企业竞争力的目标。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益 成熟的基础上，于2 0 世纪8 0 年代中期发展起来的工作流技术为仓 业更好地实现这些经营目标提供了先进的手段。工作流技术一出现 马i ：就得到广泛的重视和研究。至今工作流管理技术已成功地运用 到图书馆、医院、保险公司、银行等行业，然而它更重要的应用还 是在工业领域，特别是制造业领域。 1 9 9 3 年，工作流管理联盟( 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 ， w f m c ) 的成立标志着工作流技术进入了相对成熟相对规范的阶段。 为了实现不同工作流之间的相互操作，w f m c 在工作流相关术语j 、 结构体系2 1 、应用程序接口 3 1 、管理拧制接e l f 4 1 、过程语言描述1 5 等 方面制定了一系列标准和规范。这些工作在很大程度上促进了工作 流技术的发展和工作流管理系统在企业中的应用。 目前，在全球范围内，对工作流的技术研究以及相关的产品开 发进入了更为繁荣的阶段，更多更新的技术被集成进来，文件管理 系统、数据库、电子邮件、i n t e r n e t 服务等都已被容纳到工作流管理 系统之中。工作流产品的市场每年以两位数字的速度迅猛增长。市 场上工作流产品发展迅速，据统计，1 9 9 7 年工作流产品的增长率超 过3 5 。作为支持企业经营过程重组( b u s i n e s s p r o c e s s r e e n g i n e e r i n g ，b p r ) 、经营过程自动化( b u s i n e s sp r o c e s sa u t o m a t i o n ， b p a ) 的一种手段，工作流技术的研究应用目益受到学术界与企业界 的重视。 1 1 2 工 乍流系统的传统分类 从技术角度来说，工作流管理系统综合了计算机科学和管理科 学多个领域的原理、方法和技术，集成这些领域不同的概念带来许 多挑战。像扩展性、可用性、可管理性、灵活行和安全性等企业应 用特征，对工作流管理系统提出了更高的设计要求。 1 根据不问应用场合分类1 6 1 ( 1 ) 生产式工作流( p r o d u c t i o nw o r k f l o w ) ：工作流产品的主要目的 就是管理大量相似的任务，优化生产效率。在生产式工作流中采用尽 可能多的自动化和线性化处理任务，对于异常的处理由人： 干预完 成。 ( 2 ) 管理式工作流( a d m i n i s t r a t i v ew o r k f l o w ) ：特点是容易定义流 程。流程定义通常用表单形式创建。 ( 3 ) 协同式工作流( c o l l a b o r a t i v ew o r k f l o w ) ：主要面向具有共同目 标的团队工作，有效的使用协同工作流支持团队工作被认为是各种企 业成功的关键。 ( 4 ) 专门式工作流( a d h o c w o r k f l o w ) ：a d h o e 工作流系统中， 用户能够快速容易地创建和修改流程定义，以适应应用环境。 2 根据底层实现技术分类【6 j ( 1 ) 以通讯为中心：以电子邮件为底层的通讯机制，通过邮件来完 成工作流执行中的消息传递，数据分发与事件通知。 ( 2 1 以文档为中心：以共享文件的方式来完成任务，同外界应用交 互能力有限，主要应用于电子文档在相关人员之间的传递，以便不同 的人进行处理和审阅。 ( 3 ) 以过程为中心：应用于生产型工作流，一般建立在数据库之上， 用自己专用通讯机制并提供同外部交互的接口。工作流过程由一系 列任务节点组成，各个节点按照各自的规则把数据发送到其他节点， 而数据的值作为活动推进的控制条件。 3 根据工作流系统采用的任务项传递机制不同分类 ( 1 ) 基于消息的工作流系统【4 门：以前主要利用电子邮件来传递文档 消息，现在开始出现了利用消息中问件作为任务消息的可靠传递。 ( 2 ) 基于群件开发的工作流系统：代表性的产品有i b m 的l o t u s n o t e s ，n o v e l l 的g r o u p w i s e 。 ( 3 ) 基于w e b 的工作流系统1 8 j ：通过w e b 服务器来完成任务的协 同处理。许多开源和商业工作流是基于t o m c a tw e b 服务器和j b o s s 、 w e b l o g i c 、w e b s p e r e 等应用服务器的，是目前工作流管理系统领域中 发展最为迅猛的一个方向。 ( 4 ) 基于c o r b a 的工作流系统p j ：可分布式工作流系统的另外一 种实现，已经有了基于c o r b a 的工作流管理的实现。 1 1 3 工作流研究现状 从 ：个世纪9 0 年代，特别是成立了工作流管理联盟以来，工作 流技术越来越受到人们的关注，其产品也得到了广泛的应用。国外 许多研究机构，大学及开发商提出了不同解决方案，较著名的有i b m a l m a d e n的基于持久消息队列的分布式工作流系统 e x o t i c a f m q m i l “1 i i ；佐治亚大学设计的具有自适应能力的工作流系 统m e t e o r i6 、1 1 】；基于分布式主动数据库技术的w i d e t 】等。业界已 有的商业工作流系统有i b m 的m q s e r i e sw o r k f l o w ，a c t i o n 公司的 w e t r o ，f i l e n e t 公司的v i s u a l 、o r k f l o 等，工作流产品市场在国外已 经成为1 t 应用市场中最活跃的部分之一。 虽然国内信息化建设进程相对滞后，管理水平还没有达到国外 当前水平，整个工作流产品还处于起步阶段，但已经有了不少基于 工作流的项目在成功实施，国内一些先进的软件平台企业也推出了 具有自己特色的工作流产品。可以预见，随着国内信息产业的发展 和企业技术的进步，国内工作流应用系统的市场前景将是光明的。 1 1 4 选题意义 作为计算机支持的协同t 作( c s c w ) 研究的一个重要方向，工作 流管理系统的主要t ：1 标是通过调用有关的信息资源与人力资源来协 调业务过程中的各个环节，使之按照一定的顺序依次进行，从而实 现业务过程的自动化。它从全局的角度来管理完成企业的业务日标， 从而可以较高地提高企业的运行效率，及时发现和解决业务流程执 行过程巾出现的问题，有关的决策者更可以及时、迅速地了解任务 的执行过程和进度。 目前大多数工作流系统都存在一些不足，如工作流产品之间缺 乏统一的标准；技术本身不很成熟；工作流管理系统实现比较复杂； 不同系统之间的无缝互操作还不完善等。而工作流产品则有的可控 制性不强，如基于邮件的工作流产品；有的又过于庞大，象基于 c o r b a 的工作流产品，并且国内很少有采用c o r b a 的计算机环境， 实践性、可应用性不强。目前基于j 2 e e 的技术有着强大的商业计算 能力，又被大多数公司所接受。基于此，b e a w e b l o g i c 推出了自己 基于j 2 e e 的专有工作流产品，但与w f m c 不兼容，因此在国内应用 的案例还不多见。 基于上述考虑，本课题主要进行以卜研究： ( 1 )研究w f m c 工作流引擎的结构特点与实现技术，包括工作 流过程建模方法的探讨等。 ( 2 ) 研究基于j 2 e e 的开发体系，实现引擎功能在j 2 e e 的实现。 ( 3 ) 研究工作流引擎如何支撑w e b 业务逻辑，做到引擎的通用性。 本文的研究工作将为基于j 2 e e 的工作流管理系统在企业中的应 用研究提供一条新的思路。 1 2 课题研究内容及本文结构安排 本项目重点针对工作流引擎的实现进行研究。该工作流引擎将 遵循w f m c 规范并作适当扩展；利用j 2 e e 技术分布式计算能力，把 工作流引擎设计成一个跨平台、可分布式的引擎。采用工作流控制 逻辑和上层w e b 业务处理逻辑分离的设计方式，做到与多个w e b 应 用进行较好的结合。 第一章绪论。介绍论文研究的背景，并对国内外、商业、开源 的工作流引擎进行分析和综述。 第二章工作流标准和现状。研究与分析工作流相关概念，参考 模型，工作流技术的现状和发展等，叙述工作流技术的基本原理。 第三章工作流模型及工作流建模。分析x p d l 接口1 规范，遵 照工作流管理联盟提出的x p d l ( 基于x m l 过程描述语言) ，使用 d o m 4 j 对x m l 数据进行解析，实现引擎对工作流过程模型的读取 功能。 第四章工作流引擎设计与实现。设计遵循w f m c 规范的工作流 引擎，使之实现基本过程类、活动类、资源类、过程管理者类等引擎 基础实现类以及顺序、分支、汇聚等基本工作流模式。 第五章工作流管理系统与业务系统的结合。主要研究如何实现 t 作流引擎与业务系统集成的方法。 结语总结全文及对今后工作的展单。 2 1 工作流概述 2 1 1 工作流定义 第二章工作流标准和现状 根据w f m c 的定义，工作流( w o r k f l o w ) 就是自动运作的业务 过程部分或整体，表现为参与者对文件、信息或任务按照规程采取 行动，并令其在参与者之问传递【l2 。简单地说，工作流就是一系列 相互衔接、自动进行的业务活动或任务。如果将整个业务过程看作 是一条河，其中流过的就是工作流。 从t 作流定义中可以看出，工作流是经营过程的一个计算机实 现，而工作流管理系统【1 2 j 贝u 是这一实现的软件环境。使用：【：作流作 为经营过程的实现技术首先要求。t ：作流系统能够反映经营过程的以 卜几个问题，即经营过程是什么( 由哪蝼活动、任务组成，也就是 结构上的定义) 、怎么做( 活动问的执行条件、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( 人或计算机应用程 序，也就是组织角色的定义) 、做得怎样( 通过工作流管理系统对执 行过程进行监控) 。图2 1 给出了一个称为工作流伞的示意图，反映 了工作流覆盖的经营过程范围与对应的j ：作流研究领域。 经营过程定义l 工作流蛮施 经营过程重组1 工作流皇动他 j 在企业应用中，工作流经常与经营过程重组相联系，完成对一 个组织( 或机构) 中核心经营过程( 或者称为关键经营过程) 的建 模、评价分析和操作的实施【l3 l 。虽然并非所有的b p r 都需要采用：l ： 作流的方式实施，但是，工作流技术通常是实施b p r 的一个较好方 法，凶为工作流提供了经营过程逻辑与其信息支撑系统的分离，辫： 实现了应用逻辑和过程逻辑的分离，这种方式在企业进行实际应用 时具有显著的优点。它可以在不修改具体功能模块实现方式( 硬件 环境、操作系统、数据库系统、编程语言、应用开发_ t 具、用户界 面等) 的情况下，通过修改( 重新定义) 过程模型来改进系统性能， 实现对生产经营过程部分或全部地集成管理，有效地把人、信息和 应用工具合理地组织在一起，提高软件的重用率，发挥系统的最大 效能。 2 1 2 工作流的技术优势和适用范围 工作流管理的日的是根据预定目标，找到合适的方法和手段来 优化工作流程。其在食业的应用会给企业带来巨大的效益。采用工 作流管理将使企业改变传统的按照功能来配置人员的组织结构，变 成按照氽业要实现的主要业务流程来配置组织结构，这样可以大大 缩短主要业务过程的处理时问，提高对市场的响应能力。组织结构 的改变将大大减少在企业内部不必要的物料、信息的传递时间。当 然，整个企业组织结构的调整首先需要调整传统的以部门组织生产、 人员从属于某个部门的做法，变成以项目组织生产和人员的工作方 法。一个人可能同时从属于多个项口。 1 企业应用工作流管理系统主要技术优势 f 1 1 提高企业管理的规范化程度。 ( 2 ) 更好的与上卜游企业形成快速响应市场的供应链网络。 f 3 ) 降低业务过程的整个处理时问，如在办公自动化环境中，通过 更好地规划工作流程，并行执行相互独立的活动，减少文档传递过 程中不必要的中间状态等方法来降低文档传递和临时储存时间。 ( 4 ) 降低管理成本，如避免不必要的重复工作，提高工作效率。 f 5 1 改进t 作质量，如自动提供为完成某个任务所需要的相关信 息。 ( 6 ) 在： 作人员之间更好地均衡负荷，如在工作人员缺勤的情况 下，自动地柔性分配潜伏人员。 ( 7 ) 通过在工作流模型中加入可预计的故障处理策略来提高系统 的柔性。 ( 8 ) 在工作流的基础上改进控制策略，降低相应的控制成本，如通 过监控1 二作流执行状态，利用分析和控制工具来进行优化控制。 ( 9 ) 通过对已经完成的工作流实例的分析，找出存在的不足，进而 不断改进工作流程。 ( 1 0 ) 使工作内容更加丰富， ：且提高工作人员的业务能力，减 少工作人员进行单调乏味并且一卜分耗时的文档查找工作。 2 工作流技术可以应用于以卜一些领域并发挥晕要作用。 ( 1 ) 并行工程：工作流技术可以很好地用于产品开发过程的建模和 管理，它也可以作为产品协同设计、产品设计中的冲突协调、产品 数据管理与流程控制的支撑系统。在这一领域的应用中，需要增强 工作流对产品数据及其相关集成文档的描述能力，并且需要在工作 流技术融入c s c w 的技术和方法。 ( 2 ) 敏捷制造：工作流管理系统可以作为企业间信息集成的使用工 具，基于w e b 和基于邮件方式的工作流管理系统可以为企业灵活地 组建动态联盟和实现信息交换发挥重要作用。在这一应用领域中， 要充分考虑广域网环境下系统之间信息传递的可靠性问题，以及不 同工作流系统之间的互操作和重构问题。 ( 3 ) 供应链管理：工作流管理技术可以较好的用于实现供应链建模 和管理功能，结合工作流仿真和优化技术，还可以用于进行企业分 销体系的优化。 f 4 1 企业经营过程重组：这是。r 作流技术应用的主要领域。虽然t 作流管理为系统的重构提供了必要的手段，但是要真正实现企业经 营过程的快速重组，企业的应用系统需要按照组件的方式进行构建 或改造，而且对应用组件的粒度要求应该与过程重组所需的灵活性 相匹配。即灵活性要求较高，应用组件的粒度应该越小。 f 5 1 企业建模与系统集成：以工作流过程为核心，从功能、信息、 组织与资源视图为辅助手段研究集成化的企业建模方法，并开发相 应的集成化企业建模工具。在进行这方面的研究工作时，要重点解 决不同视图模型之问的集成问题和模型的致性问题，在此基础上， 可以建立以工作流管理系统为基础的集成平台和集成框架软件，从 而实现方便、快捷、灵活的应用系统集成。 工作流技术综合了计算机科学和管理科学中诸多研究领域的原 理、方法和技术，如：数据库管理、面向对象技术、c s 技术、汇编 语言、图形化用户界面、系统集成、消息传递、文档管理、仿真等 等。近年来，企业对过程建模、b p r 工具、敏捷制造、并行工程的 需要为工作流技术的应用提供了一个广阔的市场，使工作流产品得 以迅速发展。同时，工作流产品供应不断将信息技术、w e b 技术等 研究中的最新研究成果应用于自己的产品开发中，促进了它的普及 应用。虽然目前的工作流产品还存在很多问题，但是随着工作流技 术的进一步发展，它必将在提高企业的效率和竞争力，使企业更好 地适应市场变化等方面起到举足轻重的作用。 2 2 工作流参考模型 2 2 1 工作流管理系统功能 根据w f m c 的定义，工作流管理系统( w o r k f l o wm a n a g e m e n t s y s t e m ，w f m s ) 是一个软件系统，它完成：i _ = 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，工作流管理系统是指运行在一个或多个工作流引擎上用 于定义、实现和管理工作流运行的一套软件系统，它与工作流执行 者( 人、应用) 交互，推进工作流实例的执行，并监控工作流的运 行状态。 虽然不同的工作流管理系统具有不同的应用范围和不同的实施 方式，但它们具有很多共同的特性。概括地说，工作流管理系统提 供了3 种功能( 见图2 2 ) ： ( 1 1 建市阶段的功能：主要考虑工作流过程和相关活动的定义 和建模功能。 ( 2 ) 运行阶段的控制功能：在一定的运行环境下，执行工作流过程， 并完成每个过程中活动的排序和调度功能。 ( 3 ) 运行阶段的人机交互功能：实现各种活动执行过程中用户与l t 应用工具之间的交互。 2 2 2 工作流参考模型 陶2 - 2 工作流管理系统的特性 图2 3 给出了w f m c 提出的工作流参考模型1 2 j 。参考模型描 述了工作流管理系统结构中主要的模块以及模块之间的接口。工 作流执行服务器周围的接口是w a p i ( w o r k f l o wa p i s ) ，通过这 些接口可以访问工作流系统的服务，还可以与其他系统组件f n j 进 行交互。w f m c 定义的5 类接口的功能： 接口1 ：过程定义交换接口，定义了过程模型的互换格式和读写 操作； 接口2 ：客户端函数接口，约定所有客户应用与工作流服务之间 的功能操作方式； 接口3 ：应用程序接口，工作流机和直接调用的应用程序之间的 直接接u ； 接口4 ：互操作接口，定义不同工作流管理系统之间的信息交互； 接l _ _ i5 ：系统管理与监控接口，实现对工作流的管理和监控。 图2 - 3 工作流参考模型 过程定义工具：以计算机能处理的形式进行过程定义，现在 的大多数过程定义工具采用了图形方式，过程设计者通过绘图方 式来创建过程模型，最后输出一个x p d l 文件9 有的过程定义工 具还有分析、检测功能，帮助设计者设计出良好的过程模型。 工作流执行服务：由一个或多个工作流引擎组成，提供过程 实例的执行，为活动进行导航，与外界资源交互完成各项活动， 维护控制数据和相关数据等功能。 工作流客户端应用：提供用户操作工作流管理系统分配来的任务， 由工作流任务表管理器和任务操作共同完成。工作流任务表管理 器是一个软件模块，负责管理工作漉的任务表，并完成与工作流 参与者的交互操作。 工作流引擎直接调用应用：在工作流任务执行过程中，一些 不需要人员参与的活动会直接润用一些应用。在简单的情况下， 工作流引擎使用过程模型中定义的活动信息、应用程序类型，所 需要的数据来激活外都应用程序；在复杂的情况下采用工具代理 的方式。工具代理与工作流引擎之间通过专用集成接口来完成数 据交换和消息传递。 系统管理和蠊控工具：对工作流在整个组织内的流动状况进 行监控，并提供一系列管理功能，实现安全性、过程控制、授权 等操作。典型的功能范闱包括用户管理、角色管理、临控管理、 资源管理、过程监控管理。具体如：过程模型的实例化，启动、 挂起、恢复、终止过程实例；管理正在执行的过程实例等。 2 2 3 工作流实现模型 1 工作流管理系统的组成部分 图2 4 为w f m c 提出的工作流参考模型的体系结构图。这个参考 模型的体系结构给出了抽象的工作流管理系统的功能组成部件和接 口，它能够满足工作流管理系统和产品应该具有的主要功能，可为 实现工作流产品之间的互操作提供公共的基础。从图2 4 可以看出， 工作流管理系统主要由三部分组成1 2 i ： ( 1 ) 软件构件：完成工作流管理系统不同组成部分功能的实现，包 括过程建模：l 具，工作流引擎，任务表管理器和用户界面； ( 2 ) 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，包括过程定义，组织角色模型数据，工作流控制数据，工 作流相关数据，任务表； f 3 1 应用与应用数据：对于工作流管理系统来说，它们不是工作流 管理系统的组成部分，而是属于外部系统和数据，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，如被工作流管理系统 调用的外部应用以及这些应用操作的数据。 2 工作流实现模型各个模块说明 ( 1 ) 过程建模( 定义) 工具：过程建模工具( p r o c e s sd e f i n i t i o n t 0 0 1 ) 被用来创建计算机可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，也可以是简单地规定用户间信息 传输的一组路由命令。 ( 2 ) 组织角色模型：包含了组织结构和组织中角色的信息。这 些信息往往与流程定义信息紧密相关。 f 3 ) 工作流执行系统和工作流引擎：工作流执行系统 0 ，c 2 获得托肯，任务b 被执行；若x a c t i v e ：活动正在执行中。 a c t i v e - - i n a c t i v e ：活动在运行中出现异常，重新回到就 绪状态 a c t i v e - - c o m p l e t e d ：活动顺利执行 图4 - 5 工作流活动的状态转化 r e s u i t s i g n a t u r e ：埘a 静 w f p r a c e s e m g r l m p i o 4 1 h o w _ m a n y _ p r o c e s s o g e t _ i t e r a t e r _ p r o c e s s o e t _ s e q u e n c e _ p m c e s s o i 钆m e m e r _ o f _ p r o c e s s o 协o c e s s m g r _ s t a t e 0 s e t j r o c e s s _ m g r _ s t a t e o n a m e o d e s c n p t i o n o c a t e g o n o e r s i o n0 c o n t e x t _ s i g n a t u r e o 铆e s u l l ! ；l g n a t u r e 0 c r e a t e _ p r e c e s e o 图4 1 0 过程管理炎 w f p r o c e s s l m p l e ：过程实现类，用于执行商业业务流程的实体。基本 方法包括一魑过程的基本操作，以及对一些过程状态、上下文、结 果等属性的存取接口。过程建立的时候与请求者相关联，在请求者 创建过程实例的时候初始化上下文。过程状态发生改变时，由审计 系统产生日志信息。一个过程包括一系列活动，对应子各令过程执 行的步骤。一个过程模型包括一个活动集合和各个活动之间的执行 顺序上的逻辑关系。 过程实现类 图4 1 1 ) 中几个重要方法： r l 、w f p r o c e s s i m p l ( ) ：过程的实例化。设置一些基本属性的值，接 着为活动创建一个h a s h m a p 类型的数据结构，为容纳活动开辟 一个内存空间。最后是初始化过程的上下文。 f 2 1s t a r t ( ) ：启动工作流过程。首先初始化相关属性的值，然后调用 c h a n g es t a t e ( ) 设置过程状态，最后是调用r u n ( ) 方法。 f 3 1s e tp r o c e s sc o n t e x t ( ) ：设置过程的卜 卜文。 f 4 1 r e s u l t ( ) ：从工作流过程中返回结果。 f 5 1r u n ( ) ：工作流过程的执行。得到第一个活动( 起始活动) ，并 能通过i t e r a t o r 遍历整个过程的活动。找到活动后就可以执行活动。 、聊妒r o c e s s i m p , t w f p r o c e s s l m 口i o a b o r t o e l i t e r a t o r _ h i s t o r y o e l s e q u e n c e _ h i s t o r y o n o 忆c l o s e d o h o w _ m a n y _ h i s t o r y o i s m e m b e r _ o f h i s t or y o r e s u m e o s e l p r o c e s sc o n t e x t o s u s p e n d 0 喳i _ = m i n a t e ( ) 图4 - 1 l 过程实现类 w f a c t i v i t y l m p l e ：活动实现类( 见图4 1 2 ) 代表过程执行中的一个 步骤或一个子过程( s u b f l o w ) 。它本身提供对自身执行状态的控制和 对活动属性的存取接口。活动的状态与过程的状态密切相关：过程 暂停，活动也要暂停。如果活动执行的是以子过程执行来实现的话， 则活动的上下文信息要记录现在正在执行的子过程的上下文，活动 的属性初始化依据所属过程的属性而来。活动和过程实例状态的转 换都从父类w f e x c e t i o n o b j e c t i m p l 继承而来。 w t a c t i v i t y t m p l a b o a o q c o m p l e t e o 4 1 c o n t a i n e r o g e t _ a c t i v i t i e s _ i n _ s t a t e o g e t _ i t e r a t o r _ a s s i g n m e n t o g e t _ i t e r a t o r _ h i s t o w o ! g e t _ i t e r a t o r _ p e r f o r m e r o g e t , i t e r a t o r _ s t e p o g e ts e q u e r l c e _ a s s i g n m e n t o 。 g e l s e q u e n c e _ h i s t o r y 0 g e t _ s e q u e n c e _ p e f f o r m e r o g e t ：s e q u e n c e s t e p o 图4 1 2 活动实现类 关键方法： s t a r t a c t i v i t y ( ) ：启动活动。根据活动类型的不同，调用不同的 活动类型方法。下面是部分代码( 仅显示重要步骤) 。 s w i t c h ( t y p e ) c a s ea c t i v i t y a c t i v i t y t y p e r o u t e ：路l | j 类型活动 t h i sf i n i s h ( t ) ；4 t 么都不执行，育接调用“完成” c r s ea c t i v i t ya c t i v i t y t y p e _ 5 o 人工活动 t h i sr u n n o ( ) ； c a s ea c t i v i t y a c t i v i t y t y p e t o o l ：t o o l s 类型 t h i sr u n t o o l ( t ) ； f i n i s h ( t ) ； c a s ea c u v i t y a c t i v i t y t y p e s u b f l o w ：子过程类型 s t a r t s u b f l o w t h r e a d 2 t h r e a dc u r r e n t t h r e a d ( ) ； t h i sr u n s u b f i o w ( t ) ；开始一个子过程 s t a r t s u b f t o w t h r e a d = n u l l ； c a s ea c t i v i t ya c t i v i t y t y p e b l o c k ：块活动， t h i sr u n b l o c k ( t ) ；遗留的类型，w f v l c 建议用s u b f l o w 代替。 人： 类型活动 p r o t e c t e dv o i dr u n n 0 0t h r o w sb a s e e x c e p t i o n ，c a n n o t s t a r t 说明：人一 活动，由参与者执行；引擎不需要执行额外的操作。 t o o l s 娄型 p r o t e c t e d v o i d r u n t o o l ( s h a r k t r a n s a c t i o nt ) t o o l a g e n t g e n e r a l e x c e p t i o n ( c h a n g e s t a t e ( t ，w o r k f l o w c o n s t a n t ss t a t e 4 5 t h r o w s b a s e e x c e p t i o n ， c a n n o t s t a r t o p e n r u n n i n g ) ； t o o l a g e n t m a n a g e rt a m = 设置工具代理； t a me x e c u t e a c t i v i t y ( t h i s ) ；通过工具代理来肩动外部应用 s u b f l o w 活动类型 p r o t e c t e dv o i dr u n s u b f l o w 0 t h r o w sb a s e e x c e p t i o n ，t o o l a g e n t g e n e r a l e x c e p t l o n s u b f l o w s u b f l o w 2 9 e t a c t i v i t y d e f i n i t i o n ( t ) g e t s u b f l o w o ； i f ( s u b f o w = = n u l l ) f 如果子过程为空，返回 子过程自有属性 w f p r o c e s s m g r 】m g r s ； w f p r o c e s s m g rm g r ； w f p r o c e s $ s u b p r o c ： s t r i n gs b f l w p k g m w i t h v e r s i o n s t r i n gs b f l w p k g l d ； s t r i n gs b f l w p k g v e r s i o n ； s t r i n gs b f l w p r o c l d ； s b f l w p k g l d = 得到子过程的包l d ， s b f l w p k g v e r s i o n = 得到子过程的包版本号， s b f t w p r o c l d - 得到子过程的唯一i d ， s t r i n gp m g r n a m e = 得到子过程的过程管理者的标识 m g r = g e t