胡杰+胡欣宇

摘 要：針對企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)URAP平臺與工作流系統(tǒng)集成中的數(shù)據(jù)通信問題，文中采用基于數(shù)據(jù)交換中間件技術(shù)的系統(tǒng)通信方法，降低系統(tǒng)之間通信的復(fù)雜度，提高整合系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換能力，有效解決了URAP系統(tǒng)與工作流整合后引起的無法通信問題，避免了集成對原URAP系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的破壞和代碼的入侵。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)中間件；工作流；組件；URAP

中圖分類號：TP391 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-1302（2017）03-00-03

0 引 言

工作流技術(shù)指“業(yè)務(wù)過程的部分或整體在計算機應(yīng)用環(huán)境下的自動化”。是對工作流程及其各操作步驟之間業(yè)務(wù)規(guī)則的抽象、概括描述，主要用于分析、模擬、定義以及操作實現(xiàn)企業(yè)的業(yè)務(wù)過程，是實現(xiàn)企業(yè)業(yè)務(wù)過程管理和控制、過程集成、過程重組的核心技術(shù)，為實現(xiàn)某個業(yè)務(wù)目標(biāo)，在多個參與者之間利用計算機按某種預(yù)定規(guī)則自動傳遞。其主要特點是使工作處理過程自動化、整合化、智能化，使人以及各種應(yīng)用工具之間相互協(xié)調(diào)工作，實現(xiàn)數(shù)據(jù)整合和數(shù)據(jù)統(tǒng)計，消除信息孤島，在恰當(dāng)?shù)臅r間執(zhí)行正確的操作[1-4]。但目前的工作流產(chǎn)品還不能獨立應(yīng)用于企業(yè)，只有與相應(yīng)的應(yīng)用系統(tǒng)相結(jié)合，才能發(fā)揮更好的作用。當(dāng)下應(yīng)用系統(tǒng)的差異性和多樣性使得工作流系統(tǒng)和應(yīng)用系統(tǒng)難以實現(xiàn)平滑整合，往往因為方法不當(dāng)導(dǎo)致系統(tǒng)高耦合，容易造成對原系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的破壞，降低了系統(tǒng)的靈活性和可擴展性，增加了維護難度[5]。

文獻[6]提出了基于AOP工作流系統(tǒng)和企業(yè)信息系統(tǒng)的集成方法，通過采用AOP技術(shù)，避免了在集成過程中對企業(yè)原有應(yīng)用系統(tǒng)的侵入，提高了應(yīng)用系統(tǒng)的重用性。文獻[7]提出了基于IoC模式的工作流與應(yīng)用系統(tǒng)的集成方法，通過IoC容器轉(zhuǎn)移組件間的依賴，在運行時動態(tài)注入，需要改變依賴時只需修改依賴關(guān)系描述文件，減少了硬編碼數(shù)量，極大地提高了組件的重用，使整個系統(tǒng)的靈活性和可擴展性大大提高。

通用資源應(yīng)用平臺（Universal Resources Application Platform，URAP）基礎(chǔ)業(yè)務(wù)平臺是一個符合MVC模型的面向知識工程的多層服務(wù)構(gòu)架的應(yīng)用框架，是為解決應(yīng)用軟件開發(fā)過程中軟件過程管理問題，軟件質(zhì)量問題，資源積累問題和軟件集成問題，并為提高軟件開發(fā)質(zhì)量、軟件開發(fā)效率，以便快速形成應(yīng)用系統(tǒng)，使軟件開發(fā)過程中的各關(guān)鍵部分標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、可視化而建立的一套軟件基礎(chǔ)設(shè)施。隨著企業(yè)的快速發(fā)展，迫切需要對業(yè)務(wù)流程進行有效控制和管理，目前，工作流技術(shù)是實現(xiàn)企業(yè)業(yè)務(wù)過程管理和控制、過程集成、過程重組且應(yīng)用最廣泛、最高效的核心技術(shù)。

參考文獻[5-7]中提出的集成方法主要針對具體的企業(yè)信息應(yīng)用平臺，但對于特定通信方式的應(yīng)用系統(tǒng)，直接嵌入工作流系統(tǒng)將導(dǎo)致系統(tǒng)間數(shù)據(jù)無法交互的問題出現(xiàn)，很難實現(xiàn)平滑通信。本文采用嵌入式集成模式實現(xiàn)工作流系統(tǒng)與URAP平臺的集成，針對集成后系統(tǒng)間無法通信的問題，提出了一種基于數(shù)據(jù)交互中間件實現(xiàn)系統(tǒng)之間通信的方法，該方法對系統(tǒng)間交換數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)進行了封裝，并采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)傳輸格式，提供了一種系統(tǒng)間數(shù)據(jù)交換的機制。

1 系統(tǒng)集成模式問題分析

根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)和工作流管理系統(tǒng)的關(guān)系，目前可以將工作流管理系統(tǒng)分為嵌入式系統(tǒng)和自治式系統(tǒng)兩大類。嵌入式工作流系統(tǒng)將工作流系統(tǒng)嵌入在應(yīng)用程序中，通過應(yīng)用程序調(diào)用WAPI（Workflow API）來實現(xiàn)流程控制，是流程控制和管理模塊的基礎(chǔ)構(gòu)件[8]；自治式工作流系統(tǒng)具有獨立的數(shù)據(jù)庫（DB）和消息中間件機制，將應(yīng)用系統(tǒng)中所有的業(yè)務(wù)處理功能作為外部應(yīng)用來調(diào)用。

在自治式工作流系統(tǒng)集成模式中，在工作流系統(tǒng)與業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的交互方式上，工作流引擎直接調(diào)用外部業(yè)務(wù)應(yīng)用提供遠程接口（如基于RMI，Web Service的業(yè)務(wù)接口），以遠程調(diào)用方式提供WAPI[9，10]。自治式工作流系統(tǒng)的集成模式如圖1所示。工作流引擎通過流程中的設(shè)定代理觸發(fā)調(diào)用應(yīng)用系統(tǒng)，應(yīng)用系統(tǒng)通過WAPI訪問和驅(qū)動工作流引擎。

自治式工作流系統(tǒng)自身就是一個單獨的應(yīng)用系統(tǒng)，如果不基于某個中間件技術(shù)，自治式工作流引擎必須自己實現(xiàn)網(wǎng)路通信處理、多線程同步等服務(wù)端技術(shù)，實現(xiàn)的技術(shù)復(fù)雜、成本高，集成能力受到代理方式的限制。結(jié)合自治式工作流系統(tǒng)集成模式自身的缺點和URAP平臺自身的特點，本文采用嵌入式工作流系統(tǒng)集成模式。

嵌入式工作流引擎部署在應(yīng)用系統(tǒng)中，不能單獨運行，它作為應(yīng)用系統(tǒng)的組件，用于控制企業(yè)流程的執(zhí)行順序和流程狀態(tài)等，因此通過調(diào)用本地方法實現(xiàn)工作流集成，如圖2所示。

（1） 組件擴展：通過調(diào)用工作流接口實現(xiàn)流程驅(qū)動并由流程組件擴展原有業(yè)務(wù)組件。顯示組件訪問特定流程組件，實現(xiàn)對已有系統(tǒng)增加工作流管理的功能。

（2） 工作流擴展：業(yè)務(wù)組件為工作流擴展中的最小功能點，由工作流引擎直接驅(qū)動工作流代理的流程組件。顯示層組件直接訪問工作流接口，適合面向流程的應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)。

這兩種擴展方式各有其優(yōu)缺點，組件擴展適合業(yè)務(wù)組件不能確保都滿足工作流原子的事務(wù)約定，而工作流擴展適合于設(shè)計按照工作流標(biāo)準(zhǔn)組織（WfMC）制定的標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)。

針對URAP系統(tǒng)的特點采用嵌入式工作流系統(tǒng)集成模式組件擴展的方式，將工作流集成到URAP系統(tǒng)中，集成過程通過數(shù)據(jù)交換中間件實現(xiàn)系統(tǒng)之間的平滑通信，實現(xiàn)流程控制的自動化，支持企業(yè)定制和快速實施。

2 數(shù)據(jù)交換中間件技術(shù)研究與實現(xiàn)

2.1 數(shù)據(jù)交換中間件技術(shù)分析與研究

數(shù)據(jù)中間件是信息系統(tǒng)平臺中用于封裝及組織數(shù)據(jù)的組件，用于應(yīng)用系統(tǒng)內(nèi)各層之間以及各應(yīng)用系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸及交換[11]。Udata是URAP平臺和工作流系統(tǒng)采用的統(tǒng)一數(shù)據(jù)傳輸結(jié)構(gòu)。該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對系統(tǒng)間交換數(shù)據(jù)的格式進行了封裝，為程序間數(shù)據(jù)交換提供了一種機制和標(biāo)準(zhǔn)，是應(yīng)用平臺與工作流系統(tǒng)運作的通信基礎(chǔ)；系統(tǒng)自動實現(xiàn)封包解包工作，完全屏蔽了底層數(shù)據(jù)的交換細節(jié)，開發(fā)人員不用關(guān)心具體的數(shù)據(jù)交換機制，只需把精力集中于業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的組織，這樣便實現(xiàn)了數(shù)據(jù)交換的模塊化和靈活性。JSP前端頁面與Service后臺應(yīng)用間交互、后臺應(yīng)用之間數(shù)據(jù)交互均采用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為Udata的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)交換，如圖3所示。

一個Udata由屬性區(qū)和若干數(shù)據(jù)塊區(qū)（UdBlock）組成，在屬性區(qū)可以設(shè)置Udata的相關(guān)屬性。每個數(shù)據(jù)塊區(qū)（UdBlock）相當(dāng)于一個按行列組織的二維數(shù)組，以行號和列名為關(guān)鍵字檢索數(shù)據(jù)。每個數(shù)據(jù)塊的列信息由獨立的UdColumn對象描述。每個數(shù)據(jù)塊有自己的屬性區(qū)，可以設(shè)置該塊的屬性信息。數(shù)據(jù)交換中間件由標(biāo)準(zhǔn)屬性區(qū)、擴展屬性區(qū)及數(shù)據(jù)塊集合區(qū)構(gòu)成。標(biāo)準(zhǔn)屬性區(qū)以鍵/值對形式存放數(shù)據(jù)集的標(biāo)準(zhǔn)屬性，只有統(tǒng)一信息系統(tǒng)平臺定義的數(shù)據(jù)集標(biāo)準(zhǔn)屬性才能存放在標(biāo)準(zhǔn)屬性區(qū)，用戶自定義屬性（即擴展屬性）無法存放在該區(qū)中；擴展屬性區(qū)以鍵/值對形式存放用戶自定義的擴展屬性；數(shù)據(jù)塊集合區(qū)，存放數(shù)據(jù)塊集合。

數(shù)據(jù)交互中間件結(jié)構(gòu)圖如圖4所示。

數(shù)據(jù)塊是數(shù)據(jù)交換中間件中用于組織類似表結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的單元，數(shù)據(jù)塊由標(biāo)準(zhǔn)屬性區(qū)、擴展屬性區(qū)、列定義區(qū)及數(shù)據(jù)區(qū)構(gòu)成。標(biāo)準(zhǔn)屬性區(qū)以鍵/值對形式存放數(shù)據(jù)集的標(biāo)準(zhǔn)屬性，只有統(tǒng)一信息系統(tǒng)平臺定義的數(shù)據(jù)塊標(biāo)準(zhǔn)屬性才能存放在標(biāo)準(zhǔn)屬性區(qū)，用戶自定義屬性（即擴展屬性）無法存放在該區(qū)中； 擴展屬性區(qū)，以鍵/值對形式存放用戶自定義的擴展屬性； 列定義區(qū)，存放數(shù)據(jù)列定義集合； 數(shù)據(jù)區(qū)，存放數(shù)據(jù)行（即具體的數(shù)據(jù)）集合。

2.2 數(shù)據(jù)交換中間件的實現(xiàn)

Udata主要包含Udata、UdBlock、UdBlockMeta和UdColumn四個對象，對象間的相互關(guān)系為：一個Udata對象包含若干個UdBlock對象；一個UdBlock對象代表一個數(shù)據(jù)塊。其中包含一個UdBlockMeta對象用以描述該數(shù)據(jù)塊中相關(guān)數(shù)據(jù)的列信息；包含一個list對象描述該數(shù)據(jù)塊中的所有數(shù)據(jù)。list中的每一行數(shù)據(jù)以Map結(jié)構(gòu)表示；一個UdBlockMeta對象代表列的集合。用以描述UdBlock對象對應(yīng)的數(shù)據(jù)塊的所有列信息。其中包含若干個UdColumn對象；一個UdColumn對象代表一個列。用以描述數(shù)據(jù)塊的具體列信息。

根據(jù)Udata數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的特點，平臺采用三段式規(guī)則對一個數(shù)據(jù)進行存取、傳輸和解析：blockId-rowNum-columnName（指定塊名-指定行號-指定列名） 。數(shù)據(jù)交互中間件Udata部分接口如圖5所示。

按照標(biāo)準(zhǔn)的MVC模式以及目前主流的J2EE開發(fā)框架，一般分為JSP，Service，Dao三個層次。JSP前端將數(shù)據(jù)提交后臺會根據(jù)相關(guān)約定規(guī)則自動封裝成Udata數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)并交給相應(yīng)的應(yīng)用程序進行處理，應(yīng)用程序?qū)⑻幚硗瓿珊蟮臄?shù)據(jù)再次封裝為Udata格式的信息返回前臺響應(yīng)，前臺根據(jù)Udata格式的信息自動渲染成相應(yīng)的響應(yīng)頁面。Service屬于后臺，主要功能是對外界提供所有函數(shù)的input與output參數(shù)封裝為Udata數(shù)據(jù)格式。通過Udata數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來規(guī)范Service的input與output操作，有利于應(yīng)用系統(tǒng)對Service的集中靈活調(diào)度，避免用戶花費更多的精力在Service的內(nèi)部邏輯中。嵌入式集成系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)如圖6所示。

開發(fā)者可以利用平臺提供的豐富頁面套件及標(biāo)簽庫完成JSP的編寫。

JSP頁面交互的數(shù)據(jù)統(tǒng)一約定為Udata格式，方法的輸入?yún)?shù)和返回參數(shù)均以Udata對象作為標(biāo)準(zhǔn)，例如：

Udata info = （Udata） request.getAttribute（“id”）；

public Udata jobCreate（Udata Udata）； //根據(jù)傳入的信息，創(chuàng)建任務(wù)

public Udata jobExecute（Udata Udata）； //根據(jù)指定的任務(wù)信息，立即啟動任務(wù)的執(zhí)行

public Udata startACParamJob（Udata inInfo）；//根據(jù)傳入的作業(yè)信息啟動其執(zhí)行

在JSP頁面中引入urap.core.ei.*和/tlds/EF.tld標(biāo)簽就可調(diào)用數(shù)據(jù)交換中間件中的方法； Service是使用URAP時應(yīng)用關(guān)注的主要部分。開發(fā)人員通過編寫Service來實現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯。

public class ServiceEE11 extends ServiceEPBase {

public Udata query（Udata inInfo） {

//…… 業(yè)務(wù)邏輯……

}

}

其設(shè)計與具體業(yè)務(wù)關(guān)系極大，具體的劃分方法由設(shè)計人員自行決定，但劃分的基礎(chǔ)不可超過本模塊的邊界。在項目中，若無例外情況，則Service的劃分和服務(wù)范圍可以模塊或頁面為單位，提供一個與“界面功能代號”對應(yīng)的Service，進行頁面的初始化載入處理。對Service類中處理頁面功能的方法和進行業(yè)務(wù)交互的方法的編寫要求是：方法的輸入?yún)?shù)為Udata對象，輸出參數(shù)為一個新的Udata對象。平臺提供了一個通用的Action（DispatchAction），頁面端的所有請求都可以通過DispathAction進行服務(wù)調(diào)用轉(zhuǎn)發(fā)，它將頁面提交的數(shù)據(jù)自動組織成一個Udata對象，同時根據(jù)指定的ServiceName和MethodName動態(tài)調(diào)用相應(yīng)的業(yè)務(wù)服務(wù)方法。在一般情況下應(yīng)用模塊無需專門設(shè)計Action，只需調(diào)用DispatchAction即可。public Udata initLoad（Udata inInfo） {…}接口調(diào)用適用于項目間調(diào)用和項目內(nèi)部一級模塊間的相互調(diào)用，接口交互的數(shù)據(jù)統(tǒng)一約定為Udata數(shù)據(jù)格式，接口方法的輸入?yún)?shù)和返回值類型均以Udata數(shù)據(jù)對象作為標(biāo)準(zhǔn)，調(diào)用方法通過指定的svcName（服務(wù)名稱）和mthdName（方法名稱）進行，采用SOAMng.call函數(shù)調(diào)用，被調(diào)用的函數(shù)采用設(shè)置Udata數(shù)據(jù)格式返回值的函數(shù)通知主調(diào)函數(shù)，由主調(diào)函數(shù)根據(jù)返回Udata數(shù)據(jù)格式的狀態(tài)碼和自身的業(yè)務(wù)邏輯進行事務(wù)處理。

3 結(jié) 語

本文針對工作流系統(tǒng)與URAP系統(tǒng)集成后無法正常通信的問題，提出一種基于數(shù)據(jù)中間件URAP平臺整合工作流的通信技術(shù)。該技術(shù)采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)傳輸結(jié)構(gòu)Udata，對系統(tǒng)間數(shù)據(jù)交換的結(jié)構(gòu)進行了封裝，實現(xiàn)了與URAP平臺的良好通信，克服了系統(tǒng)間不能平滑通信的弊端，優(yōu)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高了通信效率，促進了URAP平臺中各模塊之間的交互和信息共享。

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