歐陽廣津，武 彤

(貴州大學(xué) 計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，貴州 貴陽 550000)

0 引 言

近年來，隨著Internet技術(shù)的發(fā)展，電子化辦公技術(shù)逐漸走進(jìn)人們的工作和學(xué)習(xí)中。相對應(yīng)的，電子化辦公中的業(yè)務(wù)流程是復(fù)雜多變的，常見的解決策略是由相應(yīng)的開發(fā)人員開發(fā)出針對該部門辦公流程的系統(tǒng)。然而，隨著時間的推移和部門的工作流程的改變，電子化辦公中存在的問題也逐漸暴露出來，當(dāng)業(yè)務(wù)工作流程發(fā)生變化之后，開發(fā)的電子辦公系統(tǒng)無法處理變化之后的流程。通過統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，之前開發(fā)的電子辦公系統(tǒng)是根據(jù)當(dāng)時的業(yè)務(wù)流程而定制開發(fā)的，由客戶提出相應(yīng)的需求，開發(fā)人員對需求進(jìn)行編碼，然而，當(dāng)業(yè)務(wù)流程發(fā)生變動時，電子化辦公的使用人員缺少系統(tǒng)整合和升級系統(tǒng)的能力，這就嚴(yán)重影響了系統(tǒng)的生命周期。因此，傳統(tǒng)的電子化辦公流程開發(fā)方式已經(jīng)不能滿足當(dāng)前業(yè)務(wù)發(fā)展的需要和后期的更改，這就要求人們在協(xié)同辦公應(yīng)用系統(tǒng)中，能夠?qū)?fù)雜的工作流程從業(yè)務(wù)邏輯中剝離出來，并且在后期可以由用戶根據(jù)自己的需求和變化進(jìn)行更改，而不是由開發(fā)人員設(shè)計工作流程[1]。

文中以JBPM中的工作流技術(shù)為例，首先對JBPM進(jìn)行相應(yīng)的介紹，包括系統(tǒng)架構(gòu)、工作流程及其不足之處，并對不足之處進(jìn)行改進(jìn)，然后將改進(jìn)后的JBPM應(yīng)用在綜合信息服務(wù)管理平臺中。

1 工作流簡述

在20世紀(jì)70年代中期辦公自動化領(lǐng)域中，工作流技術(shù)逐漸興起，但對于工作流的研究，和工作流思想的出現(xiàn)，則應(yīng)該追溯至更早的時期。隨著計算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的興起，在20世紀(jì)90年代后，工作流系統(tǒng)的開發(fā)進(jìn)入一個新的階段。大量的工作流技術(shù)應(yīng)用于電信業(yè)、金融業(yè)、制造業(yè)、辦公自動化領(lǐng)域等[2]。

進(jìn)入21世紀(jì)，隨著計算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，工作流技術(shù)的定義也越發(fā)清晰。工作流聯(lián)盟對工作流做出的定義：工作流是能夠在運(yùn)行過程中，實施完全或者部分自動執(zhí)行的經(jīng)營過程。它可以在不同的任務(wù)執(zhí)行者之間，通過一系列規(guī)定，文檔，或者定義自動的進(jìn)行任務(wù)傳遞與執(zhí)行。簡單的說，工作流就是用一個個任務(wù)的節(jié)點，分支節(jié)點，判斷節(jié)點，抽象地表示業(yè)務(wù)流的處理過程。工作流管理系統(tǒng)本質(zhì)上是一個軟件系統(tǒng)，然而它不同于一般的軟件系統(tǒng)。常見的軟件系統(tǒng)主要是根據(jù)用戶需求進(jìn)行開發(fā)的軟件系統(tǒng)，包含對數(shù)據(jù)庫的增刪查改等功能，而工作流管理系統(tǒng)的主要功能是設(shè)計和管理工作流，然后將預(yù)先設(shè)計好的工作流邏輯放入工作流管理系統(tǒng)中，從而執(zhí)行相應(yīng)的工作流實例。目前主流的工作流管理系統(tǒng)有JBPM、OpenWFE、Osworkflow[3]。

2 JBPM簡介

JBPM是一個靈活的基于J2EE、開源的輕量級工作流管理系統(tǒng)，采用XML結(jié)構(gòu)的語言作為流程描述語言JPDL，是軟件開發(fā)人員和業(yè)務(wù)需求分析人員之間的橋梁。JBPM具有雙重特點：它可以根據(jù)用戶的身份，分別對業(yè)務(wù)人員和開發(fā)人員提供不同的流程管理方式[4]。

業(yè)務(wù)流程允許用戶通過使用流程圖描述需要執(zhí)行的步驟來實現(xiàn)建模業(yè)務(wù)的目標(biāo)。這樣大大提高了業(yè)務(wù)邏輯的可見性和靈活性，從而使業(yè)務(wù)用戶更加容易理解，并且更易于監(jiān)視。

JBPM的核心模塊是ProcessEngine，它是一個由Java語言進(jìn)行編寫的輕量級，并且可以對其進(jìn)行擴(kuò)展的工作流引擎模塊，允許用戶使用最新的BPMN 2.0規(guī)范執(zhí)行業(yè)務(wù)流程。JBPM的核心是在Java環(huán)境下進(jìn)行開發(fā)的，所以它可以在任何安裝了Java環(huán)境的平臺上運(yùn)行，也可以作為服務(wù)或者應(yīng)用嵌入到其他應(yīng)用程序中。在核心引擎之上，提供了許多功能和工具來支持如下整個生命周期中的業(yè)務(wù)流程[5]：

(1)通過基于IBM開放源代碼，Java的可擴(kuò)展平臺的Eclipse編輯器，可以支持通過拖拽的方式在圖形上對相應(yīng)的業(yè)務(wù)流程進(jìn)行創(chuàng)建。

(2)基于JPA/JTA的可插拔持久性和事務(wù)。

(3)基于WS-HumanTask的可插拔人工任務(wù)服務(wù)，用于包含需要由使用者執(zhí)行的任務(wù)[6]。

(4)JBPM管理控制臺可以對運(yùn)行中的流程實例、任務(wù)報告、任務(wù)列表進(jìn)行管理。

(5)歷史記錄(用于查詢/監(jiān)視/分析)。

(6)與Seam、Spring、OSGi等進(jìn)行集成。

2.1 JBPM系統(tǒng)架構(gòu)

JBPM的系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

圖1 JBPM系統(tǒng)架構(gòu)

2.1.1 工作流引擎

工作流引擎的主要功能是對任務(wù)進(jìn)行分配和調(diào)度，主要包括任務(wù)分配者和調(diào)度者[7]。

任務(wù)分配者管理一系列的活動任務(wù)，當(dāng)一個任務(wù)節(jié)點完成后，任務(wù)分配者通過調(diào)度算法和準(zhǔn)則計算該節(jié)點的下一個執(zhí)行節(jié)點。

任務(wù)調(diào)度者根據(jù)任務(wù)分配者的結(jié)果，將任務(wù)傳遞給處理程序。

2.1.2 流程定義工具

JBPM流程定義工具主要是通過安裝eclipse插件，在eclipse中畫好相應(yīng)的流程圖，系統(tǒng)自動將其打包，并將后綴名為.jar格式的壓縮包上傳至工作流引擎所在的計算機(jī)，引擎讀取上傳過來的壓縮包，對其進(jìn)行解析，把壓縮包中所有XML格式的文件轉(zhuǎn)換成一個過程定義對象，將相關(guān)信息通過hibernate保存在數(shù)據(jù)庫中[8]。

節(jié)點和轉(zhuǎn)換組成一個流程。通常在JBPM的流程定義工具中，由節(jié)點和轉(zhuǎn)換組成一個流程。節(jié)點包括start節(jié)點、state節(jié)點、end節(jié)點、task任務(wù)節(jié)點和fork/join節(jié)點。不同類型的節(jié)點代表不同類型的活動。start節(jié)點即開始節(jié)點，代表一個流程的開始；end節(jié)點代表一個流程的結(jié)束；fork/join節(jié)點用來表示并行的任務(wù)，并且整個流程必須所有的分支都執(zhí)行完畢才能算完成。任何一個流程的定義必須包括start節(jié)點和end節(jié)點。

2.1.3 動態(tài)表單工具

動態(tài)表單工具主要為使用者提供可視化的在線表單設(shè)計工具，替代了復(fù)雜的代碼編寫和數(shù)據(jù)庫設(shè)計，讓使用者不必編寫代碼，提高了工作效率，節(jié)省了開發(fā)時間。動態(tài)表單工具的主要功能包括設(shè)置數(shù)據(jù)源、設(shè)計數(shù)據(jù)庫表、設(shè)計表單頁面等[9]。動態(tài)表單工具功能模塊如圖2所示。

圖2 動態(tài)表單工具模塊

設(shè)置數(shù)據(jù)源：設(shè)置數(shù)據(jù)庫類型、數(shù)據(jù)庫驅(qū)動、URL、用戶名、密碼等。

設(shè)計數(shù)據(jù)庫表：主要指設(shè)計數(shù)據(jù)庫表的字段，字段類型包括varchar,int,char,date等常見類型，并可對某一個字段加入正則表達(dá)式規(guī)則，以保證輸入數(shù)據(jù)時的有效性。

設(shè)計表單頁面：主要通過拖拽方式將控件拖拽到操作面板中，并將相應(yīng)的控件對應(yīng)數(shù)據(jù)庫表中的字段。

2.2 JBPM工作流程

JBPM工作流程主要分為四步[10]：

(1)流程定義。從JBPM3.0版本之后，JBPM的流程定義主要是通過集成與eclipse的JBPM-designer插件來進(jìn)行開發(fā)。通過該插件，開發(fā)人員在eclipse中通過拖拽方式將流程節(jié)點放入工作面板中，創(chuàng)建完畢后，eclipse自動將其打包為JBPM識別的JBPL格式。

(2)流程部署。軟件開發(fā)人員通過JBPM WEB控制臺，把流程定義中定義好的JPDL文件導(dǎo)入，就可以將流程部署在數(shù)據(jù)庫中。

(3)流程解析。流程部署在JBPM WEB控制臺以后，控制臺的工作流引擎會讀取相關(guān)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行解壓。

(4)用戶交互。用戶登錄系統(tǒng)后，系統(tǒng)通過List list=repositoryService.createProcessQuery().list()查詢該用戶的任務(wù)列表。當(dāng)流程啟動后，構(gòu)造流程實例，并生成一個跟著流程走向的令牌對象。

2.3 JBPM的不足

因為在流程定義中，雖然通過eclipse安裝插件來定義流程，能夠滿足常見的使用，但流程定義必須集成在eclipse中使用，不能獨(dú)立運(yùn)行，導(dǎo)致其存在一定的局限性。并且由于JBPM-designer和eclipse不屬于同一家公司，如果版本不同會導(dǎo)致無法使用。且通常在實際應(yīng)用中，工作流流程的設(shè)計應(yīng)該也可以由用戶來完成，集成在eclipse中的JBPM-designer是面向開發(fā)人員的，對用戶來說并不友好。因此，開發(fā)一個獨(dú)立的流程設(shè)計器并嵌入在該系統(tǒng)中，使得用戶可以在Web應(yīng)用界面通過拖拽方式設(shè)計流程，并且在設(shè)計完成后能夠一鍵部署在系統(tǒng)中，自動配置數(shù)據(jù)庫，如果需要修改相應(yīng)流程信息，由使用者修改即可完成。

3 基于JBPM的流程設(shè)計器及應(yīng)用

基于以上問題，文中以某省電力公司的綜合信息服務(wù)管理平臺為研究對象，設(shè)計了JBPM的流程設(shè)計器，并在該平臺上進(jìn)行應(yīng)用。

綜合信息服務(wù)管理平臺是在某省南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司電子辦公一體化總體規(guī)劃指導(dǎo)下，按照“統(tǒng)一規(guī)劃，分布實施”的原則所提出的建設(shè)任務(wù)。此次建設(shè)的范圍包括小額物資管理、辦公資源管理、交通資源管理、房屋管理、項目管理等業(yè)務(wù)子系統(tǒng)。并且能夠與該公司其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行信息共享，避免信息孤島。系統(tǒng)主要功能如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)主要功能

3.1 在線流程設(shè)計器主要功能

針對JBPM-designer在實際應(yīng)用中存在的缺陷，設(shè)計了一個圖形化的流程設(shè)計工具，采用JavaWeb的JSP,JS,Jquery等技術(shù)來繪制流程，能夠?qū)⒂脩衾L制的流程化圖形轉(zhuǎn)化為JBPM工作流引擎可以理解的流程定義。并且，它脫離了開發(fā)人員的開發(fā)環(huán)境，任何用戶都可以在安裝了Java環(huán)境的電腦下使用它來繪制、修改、部署流程。文中已經(jīng)將其集成在綜合信息服務(wù)管理平臺中，用戶需要使用時，只需在服務(wù)管理平臺中使用即可。提供的功能有[11]：

(1)繪制流程：繪制流程圖中各種節(jié)點、連線、分支、判斷等圖形，對圖形進(jìn)行選擇、拖曳、放大、縮小等操作[12]。

(2)新建流程：根據(jù)業(yè)務(wù)的邏輯過程，在圖形面板上繪制出相應(yīng)的業(yè)務(wù)流程圖，并且設(shè)置好相應(yīng)的參數(shù)，保存該流程。

(3)修改流程：從已經(jīng)保存的流程列表中選擇需要修改的流程，先根據(jù)該流程的字段信息，從數(shù)據(jù)庫中讀取出流程的各個節(jié)點的信息，讀取完成后，自動在流程繪圖區(qū)中將該圖形繪制出。當(dāng)對流程圖修改完成后，保存即可。

(4)保存流程：保存流程會將用戶定義的流程圖轉(zhuǎn)換為JBPM可以識別的流程定義文件，用戶自定義的圖形和圖標(biāo)等也單獨(dú)保存在文件夾中。

(5)刪除流程：將該流程定義從數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行刪除，并且結(jié)束所有關(guān)于該流程的任務(wù)實例。

在線流程設(shè)計器在界面上主要有3個部分：左側(cè)為工具欄，包含了常見的基本活動節(jié)點，包括選擇、連線、開始、結(jié)束、任務(wù)、自動、會簽、決策等節(jié)點。當(dāng)用戶點擊某一個基本活動節(jié)點時，便可以在右邊繪圖區(qū)放置該節(jié)點，在繪圖區(qū)選擇某一個節(jié)點，繪圖區(qū)右邊會顯示該節(jié)點的相關(guān)屬性，例如可以選中信息中心審批節(jié)點，右側(cè)圖形屬性中，可以設(shè)置信息中心審批的用戶組成員，那么，當(dāng)流程走向到達(dá)該節(jié)點時，信息中心審批的用戶組成員可以對流程進(jìn)行審批，而其他成員則不可以。在最上邊為工具欄目，包括新建流程、導(dǎo)入流程、發(fā)布流程、清空流程、撤銷、布局、刪除等功能。

3.2 詳細(xì)設(shè)計與實現(xiàn)

在線流程設(shè)計器的主要功能就是通過在圖形化界面上設(shè)計圖形化流程，并將流程轉(zhuǎn)換為符合JPDL格式的XML文件，且能將XML文件轉(zhuǎn)換為圖形呈現(xiàn)在界面上。因此，在線流程設(shè)計器首先通過解析框架解析XML文件，將XML文件解析為相應(yīng)于JBPM組件的Model組件，并呈現(xiàn)在界面上，對界面上組件更改后，相應(yīng)的修改也會保存在Model組件中，并修改在XML文件上[13]。

3.2.1 Model組件

Model組件是在流程設(shè)計中用到的視圖元素，包括流程設(shè)計中的節(jié)點元素、連接線元素，Model組件中包含的類主要包括[14]：

StartNodeModel：開始節(jié)點；

TaskNodeModel：任務(wù)節(jié)點；

EndNodeModel：結(jié)束節(jié)點；

ConnectionModel：連接線節(jié)點；

SurfaceModel：畫圖面板。

3.2.2 XML文件解析

JBPM提供的流程解析功能是通過JBPM自帶的binding類來對各種節(jié)點進(jìn)行解析[15]。Binding類主要包括兩大類型，一種是流程引擎使用的對象的binding類，另一種是流程定義節(jié)點使用的binding類。本實例中，采用后一種binding類解析，并將其部署在流程中。使用代碼如下[16]：

RepositoryServicerepositoryService=processEngine.getRepositoryService();

Booleanisok=repositoryService.createDeployments().

addResourceFromClasspath("jddl.xml").deploy();

3.2.3 流程設(shè)計

在服務(wù)端，在線流程設(shè)計器設(shè)計了一個服務(wù)接口DataService和實現(xiàn)該接口的實現(xiàn)類DataServiceImpl。DataServiceImpl調(diào)用數(shù)據(jù)訪問層的DataDao來實現(xiàn)其中定義的服務(wù)。主要有四種方法[17]。

(1)String[] GetProcessList()。

用戶查看已經(jīng)部署的流程實例時，返回數(shù)據(jù)庫中所有的流程實例名稱。

(2)booleanSaveProcess(byte[] data)。

當(dāng)用戶保存相應(yīng)數(shù)據(jù)時，接收對應(yīng)數(shù)據(jù)包，并且將數(shù)據(jù)包保存至數(shù)據(jù)訪問層的DataDao來部署流程，并返回相應(yīng)的成功與否信息。

(3)Map GetProcessInfo(String name)。

用戶選中其中一個流程時，則返回該流程的xml數(shù)據(jù)。

(4)booleanDeleteProcess(String name)。

用戶選中其中一個流程時，則刪除該流程的所有信息。

數(shù)據(jù)訪問層(DataDao)：DataDao實現(xiàn)了對數(shù)據(jù)庫的增、刪、查、改等操作。通過調(diào)用Hibernate作為持久化工具，實現(xiàn)了發(fā)布流程、修改流程、刪除流程、查看流程等操作[18]。

3.2.4 新建流程

通過在線流程設(shè)計器設(shè)計好流程之后，該流程遵循JPDL格式，保存為后綴名為.xml格式文件。點擊發(fā)布流程，調(diào)用系統(tǒng)DataService接口的DataServiceImpl類的SaveProcess(byte[] data)方法，通過將.xml格式文件轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)據(jù)為參數(shù)。在SaveProcess中，調(diào)用數(shù)據(jù)訪問層DataDao實現(xiàn)流程部署，流程部署成功后，返回true，否則，返回false。

3.2.5 編輯流程

用戶通過選擇相應(yīng)的流程，通過流程名作為參數(shù)，服務(wù)端通過流程名，調(diào)用GetProcess方法。在該方法中，調(diào)用其DataDao從數(shù)據(jù)庫中獲取該流程的相關(guān)信息，返回其流程，該流程的相關(guān)數(shù)據(jù)記錄在Map鍵值對中，鍵值對中包含的數(shù)據(jù)有流程名，流程對應(yīng)的.xml文件內(nèi)容，流程所屬用戶組，流程創(chuàng)建日期，等等。從服務(wù)器端返回該流程的相關(guān)信息，包括流程版本，流程的JPDL格式文件[19]。

3.3 不足與總結(jié)

文中首先介紹了“某電力公司的綜合信息服務(wù)管理平臺”的項目背景，根據(jù)項目背景對系統(tǒng)功能進(jìn)行了分解，并給出了系統(tǒng)功能模塊圖。之后針對在線流程設(shè)計器主要功能進(jìn)行了介紹并給出了詳細(xì)設(shè)計與實現(xiàn)方法。但該在線流程設(shè)計器也存在一些問題，主要包括在Web端使用時，由于集成了Flash技術(shù)，因此客戶端必需安裝Flash插件，不然無法使用，針對一些沒有安裝Flash或者安全性高的客戶端，則無法使用部分功能。因此，后期的改進(jìn)主要將代碼進(jìn)行重構(gòu)，使用Html5進(jìn)行二次開發(fā)，使得在線流程設(shè)計器可以在未安裝Flash客戶端上使用。

4 結(jié)束語

通過介紹工作流的基本概念，著重介紹JBPM的系統(tǒng)架構(gòu)、工作流程，以及它自身的不足。并且通過改進(jìn)它的缺點，設(shè)計了一個改進(jìn)的JBPM工作流管理系統(tǒng)，并將其運(yùn)用在綜合信息服務(wù)管理平臺中。該系統(tǒng)經(jīng)過初步試用，有效提高了流程的運(yùn)行效率，取得了滿意的結(jié)果。在后期能夠根據(jù)業(yè)務(wù)流程的需要，方便地更改業(yè)務(wù)流程。