2.2 工作流技術概述

工作流技術是當今一項飛速發(fā)展的技術，能夠結合人工和機器行為，特別是能夠與應用程序和工具進行交互，從而完成業(yè)務過程的自動化處理。WfMC頒布的一系列工作流產(chǎn)品標準，包括工作流參考模型、工作流管理系統(tǒng)等，奠定了工作流技術的基礎。

2.2.1 工作流參考模型

工作流參考模型（workflow reference model）是1995年由WfMC提出的工作流管理系統(tǒng)體系結構模型，標識了工作流管理系統(tǒng)的基本組件和這些組件的交互接口，如圖2.1所示。其中的組件包括工作流執(zhí)行服務、工作流引擎、流程定義工具、工作流客戶端應用、調用應用及管理和監(jiān)控工具。

圖2.1　工作流參考模型的組件和接口

● 工作流執(zhí)行服務由一個或多個工作流引擎組成，用于創(chuàng)建、管理和執(zhí)行工作流實例的軟件服務。

● 工作流引擎是為流程實例提供運行時執(zhí)行環(huán)境的軟件服務。

● 流程定義工具用于提供工作流定義服務，可以以圖形方式顯示并操作復雜的流程定義，并輸出可被工作流引擎識別的工作流定義。

● 工作流客戶端應用是一種通過請求的方式與工作流執(zhí)行服務交互的應用。也可以說，工作流客戶端應用調用工作流執(zhí)行服務。

● 調用應用是被工作流執(zhí)行服務調用的應用，調用應用與工作流執(zhí)行服務交互，協(xié)作完成一個流程實例的執(zhí)行。

● 管理和監(jiān)控工具是管理和監(jiān)控工作流管理系統(tǒng)的工具，包括用戶管理、角色管理、審計管理、資源管理、流程監(jiān)控等。

此外，工作流參考模型還定義了5個接口，用于定義以上組件間的交互接口規(guī)范。

● 接口1：工作流定義接口。此接口的規(guī)范有WPDL、XPDL、BPEL等，用于為用戶提供一種可視化的、可以對實際業(yè)務進行建模的工具，并生成可被計算機處理的業(yè)務過程形式化描述。

● 接口2：工作流客戶應用接口。此接口的規(guī)范為WAPI（代表workflow application programming interface）。它提供了一種手段，使用戶可以處理流程運行過程中需要人工干預的任務［實際上就是工作項（workitem）］，工作流管理系統(tǒng)負責維護這個工作項列表。

● 接口3：工作流調用應用接口。此接口的規(guī)范為WAPI。工作流引擎調用外部業(yè)務應用的規(guī)范，如在流程執(zhí)行過程中調用業(yè)務系統(tǒng)提供的接口處理業(yè)務數(shù)據(jù)等。

● 接口4：工作流引擎協(xié)作接口。此接口的規(guī)范為Wf-XML 2.0，是不同的工作流引擎之間進行協(xié)作的接口規(guī)范。

● 接口5：管理和監(jiān)控接口。此接口的規(guī)范為CWAD（代表common workflow audit data）。該接口監(jiān)控工作流管理系統(tǒng)中所有實例的狀態(tài)，如組織機構管理、實例監(jiān)控管理、統(tǒng)計分析管理等。

工作流參考模型目前已成為工作流軟件系統(tǒng)設計的權威參考標準。它提供了一個規(guī)范的工作流術語表，使在一般意義上討論工作流系統(tǒng)體系結構成為了可能。它還為工作流管理系統(tǒng)的關鍵組件提供了獨立于特定產(chǎn)品或技術實現(xiàn)的功能與交互描述。此外，它從功能的角度定義5個關鍵組件的交互接口，推動信息交換標準化，使不同產(chǎn)品間的交互成為可能。

2.2.2 工作流管理系統(tǒng)

早期辦公自動化系統(tǒng)通常采用硬編碼的方式來處理業(yè)務、公文的流轉。然而，隨著業(yè)務和公文愈發(fā)復雜，需求的不斷變更，這種方式顯然已難以滿足現(xiàn)實的需求，工作流管理系統(tǒng)應運而生。

工作流管理系統(tǒng)（Workflow Management System, WfMS）是一款用于定義和管理工作流，并按照在計算機中預先定義好的工作流邏輯推進工作流實例執(zhí)行的軟件系統(tǒng)。WfMS通過分析、抽象業(yè)務、公文流轉過程，解決業(yè)務交互邏輯、業(yè)務處理邏輯及參與者的問題。

● 業(yè)務交互邏輯對應業(yè)務流轉過程。WfMS通過工作流引擎、工作流設計、流程操作等功能解決業(yè)務交互邏輯的問題。

● 業(yè)務處理邏輯對應業(yè)務流轉過程中表單、文檔等的處理。WfMS通過表單設計工具與表單的集成等功能解決業(yè)務處理邏輯的問題。

● 參與者對應流轉過程中各環(huán)節(jié)中的人或程序。WfMS通過與應用程序的集成解決參與者的問題。

WfMS為方便修改業(yè)務交互邏輯、業(yè)務處理邏輯及參與者提供了可視化流程設計及表單設計工具，為實現(xiàn)WfMS的擴展提供了一系列接口，其產(chǎn)品結構如圖2.2所示。

完整的WfMS通常由工作流引擎、工作流設計器、流程操作、工作流客戶端程序、流程監(jiān)控、表單設計器、與表單的集成，以及與應用程序的集成8個部分組成。

工作流引擎作為WfMS的核心部分，主要提供對工作流定義文件的解析及流程流轉的支持。工作流定義文件描述了業(yè)務的交互邏輯，由工作流引擎解析并按照業(yè)務交互邏輯進行業(yè)務的流轉。工作流引擎通常通過參考某種模型進行設計，通過流程調度算法進行流程流轉（如流程的啟動、終止、掛起、恢復等），通過各種環(huán)節(jié)調度算法實現(xiàn)環(huán)節(jié)的流轉（如環(huán)節(jié)的合并、分叉、選擇、條件選擇等）。

流程設計工具一般是可視化的，用戶可以以拖放元素的方式來繪制流程，并通過環(huán)節(jié)配置實現(xiàn)對環(huán)節(jié)操作、環(huán)節(jié)表單、環(huán)節(jié)參與者的配置。流程設計工具的好壞決定了WfMS是否易用。

流程操作指工作流支持的針對流程環(huán)節(jié)的操作，如啟動、終止、掛起、分支、合并等，工作流引擎直接支持上述操作。而在實際需求中，通常需要自由操作流程，如回退、跳轉、加簽、減簽等，對于這些操作，工作流引擎不直接支持，用戶必須單獨實現(xiàn)。是否支持流程操作直接決定了WfMS是否實用。

工作流客戶端程序是WfMS的工作界面，通常以Web方式展現(xiàn)，通過提供待辦列表和已辦列表、執(zhí)行流程操作、查看流程歷史信息等內容，展現(xiàn)WfMS的功能。

流程監(jiān)控以圖形化方式監(jiān)控流程執(zhí)行過程，包括流程運轉狀況、每個環(huán)節(jié)耗費的時間等，流程監(jiān)控數(shù)據(jù)是流程優(yōu)化的依據(jù)。

表單設計工具一般是可視化的，用戶可以以拖放元素的方式繪制業(yè)務所需的表單，并綁定表單數(shù)據(jù)。表單設計工具的好壞也會決定WfMS是否易用。

圖2.2　WfMS產(chǎn)品結構

通常業(yè)務流轉需要表單來表達實際的業(yè)務，因此需要與表單進行集成來實現(xiàn)業(yè)務意義。與表單的集成通常包括表單數(shù)據(jù)的自動獲取、存儲、修改，表單域的權限控制，流程相關數(shù)據(jù)的維護，以及流程環(huán)節(jié)表單的綁定。與表單的集成程度直接決定WfMS對開發(fā)效率的提升效果。

與應用程序的集成用于完善WfMS的業(yè)務意義，主要涉及與權限系統(tǒng)及組織機構的集成。流程環(huán)節(jié)需要綁定相應的執(zhí)行角色，而流程操作需要關聯(lián)權限系統(tǒng)、組織機構。

2.2.3 工作流開源框架

目前市面上主流的工作流開源框架有4個，分別是jBPM、Activiti、Camunda和Flowable。其中，Activiti、Camunda和Flowable均是基于jBPM 4.0的框架，它們之間的關系如圖2.3所示。

圖2.3　jBPM、Activiti、Camunda、Flowable

jBPM 4.0是JBoss公司推出的一款工作流開源框架，后來由于團隊內部出現(xiàn)分歧，部分團隊核心人員離開JBoss公司加入Alfresco公司，很快Alfresco公司推出了新的基于jBPM 4.0的開源工作流框架Activiti 5.0。

Activiti 5.0以jBPM 4.0為基礎，繼承了jBPM 4.0強大的可擴展能力，同時增強了流程可視化與管理能力。而JBoss公司的產(chǎn)品jBPM 5.0則完全拋棄了jBPM 4.0的架構，以Drools Flow為基礎徹底重構了工作流引擎核心架構，因此，jBPM 5.0與jBPM 4.0是兩款完全不同的產(chǎn)品。許多jBPM的老用戶都轉向了Activiti 5.0框架。目前，jBPM 5.0及其以后的版本的國內市場占有遠不如Activiti。

Camunda和Flowable的誕生與Acitiviti如出一轍。目前Camunda和Flowable已經(jīng)推出了各自的商業(yè)版本和開源版本，而Activiti則持續(xù)開源。雖然Camunda和Flowable這兩位后起之秀都足夠優(yōu)秀，不但修復了Activiti 5.0的很多漏洞，在產(chǎn)品功能上也更加的完善，但是對于一家公司來說，從Activiti向Camunda或Flowable遷移代價太大。

本書選用Activiti來講解企業(yè)級BPM開發(fā)與應用的實現(xiàn)，一方面是因為它免費開源、穩(wěn)定可靠、應用廣泛，另一方面是因為Activti有著十分優(yōu)秀的設計思想及代碼風格，易于入門。