基于工作流技術(shù)的構(gòu)件模型研究 收藏
基于構(gòu)件的軟件開發(fā)方法是軟件復用的有效手段。構(gòu)件是一個帶有契約化接口和顯式上下文依賴的組裝單元，它能被獨立發(fā)布且可以被第三方組裝?。構(gòu)件模型是對構(gòu)件本質(zhì)特征及構(gòu)件間關(guān)系的抽象描述，它關(guān)注構(gòu)件的接口，封裝構(gòu)件的實現(xiàn)細節(jié)，是構(gòu)件組裝的依據(jù)和保證，并為構(gòu)件的不同生產(chǎn)者和使用者提供一個為大家所接受的一致性描述悼J。當前的構(gòu)件是基于面向?qū)ο蟮姆椒?gòu)造的，主要關(guān)注實體間通信機制的刻畫，不適合建模實體間相互作用的規(guī)則和動態(tài)過程，導致了構(gòu)件在業(yè)務流程建模上能力不足p1。工作流技術(shù)是當前實現(xiàn)業(yè)務流程建模的有效技術(shù)手段。
1 構(gòu)件模型
至今，在學術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界已出現(xiàn)多種構(gòu)件模型。按構(gòu)件模型所要解決的問題不同，可分為描述型、規(guī)約型和實現(xiàn)型。描述型構(gòu)件模型以構(gòu)件的管理為目標，通過綜合的方式描述構(gòu)件，代表性的有REB00T、ALDAF、uDM和BIDM模型H1。它們并不關(guān)注構(gòu)件如何實現(xiàn)業(yè)務流程功能。規(guī)約型構(gòu)件模型以描述構(gòu)件的功能(行為)為主要目標，代表性的有3C、RE—S0LVE和JBCOM模型都是基于面向?qū)ο蟮乃枷朐O計的。側(cè)
重于構(gòu)件功能接口建模，并沒探討構(gòu)件業(yè)務流程建模方法。實
現(xiàn)型構(gòu)件模型以如何具體實現(xiàn)構(gòu)件為主要目標,通常將業(yè)務實體問相互作用的規(guī)則和動態(tài)過
程通過硬編碼的方式封裝成對象的方法，當業(yè)務流程發(fā)生變更
時，往往需要對構(gòu)件進行代碼級上的修改。
本文提出的工作流構(gòu)件模型是一種與JavaBean／EJB實現(xiàn)型模型相容且具有構(gòu)件描述功能的規(guī)約型構(gòu)件模型。
WCM構(gòu)件模型從下列l(wèi)O個方面來對構(gòu)件進行建模。
構(gòu)件描述：表示構(gòu)件的基本信息，多采用名詞來表示。
構(gòu)件接口：表示構(gòu)件的輸Ⅳ輸出接口規(guī)范。
構(gòu)件實現(xiàn)：表示實現(xiàn)構(gòu)件功能的構(gòu)件體的位置信息。
構(gòu)件結(jié)構(gòu)：表示復合構(gòu)件的組成方式。
可配置屬性集：表示構(gòu)件可通過配置改變的屬性信息。
文檔信息：表示構(gòu)件的文檔位置信息。
刻面信息：表示構(gòu)件用于檢索的分類屬性。
領(lǐng)域特征：表示領(lǐng)域構(gòu)件所具備的領(lǐng)域特征屬性。
工作流規(guī)約：表示實現(xiàn)業(yè)務流程功能的工作流構(gòu)件的業(yè)務流程定義和實現(xiàn)方式。
待擴展項目：表示構(gòu)件的擴展屬性。
WCM將構(gòu)件分為工作流構(gòu)件和非工作流構(gòu)件(傳統(tǒng)面向?qū)ο蠹夹g(shù)構(gòu)造的構(gòu)件)兩類。工作流規(guī)約屬性是對典型構(gòu)件模型的工作流擴展，是構(gòu)件工作流特性的集中體現(xiàn)，當且僅當構(gòu)件是工作流構(gòu)件時才具備該屬性。
2 工作流過程建模理論分析
2．1 工作流過程定義元素分析
工作流技術(shù)利用信息技術(shù)為企業(yè)的經(jīng)營過程提供了一個從模型分析、建立、管理、仿真到運行的完整框架，是實現(xiàn)業(yè)務流程管理與控制的一項關(guān)鍵性技術(shù)。利用工作流技術(shù)開發(fā)應用系統(tǒng)的典型方式如下：業(yè)務人員依據(jù)工作流過程定義規(guī)范；定義業(yè)務邏輯和規(guī)則，專業(yè)開發(fā)人員開發(fā)具體的應用邏輯；最后工作流引擎通過解析業(yè)務邏輯和規(guī)則，按特定順序調(diào)用業(yè)務流程應用邏輯，最終實現(xiàn)業(yè)務流程的自動化。業(yè)務邏輯和規(guī)則的定義過程即利用工作流技術(shù)對業(yè)務流程建模的過程；業(yè)務邏輯和規(guī)則的定義在工作流技術(shù)中稱為工作流過程定義。
工作流管理聯(lián)盟認為工作流過程定義(wo舳ow pmces8definition)是對工作流的靜態(tài)描述，是對業(yè)務流程中所有信息的抽象表示。工作流過程定義¨1通常包括過程描述(descrip—tion)、業(yè)務流程中的所有活動(activity)、活動之間的導航規(guī)則、參與者、被調(diào)用的應用程序(application)以及工作流相關(guān)數(shù)據(jù)(data)六個元素。工作流過程定義各元素的關(guān)系如圖l所示。
過程描述是對工作流過程惟一標志符、名稱和解決的問題等信息的描述；活動表示需要由一些相關(guān)資源處理，或者由計算機應用程序處理的任務集合；導航規(guī)則用于將活動相互聯(lián)系起來，實現(xiàn)活動之間的導航，表明活動之間的邏輯跳轉(zhuǎn)順序和條件。參與者描述了在過程定義中各個活動所需要的參與者；被調(diào)用的應用程序表示各個活動執(zhí)行時所需的外部應用，由活動觸發(fā)執(zhí)行；工作流相關(guān)數(shù)據(jù)是指那些在流程運行期間，各個流程實例內(nèi)創(chuàng)建及使用的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可被參與者、應用程序、活動和導航規(guī)則所訪問。
2．2工作流過程控制分析
工作流過程定義當中，活動的觸發(fā)和流程跳轉(zhuǎn)過程如圖2所示。首先，由參與者觸發(fā)一個活動，被觸發(fā)的活動調(diào)用實現(xiàn)相應功能的應用程序，實現(xiàn)具體業(yè)務功能，并由工作流引擎更改與活動執(zhí)行結(jié)果相關(guān)的工作流相關(guān)數(shù)據(jù)；其次，活動執(zhí)行完畢后，工作流引擎解析導航規(guī)則，導航規(guī)則讀取工作流相關(guān)數(shù)據(jù)，獲取上一個活動的執(zhí)行結(jié)果，判斷下一個可由參與者觸發(fā)的活動路徑。
工作流過程定義通過導航規(guī)則控制活動之間的執(zhí)行順序，實現(xiàn)對業(yè)務邏輯的控制。對于業(yè)務流程之間的嵌套，則通過引入一類特殊的活動——子流程來實現(xiàn)。子流程是一類特殊的工作流過程定義，可映射成其他工作流過程定義中的一個活動節(jié)點。當執(zhí)行到子流程節(jié)點時，觸發(fā)子流程執(zhí)行，待子流程執(zhí)行完畢，回到父流程繼續(xù)執(zhí)行下一個節(jié)點。通過子流程機制，工作流技術(shù)實現(xiàn)了工作流過程定義之間的嵌套和連接?；顒优c子流程之間的關(guān)系如圖3所示。
3 基于工作流技術(shù)的構(gòu)件模型建立
3．1 設計原理
本文從構(gòu)件的獨立性、封裝性和組裝性哺1這三個需求出發(fā)，對工作流過程定義模型元素進行分析，得出工作流過程定義模型在構(gòu)件中的實現(xiàn)形式。本文稱實現(xiàn)具體業(yè)務流程功能的構(gòu)件為業(yè)務流程構(gòu)件。構(gòu)件的獨立性要求業(yè)務流程構(gòu)件作為一個獨立的實體，應包含完成業(yè)務流程功能的所有元素，可獨立運行。工作流過程定義組成元素中的參與者、應用程序、活動、工作流相關(guān)數(shù)據(jù)和導航規(guī)則是完成一個業(yè)務流程所必備的元素，因此，在業(yè)務流程構(gòu)件模型當中將引入這五個元素。而過程描述所擁有的工作流過程惟一標志符、名稱和功能描述等屬性，可作為檢索業(yè)務流程構(gòu)件的輔助依據(jù)，因此也將其引入構(gòu)件模型，在構(gòu)件描述屬性中表示。
構(gòu)件的封裝性要求業(yè)務流程構(gòu)件僅需提供構(gòu)件的基本控制接口，屏蔽構(gòu)件實現(xiàn)細節(jié)。業(yè)務流程構(gòu)件僅以web服務的形式對外提供啟動業(yè)務流程和獲取流程執(zhí)行結(jié)果的操作接口，而實現(xiàn)業(yè)務流程功能的各種構(gòu)件組成元素對于構(gòu)件使用者是不可見的。構(gòu)件的組裝性要求業(yè)務流程構(gòu)件之間可進行組裝?；顒邮枪ぷ髁鬟^程定義中最基本的組裝功能單元；導航規(guī)則是用于組裝活動的基本元素；流程是一類能實現(xiàn)完整業(yè)務流程功能的單元。被映射成活動的流程稱為子流程，是大粒度的組裝功能單元。因此，分別定義代表活動、導航規(guī)則和流程元素的構(gòu)件。
3．2 模型定義
經(jīng)過上述對工作流過程定義模型中數(shù)據(jù)元素、流程控制方法，以及業(yè)務流程構(gòu)件的獨立性、封裝性和組裝性的分析，得出工作流構(gòu)件的定義。定義1 工作流構(gòu)件是一類包含工作流過程定義元素，運行時需要工作流運行環(huán)境支撐的業(yè)務流程構(gòu)件。工作流構(gòu)件可分為流程構(gòu)件、單活動構(gòu)件和導航規(guī)則構(gòu)件三類。定義2流程構(gòu)件是能夠?qū)崿F(xiàn)完整業(yè)務流程功能，封裝了業(yè)務流程的定義和相關(guān)應用程序?qū)崿F(xiàn)體的工作流構(gòu)件。定義3單活動構(gòu)件是僅能夠?qū)崿F(xiàn)業(yè)務流程中的一個活動功能，封裝了業(yè)務流程的一個活動定義和活動相關(guān)應用程序?qū)崿F(xiàn)體的工作流構(gòu)件。定義4導航規(guī)則構(gòu)件是能夠?qū)崿F(xiàn)業(yè)務流程活動跳轉(zhuǎn)功能，僅封裝活動定義和活動間導航規(guī)則，不指定活動具體實現(xiàn)的工作流構(gòu)件。
流程構(gòu)件和導航規(guī)則構(gòu)件均可通過將活動定義映射成其他工作流構(gòu)件的方式引用其他工作流構(gòu)件，實現(xiàn)工作流構(gòu)件間的組裝。但流程構(gòu)件是在特定業(yè)務流程定義下對構(gòu)件進行組裝，而導航規(guī)則構(gòu)件則是從一般的活動跳轉(zhuǎn)邏輯出發(fā)對構(gòu)件進行組裝。三類工作流構(gòu)件間的關(guān)系如圖4所示。工作流構(gòu)件與非工作流構(gòu)件的區(qū)別在于，工作流構(gòu)件實現(xiàn)了工作流規(guī)約屬性，并在構(gòu)件描述中表明了構(gòu)件類型為工作流構(gòu)件。為了提高構(gòu)件模型描述文件的可讀性，工作流規(guī)約的詳細信息以工作流規(guī)約文件的形式單獨表示。在構(gòu)件模型描述中僅指定工作流構(gòu)件類別和工作流規(guī)約文件的文件名。下面給出工作流規(guī)約主要元素的BNF范式描述：
工作流規(guī)約：：=(工作流構(gòu)件類別>(工作流規(guī)約文件名)
工作流規(guī)約文件：．=<流程構(gòu)件規(guī)約)I(單活動構(gòu)件規(guī)約)I(導航規(guī)則構(gòu)件規(guī)約)
流程構(gòu)件規(guī)約：：=<公共屬性){活動}{導航規(guī)則}{參與者}{應用程序}{工作流相關(guān)數(shù)據(jù)}
單活動構(gòu)件規(guī)約：：=(公共屬性)<活動>{參與者}(應用程序){工作流相關(guān)數(shù)據(jù)}
導航規(guī)則構(gòu)件規(guī)約：：=<公共屬性){活動}{導航規(guī)則}{工作流相關(guān)數(shù)據(jù)}
活動：：=<公共屬性){參與者標志符}<應用程序標志符>{活動輸入?yún)?shù)}{活動輸出參數(shù)}
導航規(guī)則：：-(公共屬性)(條件)(起始活動標志符)(結(jié)束活動標志符)
參與者：：=(公共屬性)(參與者類型)
應用程序：：=(公共屬性)(應用程序類型){應用程序參數(shù)}
工作流相關(guān)數(shù)據(jù)：．-(公共屬性)<數(shù)據(jù)類型)[缺省值]
公共屬性：：=<標志符)[名稱][描述]
其中：：=表示定義為；尖括號()內(nèi)包含的為必選項；方括號[]內(nèi)包含的為可選項；花括號{}內(nèi)包含的為可重復。至無數(shù)次的項目；l表示在其左、右兩邊任意一項；雙引號中的字(“word”)代表這些字符本身。為了便于對構(gòu)件模型進行形式化描述，在wcM構(gòu)件模型BNF范式的基礎(chǔ)上，wcM利用xML語言作為構(gòu)件模型描述文件和工作流規(guī)約文件的表現(xiàn)形式。
3．3 物理實現(xiàn)
工作流構(gòu)件的物理實現(xiàn)方式如圖5所示。工作流構(gòu)件以Web服務的形式對外提供觸發(fā)構(gòu)件開始運行(st甜)和獲取構(gòu)件運行結(jié)果(getResult)的操作接口。這個方法調(diào)用工作流引擎提供的接口，解析工作流規(guī)約文件術(shù)．cwf，從而實例化一個工作流構(gòu)件對象，發(fā)起一次業(yè)務流程運行。如果業(yè)務流程運行結(jié)束時有返值,getResult將返回工作流構(gòu)件的運行結(jié)果，為工作流構(gòu)件的組裝提供工作流相關(guān)數(shù)據(jù)。實例化后的工作流構(gòu)件通過工作流引擎解析工作流規(guī)約文件．cwf，調(diào)用內(nèi)置資源實現(xiàn)業(yè)務功能。內(nèi)置資源是指實現(xiàn)活動功能所需要的應用程序和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，有JavaBeaIl、EJB、web senrice和xML文件等具體實現(xiàn)形式。co血g．xIlll是工作流構(gòu)件的參數(shù)配置文件，用于配置構(gòu)件的系統(tǒng)運行參數(shù)。非工作流構(gòu)件對工作流構(gòu)件的調(diào)用是通過調(diào)用工作流構(gòu)件以web服務形式提供的構(gòu)件基本操作接口實現(xiàn)的；工作流構(gòu)件對非工作流構(gòu)件的調(diào)用是通過對工作流規(guī)約文件s．cwf進行配置實現(xiàn)的；工作流構(gòu)件對工作流構(gòu)件的調(diào)用是通過對工作流規(guī)約文件．cwf進行配置實現(xiàn)的，配置方法是將工作流規(guī)約文件*．cwf中的活動映射成被調(diào)用的工作流構(gòu)件。工作流構(gòu)件運行所需要的工作流運行支撐環(huán)境，通過在應用系統(tǒng)運行環(huán)境中加入構(gòu)件化的工作流引擎來提供。
3．4 實例研究
通過領(lǐng)域分析獲取人事干部任免流程的活動圖，為了直接將活動圖映射成為工作流構(gòu)件，在uML活動圖中添加活動參與者元素。將活動圖中的參與者、活動與活動之間的關(guān)系分別映射成工作流構(gòu)件的工作流規(guī)約文件當中的參與者、活動和導航規(guī)則；工作流構(gòu)件的相關(guān)應用程序可以是以構(gòu)件、web service等形式存在的程序；將活動可能用到的輸入輸出參數(shù)定義成工作流相關(guān)數(shù)據(jù)。干部任免流程活動圖與工作流規(guī)約文件元素之間的映射關(guān)系如圖6所示。干部任免流程工作流構(gòu)件物理實現(xiàn)如圖7所示。
4 工作流構(gòu)件模型的意義
與傳統(tǒng)的構(gòu)件模型相比，工作流構(gòu)件模型具有下列優(yōu)點：
a)提高了業(yè)務流程構(gòu)件變更的靈活性。傳統(tǒng)的業(yè)務流程構(gòu)件通過硬編碼或連接子編碼的方式控制各個業(yè)務功能之間的跳轉(zhuǎn)。當業(yè)務流程需要變更時，往往需要在代碼級上對業(yè)務流程的實現(xiàn)進行修改。而工作流構(gòu)件將業(yè)務功能的執(zhí)行主體與實現(xiàn)代碼進行了分離；將控制流程跳轉(zhuǎn)的元素抽象成工作流相關(guān)數(shù)據(jù)和導航規(guī)則兩類元素，實現(xiàn)了業(yè)務功與控制邏輯分離的目標。因此，當業(yè)務流程需要變更時，僅需要更改相應的參與者、應用程序、工作流相關(guān)數(shù)據(jù)定義或?qū)Ш揭?guī)則配置，無須對整個流程的實現(xiàn)進行修改。
b)豐富了業(yè)務流程構(gòu)件的組裝形式。傳統(tǒng)業(yè)務流程構(gòu)件的組裝一般通過編寫連接子代碼或通過調(diào)用構(gòu)件輸入／輸出接口實現(xiàn)構(gòu)件的組裝。而工作流構(gòu)件只需將構(gòu)件中的活動定義映射成特定的工作流構(gòu)件，即可實現(xiàn)工作流構(gòu)件間的快速組裝。
c)降低了大粒度業(yè)務流程構(gòu)件的復雜度。由于引入了子流程的概念，并由此產(chǎn)生了將活動定義映射成特定的工作流構(gòu)件的組裝機制，使得復雜的業(yè)務流程構(gòu)件可以輕易地被拆分成多個更為簡單的子流程構(gòu)件，而子流程構(gòu)件仍然可進一步細分為更簡單的子流程構(gòu)件，實現(xiàn)了對大粒度業(yè)務流程構(gòu)件復雜性的分解。
5 結(jié)束語
本文將工作流中業(yè)務流程建模技術(shù)應用到構(gòu)件模型當中，提出了工作流構(gòu)件模型的概念。經(jīng)過在其他子系統(tǒng)中的應用，證明了工作流構(gòu)件具有較為靈活的流程建模能力。本文僅完成了構(gòu)件模型的設計和物理實現(xiàn)，今后還將研究工作流構(gòu)件的識別和自動化組裝方法。
發(fā)表于 @ 2009年03月11日 15:12:00 | 評論( 0 ) | 編輯| 舉報| 收藏
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