毕业设计论文_通用的轻量级工作流系统设计与实现(编辑修改稿)

毕业设计论文_通用的轻量级工作流系统设计与实现(编辑修改稿)内容摘要：

Task）：活动和工作项的统一表示，在工作流定义的上下文动，在工作流实例的上下文中表示工作项。 路由（ Routing）：工作流实例中任务间的关系，基本的路由关系（ Sequence）、选择（ Choice）、派生（ Fork）、合并（ Merg（ Synchronization）等。 组织（ Organization）：任务执行所需要的，一般指参与者，可以也可以是人。 发展与产品 工作流技术的起源可以追溯到上个世纪 80 年代初期，一些公司、企业建立了自己专用的或者可商品化的表单传递应用系统 (Forms routing applications)，通常运行在大型机或小型机上，用于实现日常表单处理的电子化与自动化。 这种表单传递应用系统解决了纸张在信息的处理、组织、存储以及查询检索方面都是低效的。 这种系统可以看成是现代工作流管理系统的一个雏型。 80 年代中期， FileNet 和 View Star 等公司率先把图像扫描、复合文档、结构化路由 (Structured Routing)、实例 跟踪、关键字索引以及光盘存储等功能结合在一起，形成了一种全过程支持某些业务流程的集成化的软件（包），这便是早期的工作流管理系统。 这些公司就是开拓工作流产品市场的先驱者。 这个时期比较典型的工作流产品有FileNet 于 1984 年推出的 WorkFlo Business System， View Star 于 1988 年推出的 View Star。 这种集成化软件系统为企业简化与重组自己的关键业务流程提供了一种非常合适的方案，但是限于当时的计算机发展水平，它所集成的功能较为简单而已。 90 年代，工作流技术的标准化组织工作流管 理联盟（ Workflow Management Coalition）于 1993 年成立。 它的成立标志着工作流技术在计算机应用研究领域之中被明确地划分出了自己的一席之地，相应的概念与术语也有了标准。 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、移动式计算、 Inter 服务等都已被容纳到工作流管理系统之中。 同时，随着计算机的普及、网络的延 伸，现代企业的信息资源越来越表现出一种异构、分布、松散耦合的特点，企业 的分散性、 决策制定的分散性、对日常业务活动详尽信息的需求以及 Client Server 体系结构、分布式处理技术 (CORBA， WWW， OLE， JAVA)的日益成熟，都说明了这样一个事实：集中式信息处理的时代已经过去，实现大规模的异构分布式执行环境，使得相互关联的任务能够高效运转并接受密切监控已成为一种趋势。 在这种不可抗拒的技术背景下，工作流管理系统也由最初的创建无纸办公环境转而成为同化企业复杂信息环境、实现业务流程自动执行的必要工具。 这样的一个转变，把工作流技术带入了一个崭新的发展阶段，使得人们从更深的层次、更广的领域 上对工作流展开了研究。 进入 21 世纪的今天，工作流技术的应用已经普及，工作流技术的研究主要分为两方面内容：一是为工作流技术的发展解决理论上存在的问题，探讨工作流模型和语义的形式化表示方法等；二是从工作流实现技术的角度探讨利用先进的技术提高工作流管理系统的性能和可靠性。 工作流技术的研究方向主要集中在以下几个方面： （ 1）分布式系统； （ 2）构件化设计，主要为了增强系统的扩展性； （ 3）基于事件的工作流管理系统； （ 4）基于 Web 的工作流系统，这种 B/S 结构系统逐渐成为当前的主流； （ 5）支持动态建模的工作流系 统； （ 6）异常的处理和错误恢复问题； （ 7）融入事务管理概念； （ 8）支持各种平台，如移动嵌入式系统平台； （ 9）支持离线操作； （ 10）支持定制界面。 近年来，工作流产品的市场逐年增长，市场上已经有许多商家的各种工作流产品，根据不同工作流系统所采用的任务项传递机制的不同可以把当前的工作流产品分为以下四类： (1)基于文件的工作流系统 —— 以共享文件的方式来完成任务。 这种类型的产品是产生最早、发展最成熟、最具多样性的，通常包含有 Client Server 模式的图像、文档与数据库管理系统 .代表产品有 FileNet 的 Visual WorkFlo，IBM 的 FlowMark， InConcert 的 InConcert。 (2)基于消息的工作流系统 —— 通过用户的电子邮件系统来传递文档信息。 这种类型的产品都已实现了与一种或多种电子邮件系统的集成。 代表产品有 Novell 与 FileNet 合作开发的 Ensemble、 JetForm 的 InTempo，Keyfile 的 Keyflow。 (3)基于 Web 的工作流系统 —— 通过 WWW 来实现任务的协作。 这一类产品起步较晚（在 1995 年以后），但是发展迅速，已成为一种最新的市场流行趋势。 许多供应商纷纷开 发新产品或者在原有产品的基础上增加对 Web 的支持。 代表产品有Action Technologies 的 Action Works Metro， Ultimus 的 Ultimus。 (4)群件与套件系统 —— 依据划分标准，这一类产品与前面 3 种有很大程度的重叠，但是在这里却有必要把它们单独划分成一类，因为这类产品都需要依赖自己系统的应用基础结构，包括消息传递、目录服务、安全管理、数据库与文档管理服务等，它们本身就构成了一个完整的应用开发环境。 代表产品有 IBM Lotus的 Lotus Notes， Microsoft的 Office与 Exchange，Novell 的 GroupWise。 工作流管理系统（ WfMS， Workflow Management System）是指运行在一个或多个工作流引擎的软件上用于定义、实现和管理工作流运行的一套软件系统，人机交互，推进工作流实例的执行，并监控其工作状态。 工作流管理系统可称为企业的业务操作系统。 工作流管理系统的功能 每个业务过程都有一个生命周期，从几分钟到几天（甚至数月），由过程的复杂性与组成活动的持续时间来决定。 有多种方法实现工作流管理系统，使用多种 IT 和通讯组件，运行环境可以从一个小的本地工作组到企业间。 因此， WfMC 参考模型从各种角度考虑工作流管理系统，希望提供各种不同的实现技术、运行环境。 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，在过程建模和工作流引擎的设计和实现方式上不同，但所有的 WfMS 表现出某种共同的特性，这为不同产品间的集成、协同工作提供了基础。 所有的工作流管理系统都相同的特性，即为下边的三个功能提供支持： (1)建立时期（ Buildtime）功能，定义、模拟工作流过程，及其组成活动。 建立时期的功能负责产生业务过程的计算 机化定义。 在这个阶段，通过使用一个或多个分析、建模和系统定义工具，把实际中的业务过程转变成形式的、计算机可以处理的定义。 通常把定义的结果称为过程模型、过程模板、过程元数据、或者 过程定义。 在本文中，称为“过程定义（ process definition）”。 过程定义由一些列的分散的活动、相关的计算机、人员操作、活动间控制过程进程的规则构成。 可以用文本、图形或者语言符号来表示过程定义； (2)运行时期（ Runtime）控制功能，在运行环境中管理工作流过程，管理不同活动执行顺序。 在运行时期，过程定义由负责创建、 控制过程实例的软件所解释，这个软件还要负责安排过程中各个活动的执行时间，调用适当的人员、 IT 应用程序资源等。 这些运行时期的过程控制功能就象过程定义中描述的过程与现实所见到的实际过程间的链接，反映在运行时期的与用户和 IT 应用程序间的交互。 核心组件是基本的工作流管理控制软件（引擎， engine），负责过程的创建和删除，控制运行过程中活动的执行时间安排，以及与人或应用工具资源进行交互。 引擎经常是分布在多个计算机平台上的，用来处理地理上分布的操作过程； (3)运行时期与用户、 IT 应用程序（工具）的交互。 在活动间转移 控制、确定过程的运行状态、调用应用工具、传递适当的数据等，都必须与过程控制软件进行交互。 制定标准的框架来支持这种交互，可以在多工作流系统中使用一致的接口，可以开发工作于不同工作流产品中的通用应用工具。 具体见图 22。 图 22 工作流管理系统特性图 工作流管理系统的体系结构 尽管市场上的工作流产品是各种各样的，但是已证明可以构建一个通用的工作流系统实现模型，这个模型可以适用于市场上的大多数产品，因此为开发协同工作的工作流系统奠定了基础。 通用工作流管理系统 的体系结构如图 23 所示： 图 23 工作流管理系统的体系结构图 (1)过程定义 过程定义是用来创建一个计算机可以处理的形式的过程描述。 可能要以形式过程定义语言、对象关系模型、简单的系统、脚本、或者在参与者间进行信息传递的路径集为基础。 过程定义包含工作流执行软件运行过程所需的过程所有详细信息。 包括过程的开始和结束条件、组成活动、在活动间进行导航的规则、需执行的用户任务、可能会被调用的应用程序、所有工作流相关数据的定义等。 过程定义可能会涉及到一个组织 /角色模型，模型包含组织结构和组织中的角色等信息。 从而使过 程定义，在与具体活动或信息对象相关的组织实体和角色功能方面十分详细。 工作流执行服务器负责把工作流运行环境中的参与者与相应的组织实体或角色联系起来。 过程定义与（运行时期）工作流相关数据协作，一同用来控制过程中活动的、提供活动的进入与退出条件、不同活动的并行执行、顺序执行选项、用户任务、与每个活动相关的 IT 应用程序等。 如果过程定义包括组织模型 /角色实体类型，那么完成以上任务，需要访问组织 /角色模型数据。 (2)过程定义工具 过程定义工具是以计算机能够处理的形式进行过程的描述。 它可以基于形式化的过程定义语言，也可 以是对象关系模型。 对于最简单的系统，也可以采用脚本或一组路径选择命令的方式来描述信息在不同的参与者之间的传递。 过程定义工具可以是工作流管理系统的一部分，也可能作为业务过程分析产品的一部分来提供给用户。 如果是后者，则该工具必须能够提供和理解工作流管理系统所使用的特定格式的过程定义，即不同的过程定义工具可以输人输出相同格式的过程定义信息，同一工作流产品可以运行不同过程定义工具产生的过程定义信息。 为了实现不同工作流产品之间的互操作，必须要有兼容的转换格式，与运行时期的工作流软件进行过程定义的相互转换。 因此，工作流 接口的标准化和规范化非常必要。 (3)工作流执行服务和工作流引擎 工作流执行服务负责解释过程定义、控制过程实例、安排活动的执行顺序、向用户工作表中添加工作项目、调用应用工具。 工作流执行服务通过一个或多个工作流引擎为过程实例和活动的执行提供运行环境，主要完成以下功能： 1)过程定义的实例化：解释已由过程定义工具产生的需要执行的过程定义，根据过程定义和过程执行所需要的初始条件和执行参数，初始化过程执行环境； 2)控制过程实例和活动实例的状态转换； 3)为过程执行导航：依据过程定义和工作流相关数据来导航过程实例， 如根据过程定义中的起始和结束条件启动和结束过程实例；根据活动间的关联和转移条件决定需要开始执行的下一个或多个活动等等； 4)与外部资源的交互：工作流执行服务与外部资源的交互方式主要有两种，即活动参与者应用接口和应用程序调用接口。 对于活动参与者应用接口，工作流引擎通过图 23 中所示的任务表管理器，基于工作列表和活动参与者进行数据交换。 而对于需要调用相应应用程序、组件或 Web services 来自动化完成的情况，应该采用标准化的接口或中间件性质的代理方式，其中代理方式更为灵活，不同的应用只需进行相应的二次开发即 可实现自动调用； )维护工作流控制数据和工作流相关数据：过程实例在执行的过程中需要维护不同过程和活动实例的内部状态信息，以及工作流引擎用于协调和恢复的各种检查数据和恢复 /重启信息等，还包括需要向用户传递和用户输入的相关数据。 工作流引擎负责执行服务器中的部分（或者全部）运行控制环境。 WfMC 对工作流引擎的定义是：为工作流实例提供运行时期的执行环境的软件服务器或引擎。 工作流引擎是工作流管理系统的心脏，是业务处理过程的任务调度器，在某种程度上还是资源的分配器。 在采用工作流管理系统支持经营过程中，工作流引擎可以看成是 一个业务操作系统 BOS（ Business Operating System）。 业务过程在它的管理、监控之下运行，因此工作流引擎的性能和可靠性就直接决定了业务过程的运行效率和安全性。 工作流引擎主要完成以下功能： 1)实例化及执行工作流流程模型 :解释工作流流程模型定义，根据流程执行需要的初始条件和执行参数生产工作流实例，运行流程实例并管理其运行过程。 这里需要指出的是，一个流程模型实际是业务过程的一个模板，它可以被执行多次，也可以有多个有关这个流程模型的实例在同时运行。 如文档处理流程，每当来了一个新的文档时，它都 启动一个新的工作流程，只不过每个流程处理的文档不同而已。 因此，运行多个文档处理流程的模型的实例意味着有多个文档在被处理。 2)为流程和活动的执行进行导航 :根据流程定义和工作流相关数据，为流程实例的运行进行导航，如根据流程的进入和退出的条件启动和终止一个流程实例；根据活动之间得关联和活动得执行条件，决定并行或串行执行后继活动；给用户提供需要操作的工作流工作项信息，或。