嵌入式工作流引擎的設(shè)計與應(yīng)用

摘要：計算機硬件需要中央處理器，而計算機軟件則需要中央控制器—工作流引擎。工作流引擎不但可以靈活控制軟件的業(yè)務(wù)邏輯，快速適應(yīng)需求的變化，還可以大大提高軟件的開發(fā)效率，為公司節(jié)省成本提高競爭力。文章介紹了嵌入工作流引擎的設(shè)計思想與實現(xiàn)方法。

關(guān)鍵詞：工作流引擎；應(yīng)用開發(fā)；Java；Hibemet；Servlet

0 引言

在每個軟件工程項目中，軟件工程師都會面對的一個問題是：邏輯，即遵循一定規(guī)律的流程。流程可能是業(yè)務(wù)流程，也可能是生產(chǎn)流程。軟件就是為這些流程量身定造的用于提高工作或生產(chǎn)效率的產(chǎn)物。因此在軟件的開發(fā)過程中，程序員都不斷地用重復的代碼去塑造出這些流程，即業(yè)內(nèi)人士所述的工作流。然而，在軟件的維護過程中，往往由于業(yè)務(wù)或生產(chǎn)流程的變化，使得軟件必須作出相應(yīng)的修改。于是開發(fā)人員又要面臨修改代碼的任務(wù)。簡單的流程代碼倒不成問題，若碰上比較復雜的流程，則需花上較長時間去弄清楚代碼的結(jié)構(gòu)然后才能著手去修改，既費勁又容易出錯。于是，有人便提出把整個軟件流程圖形化地表現(xiàn)出來，而且可以自定義。工作流引擎便應(yīng)運而生。工作流引擎不僅解決了軟件維護上的問題，而且它可以靈活地應(yīng)用于不同的項目中，減少代碼的編寫量，從而加速軟件的開發(fā)過程。例如：業(yè)務(wù)流程A->B->C->B，用工作流引擎的方法表示如圖1所示。

顯然用工作流引擎的方法定義流程，既邏輯清晰又形象。倘若業(yè)務(wù)邏輯需要變化，只需在工作流引擎上把流程方向線修改一下便可，免除了改動代碼并且重新編譯程序的麻煩。越復雜的流程越能體現(xiàn)它的優(yōu)點。

工作流引擎既然是為開發(fā)人員而設(shè)計的，當然是嵌入到軟件開發(fā)項目中的，它在整個軟件中起到了大腦的作用。幾乎所有相關(guān)的外圍程序都由它統(tǒng)一管理與觸發(fā)。例如圖1中的ExcuteA()就是我們所說的外圍程序。在實際開發(fā)的過程中，程序員只需編寫外圍程序然后把程序掛接到工作流引擎中適當?shù)奈恢帽憧伞＞拖窆S的生產(chǎn)線一樣，不同的階段做不同的加工。程序員只需管各階段怎么加工，而什么時候做什么加工就交給工作流引擎去做。

1 靈動的工作流引擎的設(shè)計思想

工作流引擎要求設(shè)計靈活，適應(yīng)性強，才便于嵌入到各種項目中使用。圖2是一個輕量級工作流引擎設(shè)計方案，系統(tǒng)整體架構(gòu)采用三層結(jié)構(gòu)。

第一層是以Java Applet嵌入Web中實現(xiàn)的客戶端。該客戶端的優(yōu)點在于不需安裝而實時下載到IE中使用，在應(yīng)用開發(fā)中免去了由于平臺更新所帶來的客戶端重裝的麻煩。而且Java Applet在圖形界面方面的技術(shù)已經(jīng)日趨成熟，利用Java中的AWT與Swing組件能較好地實現(xiàn)流程自定義界面的功能。當然優(yōu)點的背后常常隱藏著缺點，這種做法必須以犧牲客戶端資源為代價。

第二層是以WebSphere為Web服務(wù)器的中間層。該層內(nèi)部又分為兩層，上層是Java Servlet，下層是Hibemet。JavaServlet負責與客戶端的Applet通信；而Hibemet則負責Oracle數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)存取操作。兩者之間也進行著密切的數(shù)據(jù)交流，共同構(gòu)建整個系統(tǒng)程序的主體。此處采用Hibemet作數(shù)據(jù)庫存取的中間件還有一個重要的優(yōu)點就是Hibernet能靈活地支持多種數(shù)據(jù)庫類型，以持久化的思想代替數(shù)據(jù)庫存儲的思想。倘若在應(yīng)用開發(fā)中的系統(tǒng)采用的不是Oracle數(shù)據(jù)庫，只需對Hibernet的設(shè)置作少量改動，工作流引擎便可兼容。

第三層是Oracle數(shù)據(jù)庫，負責高效的數(shù)據(jù)存取操作。

2 靈動的工作流引擎的實現(xiàn)

2.1 界面功能

界面布局分為四個區(qū)：功能按鍵區(qū)、樹型目錄區(qū)、流程元素區(qū)以及流程開發(fā)區(qū)，如圖3所示。

功能按鍵區(qū)：包括新建、保存、刪除以及退出等功能按鍵。樹型目錄區(qū)：其實就是把多個已存儲的流程按樹型結(jié)構(gòu)顯示出來。流程元素區(qū)：包含開始節(jié)點、結(jié)束節(jié)點、普通節(jié)點以及方向線等流程中的元素。可把流程元素拖到流程開發(fā)區(qū)進行流程定義。流程開發(fā)區(qū)：進行流程定義的地方。在該區(qū)域可以自由地新建和拖動流程元素。

2.2 流程控制的實現(xiàn)

在數(shù)據(jù)庫中建立三個表，分別是：

(1)節(jié)點表：用于存儲流程中的節(jié)點屬性。包括名字、節(jié)點權(quán)限、在定義區(qū)的位置、所屬流程編號等。

(2)流向表：用于存儲流程的方向線。包括出發(fā)節(jié)點、指向節(jié)點、所屬流程編號、以及下面講述到的觸發(fā)函數(shù)和代謝函數(shù)。

(3)流程控制表：此表是流程控制的中心表。包括每個具體業(yè)務(wù)記錄的編號、當前所在節(jié)點編號(與節(jié)點表關(guān)聯(lián))、所屬流程編號。每個新業(yè)務(wù)的辦理都必須先往該表插入一條新記錄。通過該表的信息可以查詢出當前用戶所屬節(jié)點有哪些待辦的業(yè)務(wù)。當用戶點擊按鈕把業(yè)務(wù)推向下一節(jié)點時，聯(lián)合流程控制表與流向表便可知道下一個節(jié)點是什么。只需在程序中把流程控制表中的“當前所在節(jié)點編號”字段修改為下一個節(jié)點編號，便可實現(xiàn)業(yè)務(wù)跟隨所定義的流程流轉(zhuǎn)從而到達流程控制的目的。

2.3 節(jié)點的權(quán)限

在圖3所示的流程處理中，需要提供一個對節(jié)點權(quán)限設(shè)置的功能，如圖4所示。

在每個節(jié)點的屬性中可以設(shè)置可讀寫用戶和只讀用戶權(quán)限。輸入框中填入應(yīng)用系統(tǒng)的用戶登錄名用“，”隔開。在開發(fā)過程中用SQL查詢流程控制表和節(jié)點表便可得到當前登錄用戶在哪些節(jié)點，有哪些待辦任務(wù)，從而形成待辦業(yè)務(wù)列表提醒用戶辦理。

2.4 外圍程序調(diào)用

工作流引擎只承擔軟件中的大腦的作用，不實現(xiàn)任何的具體業(yè)務(wù)程序。為了實現(xiàn)工作流引擎對這些外圍的業(yè)務(wù)邏輯程序的調(diào)用，需要在節(jié)點屬性中添加兩個屬性觸發(fā)函數(shù)與代謝函數(shù)。

觸發(fā)函數(shù)是在用戶辦理業(yè)務(wù)時觸發(fā)的業(yè)務(wù)程序。例如觸發(fā)函數(shù)可以是一個彈出信息填寫界面的程序方法，在不同節(jié)點可以調(diào)用不同的觸發(fā)函數(shù)來實現(xiàn)該節(jié)點的業(yè)務(wù)辦理。代謝函數(shù)則在用戶辦理完該節(jié)點的業(yè)務(wù)后，點擊按鈕把業(yè)務(wù)推向下一節(jié)點時執(zhí)行。它可以用于例如信息的補全或其他由程序自動完成的業(yè)務(wù)邏輯。

外圍程序的調(diào)用運用了Java中的接口實現(xiàn)方式。在工作流引擎中定義有觸發(fā)函數(shù)接口和代謝函數(shù)接口(類的其中一種)。接口中分別定義一個主方法mainFunction()。所有觸發(fā)函數(shù)類和代謝函數(shù)類分別實現(xiàn)這兩個接口。類的名稱填寫在節(jié)點屬性中的觸發(fā)函數(shù)和代謝函數(shù)輸入框，如圖5所示。

利用Java的反射機制，工作流引擎可以自動用所填寫的類名稱來實例化所對應(yīng)的接口，然后統(tǒng)一調(diào)用主方法mainFunc-tion()，從而達到觸發(fā)該節(jié)點所對應(yīng)的外圍業(yè)務(wù)程序的目的。代碼實現(xiàn)片斷如下：

觸發(fā)函數(shù)接口：

public interface TrigerFunctionInterface｛

boolean mainFunction()；

//定義主方法，用于觸發(fā)函數(shù)與代謝函數(shù)實現(xiàn)

}

觸發(fā)函數(shù)類：

public class BussinessLogic implements

TrigerFunctionInterface｛

public boolean mainFunction(){

try{

…//業(yè)務(wù)邏輯代碼

return true；

｝catch(Exception e){

e printStackTrace();

return 1；

｝

｝

｝

工作流引擎中運用Java反射機制調(diào)用觸發(fā)函數(shù)類方式：

public class Trigger{

try ｛

//加載觸發(fā)函數(shù)類BussinessLogic

Class bussinessClass＝Class.forName(“BussinessLogic”)：

//實例化觸發(fā)函數(shù)類BussinessLogic

Object bussinessObject=bussinessClass.newlnstance()；

Ctassl]classPara＝new Class[1]；

classPara[0]＝String.classi

//加載主方法mainFunction

java lang.reflect.Method mainFunction＝bussinessClass

.getMethod(“mainFunction”，1)：

//調(diào)用主方法mainFunction

mainFunction.invoke(bussinessObject，1)；

}catch(Exception e)｛

e printStackTrace()：

｝

｝

2.5 并聯(lián)流程

有時候業(yè)務(wù)流程并不是單線而是并聯(lián)進行的。如圖3所示，業(yè)務(wù)同時經(jīng)過部門B、部門c和部門D審批，他們之間沒有先后順序。此時流程控制表需要插入三條記錄分別對應(yīng)于不同部門節(jié)點。所以為了兼容這并聯(lián)的案例，當業(yè)務(wù)被推向下一節(jié)點時，應(yīng)該把流程控制表中的原記錄刪除，重新插入新記錄，而不只是像2.2所述的修改“當前所在節(jié)點編號”來實現(xiàn)。

經(jīng)過三個部門同時審批后業(yè)務(wù)匯合到部門E。這里會出現(xiàn)兩種情況：一、需要經(jīng)過三個部門的審批部門E才可辦理；二、只需經(jīng)其中一個部門審批部門E便可辦理。為了實現(xiàn)這兩種需求，需要在節(jié)點中添加一個屬性“匯合”類型，可選值“與合”和“或合”。當選擇“與合”時，并聯(lián)的部門之間的關(guān)系便是“與”的關(guān)系，即實現(xiàn)情況一的需求。當選擇“或合”時，并聯(lián)的部門之間的關(guān)系便是“或”的關(guān)系，即實現(xiàn)情況二的需求。

2.6子流程

對于復雜的流程，由于節(jié)點太多?？雌饋礤e綜復雜，所以把流程分為主流程和若干個子流程是很必要的。假設(shè)部門E在辦理時候也需要經(jīng)部門內(nèi)部幾個職員才能把業(yè)務(wù)辦理完。則需要在部門E的節(jié)點內(nèi)定義子流程。子流程與主流程的隸屬關(guān)系可以在圖3中的樹型目錄區(qū)表現(xiàn)出來。

3 結(jié)束語

隨著國內(nèi)軟件業(yè)的逢勃發(fā)展，競爭越來越激烈，誰能開拓更高效率、更高質(zhì)量的軟件開發(fā)理念，誰就有條件在競爭中立于不敗之地。而工作流引擎正是競爭者具備這種條件的重要武器。相信工作流引擎將會發(fā)展成今后的開發(fā)平臺，在開發(fā)平臺上擁有自己的編程語言并可靈活地調(diào)用來自不同系統(tǒng)的程序接口，必將把軟件開發(fā)效率提升到新的高度。