BPMN到BPEL模型轉(zhuǎn)換的研究

【摘 要】業(yè)務(wù)流程執(zhí)行語言BPEL的抽象級(jí)別并不適合業(yè)務(wù)流程分析與設(shè)計(jì)，相反，BPMN提供了更高級(jí)別的抽象模型。為了讓編寫業(yè)務(wù)流程既滿足業(yè)務(wù)分析與設(shè)計(jì)人員的直觀和可視化要求，又要使得設(shè)計(jì)的業(yè)務(wù)流程可以直接執(zhí)行，那么從BPMN模型到BPEL的轉(zhuǎn)換就變得很有必要了。本文首先對(duì)BPMN與BPEL的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹，然后對(duì)BPMN中的基礎(chǔ)元素進(jìn)行了分類，并分別提出了各個(gè)類型中的元素到BPEL元素的映射。

【關(guān)鍵詞】業(yè)務(wù)流程建模符號(hào)；業(yè)務(wù)流程執(zhí)行語言；模型轉(zhuǎn)換

1 前言

在現(xiàn)代的業(yè)務(wù)流程管理（BPM）中的一個(gè)很重要的特點(diǎn)是能夠?qū)⒏鞣NWeb服務(wù)按照既定的規(guī)則編排成可執(zhí)行的業(yè)務(wù)流程，在這個(gè)過程中，業(yè)務(wù)流程規(guī)范是整個(gè)流程的基礎(chǔ)和核心內(nèi)容，目前有很多規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，主要分為兩種，一種是基于有向圖的，這個(gè)適合業(yè)務(wù)流程設(shè)計(jì)人員使用，比如BPMN；另一種是基于塊結(jié)構(gòu)語言的，這適合流程引擎解釋執(zhí)行，比如WS-BPEL。建立BPEL業(yè)務(wù)流程模型的最終目的是可以在引擎中執(zhí)行，然而，BPEL的抽象級(jí)別并不適合業(yè)務(wù)流程分析與設(shè)計(jì)，相反，BPMN提供了更容易接受的更高級(jí)別的抽象模型。因此，為了讓編寫業(yè)務(wù)流程既滿足業(yè)務(wù)分析與設(shè)計(jì)人員的直觀和可視化要求，又要使得設(shè)計(jì)的業(yè)務(wù)流程可以直接執(zhí)行，那么從BPMN模型到BPEL的轉(zhuǎn)換就變得很有必要了。然而，它們之間的轉(zhuǎn)換存在著諸多的問題，并且在轉(zhuǎn)換過程中也會(huì)存在很多的限制，因此，本文只是對(duì)BPMN的基礎(chǔ)元素和流程模型到BPEL的轉(zhuǎn)換進(jìn)行研究。

1.1 BPMN與BPEL介紹

以下對(duì)BPMN和BPEL兩種建模語言進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹，并分別給出基礎(chǔ)的建模元素。

1.2 BPMN

業(yè)務(wù)流程建模與標(biāo)注（BPMN， Business Process Modeling Notation）是對(duì)象管理組織（OMG， Object Management Group）維護(hù)的關(guān)于業(yè)務(wù)流程建模的行業(yè)性標(biāo)準(zhǔn)。BPMN的主要目標(biāo)是通過提供一套既符合業(yè)務(wù)分析與設(shè)計(jì)人員直觀和可視化需求，又能表現(xiàn)復(fù)雜流程語義的圖形標(biāo)注和建模方式，同時(shí)也為技術(shù)開發(fā)人員從事業(yè)務(wù)流程管理提供支持。BPMN基本上涵蓋了業(yè)務(wù)流程建模以及工作流建模的所有的元素和應(yīng)用需要，因此，它包含了許多不同的圖形符號(hào)，總的來說可以將這些圖形分為：流對(duì)象（Flow Objects）、任務(wù)（Task）、連接對(duì)象（Connecting Objects）、網(wǎng)關(guān)（Gateway）、容器（Container）等。

1.3 BPEL

BPEL是基于web服務(wù)的業(yè)務(wù)流程執(zhí)行語言，是專門為整合Web Service而制定的一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

BPEL基元活動(dòng)是與外界進(jìn)行交互的最簡(jiǎn)單的形式，與服務(wù)進(jìn)行交互、操作、傳輸數(shù)據(jù)或者處理異常等，BPEL的基元活動(dòng)包括如下：

流程用于和外界進(jìn)行交互的基元活動(dòng)：receive、invoke、reply；

流程用于傳輸數(shù)據(jù)的基元活動(dòng)：assign；

通過throw活動(dòng)發(fā)出故障信號(hào)；

通過terminate活動(dòng)放棄所有流程實(shí)例的執(zhí)行；

通過wait活動(dòng)使流程等待一段時(shí)間或到達(dá)某個(gè)截止期限后再執(zhí)行；

通過empty活動(dòng)不執(zhí)行任何的動(dòng)作；

通過compensate活動(dòng)做一些補(bǔ)償動(dòng)作，通常需要和scope聯(lián)合使用；

結(jié)構(gòu)活動(dòng)主要是用來規(guī)定基元活動(dòng)發(fā)生的順序，BPEL4WS的結(jié)構(gòu)化的活動(dòng)包括如下：

活動(dòng)之間的順序控制由 sequence、switch 和 while來實(shí)現(xiàn) ；

活動(dòng)間的并發(fā)和同步由 flow 來實(shí)現(xiàn)；

基于外部事件的不確定的選擇由 pick 來實(shí)現(xiàn)。

2 轉(zhuǎn)換方法

目前，存在許多的BPMN到BPEL的映射方法，比如在文獻(xiàn)中，Gao Yi提出了一種將GOTO結(jié)構(gòu)消除的思路來解決BPMN到BPEL映射的問題，他認(rèn)為BPMN是一種類似具有GoTo結(jié)構(gòu)的程序語言，而BPEL則是不包含GoTo結(jié)構(gòu)的程序語言；文獻(xiàn)提出了一套完整的解決BPMN到BPEL映射問題的方案，在這個(gè)方案中，定義了一個(gè)BPD的核心子集，然后將BPD的子集轉(zhuǎn)換成塊結(jié)構(gòu)，并用“component”來表示轉(zhuǎn)換后的BPD的子集。

不同于以上提出的映射方法，本文認(rèn)為BPMN是面向圖形結(jié)構(gòu)的而BPEL卻是塊結(jié)構(gòu)的，并且BPMN流程的方向是可以任意的，而BPEL流程方向是固定的。同時(shí)，由于BPMN與BPEL的基本結(jié)構(gòu)類似，并且在元素上都有相關(guān)的映射，因此本文提出的映射方式就是BPMN的元素一一對(duì)應(yīng)的映射成BPEL元素，暫且不考慮更加復(fù)雜的流程關(guān)系。

BPMN模型元素主要分成兩個(gè)類型，一個(gè)是用于流程控制的結(jié)構(gòu)元素，另一個(gè)是其他的節(jié)點(diǎn)元素，其中子流程也算是節(jié)點(diǎn)元素，只不過是一種復(fù)合型節(jié)點(diǎn)。

2.1基本結(jié)構(gòu)的映射

BPMN流程控制結(jié)構(gòu)主要分為順序、并行、選擇和循環(huán)。這些對(duì)應(yīng)BPEL中的，，， 元素。以下通過一些簡(jiǎn)單的例子來說明兩者之間的轉(zhuǎn)換。

（1）順序結(jié)構(gòu)（Sequence）

（2）并行結(jié)構(gòu)（flow）

（3）選擇結(jié)構(gòu)（switch）

（4）循環(huán)結(jié)構(gòu)（while）

以上四種流程結(jié)構(gòu)是最常用的，除此之外還有其他的一些元素可以加入到這些結(jié)構(gòu)中，并且這些結(jié)構(gòu)可以混合著使用，這樣可以構(gòu)建功能更加強(qiáng)大的業(yè)務(wù)流程模型。

2.2 節(jié)點(diǎn)元素映射

下面給出了一些常見的BPMN節(jié)點(diǎn)元素以及子流程的映射過程

（1）流程開始事件：BPEL的”pick”或者是”receive”活動(dòng)對(duì)象

（2）流程的終止事件：”terminate”元素

（3）收到消息并觸發(fā)任務(wù)活動(dòng)：

（4）定時(shí)任務(wù)或者是周期性觸發(fā)任務(wù)：映射為”receive”，并且需要使用”wait”元素來表示等待的時(shí)間，然后再使用”invoke”元素向”receive”發(fā)送消息。

（5）錯(cuò)誤產(chǎn)生：”throw”元素

（6）嵌入式子流程：BPEL中對(duì)立的流程。

（7）獨(dú)立型的子流程：BPEL中對(duì)立的流程，下級(jí)對(duì)象本身會(huì)被映射成”invoke”元素，用于調(diào)用這個(gè)流程

除了以上給出的BPMN向BPEL映射的元素節(jié)點(diǎn)以外，還有其他可映射的元素。特別是在BPMN2.0中包含了更加豐富的元素，而能夠轉(zhuǎn)換或者轉(zhuǎn)換之后有意義的元素只是占了BPMN元素集的一部分。

3 總結(jié)與展望

本文首先介紹了BPMN與BPEL這兩種業(yè)務(wù)流程建模語言，并給出兩者之間的不同之處，以及在實(shí)際建模過程中的互補(bǔ)作用，從而提出進(jìn)行轉(zhuǎn)換的必要性。然后在轉(zhuǎn)換方法方面，將BPMN元素分成了流程控制元素和節(jié)點(diǎn)元素，并分別給出了這兩類元素的映射方法。本文中的方法主要是針對(duì)基本元素和流程進(jìn)行的，在今后的工作中，將會(huì)對(duì)更加復(fù)雜的業(yè)務(wù)過程提出轉(zhuǎn)換方法，并以此實(shí)現(xiàn)相關(guān)的轉(zhuǎn)換工具。

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