基于WF狀態(tài)機(jī)工作流的日常工作管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

錢維平，王 堅(jiān)

（同濟(jì)大學(xué) CIMS 研究中心，上海 201804）

0 引言

Windows Workflow Foundation（WF）是關(guān)于工作流的架構(gòu)，它提供了可視化的界面工具，并且支持在ASP.NET 應(yīng)用程序中直接執(zhí)行工作流[1]。這些優(yōu)點(diǎn)使得開發(fā)者可以在WF 中建模并定義規(guī)則來描述系統(tǒng)的處理過程，從而能夠有效地實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的自動(dòng)化處理。

本文以企業(yè)日常工作管理系統(tǒng)為例，以ASP.NET為開發(fā)平臺(tái)，通過分析工作業(yè)務(wù)處理過程中所要經(jīng)歷的步驟，然后在WF 工作流的設(shè)計(jì)平臺(tái)下使用工作流模型模擬相關(guān)業(yè)務(wù)的處理過程，從而有效地解決了傳統(tǒng)日常工作管理系統(tǒng)由于流程變化所帶來的許多問題。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)采用的是基于MVC 的三層體系架構(gòu)。它將整個(gè)系統(tǒng)業(yè)務(wù)的處理按照Model（模型）、View（視圖）、Controller（控制器）的方式進(jìn)行分離，三個(gè)核心部件處理各自的任務(wù)[2]。MVC 三層體系架構(gòu)設(shè)計(jì)模式如圖1 所示。

圖1 MVC 三層體系架構(gòu)設(shè)計(jì)模式Fig.1 MVC three-layer architecture design pattern

模型封裝了系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中的字段及相應(yīng)的業(yè)務(wù)規(guī)則和邏輯關(guān)系，并包含了數(shù)據(jù)驗(yàn)證等相關(guān)的業(yè)務(wù)操作。

視圖代表用戶交互界面，如本系統(tǒng)中發(fā)布人發(fā)布工作頁(yè)面等，視圖頁(yè)沒有任何邏輯代碼，用于將用戶動(dòng)作傳遞給控制器，并以可視化界面的形式將相應(yīng)模型中的數(shù)據(jù)顯示出來[3]。

控制器將數(shù)據(jù)發(fā)送給模型，執(zhí)行模型中的操作，最后呈現(xiàn)合適的工作管理系統(tǒng)頁(yè)面。

1.2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)需建立日常工作數(shù)據(jù)庫(kù)（DailyWork）和持久化服務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)（WorkflowPersistence）。日常工作數(shù)據(jù)庫(kù)（DailyWork）用來存儲(chǔ)和管理系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)庫(kù)中有總公司日常工作記錄表、子公司日常工作記錄表、企業(yè)信息表以及企業(yè)職員信息表。持久化服務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)保存了未完成的工作流實(shí)例。系統(tǒng)數(shù)據(jù)表詳見表1。

表1 系統(tǒng)數(shù)據(jù)表Tab.1System datasheet

2 系統(tǒng)中的主要技術(shù)與實(shí)現(xiàn)

2.1 WF 的基本工作原理

工作流實(shí)例的執(zhí)行按照預(yù)先定義好的規(guī)則進(jìn)行，工作流實(shí)例執(zhí)行時(shí)的環(huán)境由工作流運(yùn)行時(shí)提供[4]。宿主應(yīng)用程序承載工作流運(yùn)行時(shí)類的實(shí)例，并由工作流引擎實(shí)現(xiàn)和管理工作流運(yùn)行。

通信Service 服務(wù)實(shí)現(xiàn)宿主程序與工作流之間的數(shù)據(jù)交換。開發(fā)者也可以設(shè)計(jì)通信信道，并定義接口，使宿主程序與活動(dòng)之間通過事件傳遞參數(shù)的方式進(jìn)行通信并完成數(shù)據(jù)交換。

工作流管理系統(tǒng)[5,6]是一種人機(jī)交互的系統(tǒng)。未完成的工作流實(shí)例不能一直保存在內(nèi)存當(dāng)中，需要進(jìn)行工作流持久化操作。工作流的持久化就是在持久化存儲(chǔ)（如SQL數(shù)據(jù)庫(kù)）里，保存工作流的一些狀態(tài)信息，如實(shí)例Id。

2.2 工作流類型

WF 中的工作流類型有順序工作流和狀態(tài)機(jī)工作流。順序工作流按照一定的順序和過程執(zhí)行各項(xiàng)定義的活動(dòng)。狀態(tài)機(jī)工作流從初始狀態(tài)開始到終止?fàn)顟B(tài)結(jié)束由宿主應(yīng)用程序觸發(fā)的外部事件驅(qū)動(dòng)。

日常工作管理系統(tǒng)業(yè)務(wù)過程涉及到提交和回退動(dòng)作，且開發(fā)者無法事先知道業(yè)務(wù)的執(zhí)行順序。順序工作流的思想會(huì)將這種業(yè)務(wù)類型的處理變得很復(fù)雜，根據(jù)狀態(tài)機(jī)工作流的思想來建模卻可以高效地完成業(yè)務(wù)的處理[7]：通過在業(yè)務(wù)實(shí)體之間建立若干個(gè)狀態(tài)（其中必須建立一個(gè)起始狀態(tài)和終止?fàn)顟B(tài)，分別代表工作流的開始與結(jié)束），每個(gè)狀態(tài)包括多個(gè)活動(dòng)用來對(duì)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。在狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，通過事件驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)一系列復(fù)雜的操作。

2.3 狀態(tài)機(jī)工作流實(shí)現(xiàn)

本系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程為：安環(huán)處發(fā)布一項(xiàng)工作，責(zé)任人填寫并提交工作，安環(huán)處對(duì)責(zé)任人提交的工作進(jìn)行審核，若審核通過，則流程結(jié)束，若退回責(zé)任人提交的工作，則責(zé)任人需要重新提交工作直到審核通過為止。相關(guān)業(yè)務(wù)流程如圖2 所示。

圖2 日常工作管理業(yè)務(wù)流程Fig.2 Business process of daily work management

在Visual Studio 2010 中，使用“狀態(tài)機(jī)工作流”模板新建WorkPlanWorkflows項(xiàng)目。在項(xiàng)目中新建一個(gè)名為 IDaily-WorkPlan 的 C# 接口，在接口中定義本地服務(wù)公開給工作流的事件和方法[8]。

在工作流設(shè)計(jì)界面添加“PublisherState”、“ResponsiblePersonState”、“DoneWithWorkState”等State 活動(dòng)，分別對(duì)應(yīng)發(fā)布人狀態(tài)、責(zé)任人狀態(tài)和工作流結(jié)束三個(gè)狀態(tài)。然后按照業(yè)務(wù)流程向各個(gè)State 狀態(tài)中添加所需要的EventDriven 活動(dòng)，并且需要為個(gè)EventDriven 活動(dòng)添加一個(gè)HandleExternalEvent 子活動(dòng)，用來將活動(dòng)與IDaily-WorkPlan 接口中的事件綁定起來，并通過各個(gè)Handle-ExternalEvent 活動(dòng)的Invoked 屬性創(chuàng)建相關(guān)的事件。最后，將添加好的狀態(tài)之間的關(guān)系進(jìn)行關(guān)聯(lián)，如圖3 所示。

圖3 日常工作計(jì)劃管理業(yè)務(wù)邏輯圖Fig.3 Business logic of daily work management

當(dāng)發(fā)布人發(fā)布一條工作時(shí)，PublisherPublishEvent 事件指向ResponsiblePersonState 狀態(tài)，責(zé)任人提交工作后，PersonSubmitEvent 事件指向PublisherState 狀態(tài)，若發(fā)布人對(duì)工作審核通過，即PublisherPassEvent 事件，則轉(zhuǎn)向DoneWithWorkState 狀態(tài)，代表工作流結(jié)束。若對(duì)工作進(jìn)行退回操作，即PublisherRetreatedEvent 事件，則再次返回到ResponsiblePersonState 狀態(tài)。

2.4 宿主應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)

完成了工作流持久化數(shù)據(jù)庫(kù)的配置及狀態(tài)機(jī)工作流的實(shí)現(xiàn)后，需要實(shí)現(xiàn)MVC 設(shè)計(jì)模式下的ASP.NET Web宿主應(yīng)用程序。

首先，需要在模型中封裝工作計(jì)劃（WorkPlan）類的屬性，并實(shí)現(xiàn)對(duì)日常工作數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的添加、查詢、更新等操作方法。其次，在控制器中實(shí)現(xiàn)工作流運(yùn)行時(shí)初始化，然后通過工作流類型啟動(dòng)工作流實(shí)例。

安環(huán)處對(duì)應(yīng)的頁(yè)面有“添加工作”、“審核工作”等多個(gè)頁(yè)面。責(zé)任人對(duì)應(yīng)有“填寫工作”，“編輯工作”“提交工作”等頁(yè)面。其中“添加工作”頁(yè)面中的“發(fā)布”按鈕的Click 事件處理程序包含了啟動(dòng)工作流實(shí)例的代碼。責(zé)任人“填寫工作”頁(yè)面的“提交”按鈕的Click 事件會(huì)觸發(fā)工作流的HandleExternal 類型的活動(dòng)，未完成的工作流實(shí)例被重新加載后安環(huán)處就可以執(zhí)行審核通過和退回的操作。責(zé)任人填寫工作頁(yè)面如圖4 所示。

圖4 責(zé)任人填寫工作頁(yè)面Fig.4 Page for the responsible to fill out a job

目前該系統(tǒng)在企業(yè)使用，可以解決流程變化和軟件維護(hù)所帶來的很多問題。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文首先分析了WF 基本工作原理及模型，然后以企業(yè)日常工作管理系統(tǒng)為例，并建立狀態(tài)機(jī)工作流模型，實(shí)現(xiàn)了完整的工作流管理系統(tǒng)。MVC 設(shè)計(jì)模式將模型、視圖、控制器分離，使得軟件層次分明，真正意義上實(shí)現(xiàn)了工作流系統(tǒng)的靈活性和重用率。

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