【正文】 4： Petri 網(wǎng)基本圖元標(biāo)示 .1 庫(kù)所 庫(kù)所使用圓圈表示。 工作流執(zhí)行系統(tǒng)和工作流引擎：工作流執(zhí)行系統(tǒng)也稱為過(guò)程執(zhí)行環(huán)境，包括一個(gè)或多個(gè)工作流引擎。 需要指出的是，工作流管理系統(tǒng)不是企業(yè)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)。工具代理與工作流引擎之間通過(guò)專用集成接口來(lái)完成數(shù)據(jù)交換和消息傳遞。不同工作流管理系統(tǒng)之間不能互操作這種情況給開(kāi)發(fā)商和用戶都帶來(lái)了很大的不方便，也在一定程度上阻礙了工作流管理系統(tǒng)的推廣和發(fā)展。連接弧反映了對(duì)企業(yè)業(yè)務(wù)經(jīng)營(yíng)過(guò)程的一種控制邏輯，它定義了活動(dòng)之間的連接關(guān)系和執(zhí)行順序。 1983 年至 1985 年間，在圖像處理領(lǐng)域和電子郵件領(lǐng)域出現(xiàn)了早期的含有工作流特征的商用系統(tǒng)。一個(gè)完整的工作流管理系統(tǒng)是由工作流執(zhí)行部件、工作流功能部件和外部應(yīng)用系統(tǒng)構(gòu)成的。 expound the application and implementation of classical Petri schedule arithmetic in workflow engine。 Flow 反映的是一種事物的動(dòng)態(tài)屬性或變化過(guò)程，例如水的流動(dòng)被稱為水流，空氣的流動(dòng)被稱為氣流，還有物料流、資金流等，在抽象領(lǐng)域還有信息流、控制流等，因此，使用任務(wù)、活動(dòng)以及活動(dòng)之間的變化過(guò)程表示業(yè)務(wù)流程就被 稱為工作流。 工作流參考模型 隨著 對(duì)工作流產(chǎn)品需求的不斷擴(kuò)大，許多公司紛紛推出了不同的工作流產(chǎn)品。 工作流執(zhí)行服務(wù)：由一個(gè)或多個(gè)工作流引擎組成，提供過(guò)程實(shí)例的執(zhí)行，為活動(dòng)進(jìn)行導(dǎo)航，與外界資源交互完成各項(xiàng)活動(dòng)，維護(hù)控制數(shù)據(jù)和相關(guān)數(shù)據(jù)等功能。因此，雖然工作流管理最早是在辦公自動(dòng)化領(lǐng)域開(kāi)始進(jìn)行應(yīng)用的，它在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用同樣取得了顯著的成果，尤其是在制造領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。從圖中可以看出，工作流管理系統(tǒng)主要由三部分組成： 軟件構(gòu)件：完成工作流管理系統(tǒng)不同組成部分功能的實(shí)現(xiàn)，包括過(guò)程建模工具，工作流引擎，任務(wù)表管理器和用戶界面； 系統(tǒng)控制數(shù)據(jù)：工作流管理系統(tǒng)中的一個(gè)或多個(gè)軟件構(gòu)件使用的數(shù)據(jù)，包括過(guò)程定義，組織 /角色模型數(shù)據(jù)，工作流控制數(shù)據(jù)，工作流相關(guān)數(shù)據(jù)，任務(wù)表； 應(yīng)用與應(yīng)用數(shù)據(jù)：對(duì)于工作流管理系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，它們不是工作流管理系統(tǒng)的組成部分，而是屬于外部系統(tǒng)和數(shù)據(jù)，它們被工作流管理系統(tǒng)調(diào)用來(lái)完成整個(gè)或部分工作流管理的功 能，如被工作流管理系統(tǒng)調(diào)用的外部應(yīng)用以及這些應(yīng)用操作的數(shù)據(jù)。通過(guò)應(yīng)用程序調(diào)用， WFMS 部分或完全自動(dòng)地完成一個(gè)活動(dòng)，或者對(duì)業(yè)務(wù)參與者的工作提供支持。 .2 變遷 變遷使用矩形表示。 外向弧是指從變遷指向庫(kù)所的弧，如圖。 圖 6： petri 網(wǎng)中變遷的四種觸發(fā)類型表示圖 自動(dòng)觸發(fā)：任務(wù)一旦從常態(tài)遷移到了就緒態(tài)就馬上可以被激發(fā)。用圖表示為在變遷的輸出弧上附加了條件判斷，即是說(shuō)，當(dāng)變遷被激發(fā)后，并不是為其所有輸出庫(kù)所產(chǎn)生token，而是要根據(jù)輸出弧上的條件，通常條件是一種 bool 型的表達(dá)式，以決定是否為弧所 連接的輸出庫(kù)所產(chǎn)生 token。特別是當(dāng)把工作流技術(shù)同已經(jīng)處于穩(wěn)定階段的產(chǎn)品化了的 RDBMS 相比時(shí)，工作流技術(shù)發(fā)展的落后是非常明顯的，然而，任何一種技術(shù)的發(fā)展客觀上都是遵循這一技術(shù)發(fā)展曲線的，都是要有個(gè)過(guò)程的， RDBMS 技術(shù)能夠達(dá)到今天的程度也是從其提出之初一點(diǎn)點(diǎn)地發(fā)展起來(lái)的，因此，工作流技術(shù)盡管仍然處于其技術(shù)提出階段，但市場(chǎng)對(duì)技術(shù)的需求必將加快工作流技術(shù)的發(fā)展，加快其產(chǎn)品化的步伐。這方面研究的目的是發(fā)揮工作流管理系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，為解決具體應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)的問(wèn)題提供有效實(shí)現(xiàn)手段。系統(tǒng)訪問(wèn)權(quán)限的驗(yàn)證機(jī)制采用基于角色的訪問(wèn)權(quán)限控制理論，并在該理論上有所擴(kuò)充，在工作流管理 系統(tǒng)這一底層支撐平臺(tái)上提取、抽象并接管了原本由業(yè)務(wù)系統(tǒng)需要處理的訪問(wèn)權(quán)限功能，減輕了業(yè)務(wù)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)任務(wù)，并易于統(tǒng)一配置和維護(hù)，關(guān)于本工作流管理系統(tǒng)提出并使用的基于角色的訪問(wèn)權(quán)限控制的思想和實(shí)現(xiàn)將在第 7 部分的系統(tǒng)性能章節(jié)詳細(xì)說(shuō)明。 上面提到的 WFMC 的組織模型定義和信息模型定義在本工作流管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中進(jìn)行了形式上的轉(zhuǎn)變，這些轉(zhuǎn)變具體為： 取消了組織模型定義，主要目的是為了簡(jiǎn)化工作流引擎在運(yùn)行期的組織模型映射工作，這并不是說(shuō)本工作流管理系統(tǒng)的工作流引擎在運(yùn)行時(shí)無(wú)法向具體的操作人員指派任務(wù)，之所以取消了組織模型定義，主要是基于企業(yè)原有的組織結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)已經(jīng)非常健全，并且本工作流管理系統(tǒng)只針對(duì)一家企業(yè)服務(wù)，因此如果在工作流管理系統(tǒng)中再增加一層組織模型的定義就顯得有些冗余，并且增加了工作流引擎的映射任務(wù)。如果將工作流管理系統(tǒng)類比于計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)，那么，統(tǒng)一工作平臺(tái)服務(wù)軟件實(shí)體的功能就類似于操作系統(tǒng)的桌面，它承載了終端用戶登錄、應(yīng)用系統(tǒng)菜單加載、任務(wù)列表展示、應(yīng)用系統(tǒng)任務(wù)實(shí)體的調(diào)度和加載、訪問(wèn)權(quán)限控制等功能。當(dāng)一個(gè)處于就緒態(tài)的變遷被觸發(fā)前，其狀態(tài)一直保持為就緒態(tài)，并且會(huì)將其所有輸入庫(kù)所中的一個(gè) token 進(jìn)行鎖定，直到該變遷被觸發(fā)時(shí)，變遷才從就緒態(tài)遷移到激發(fā)態(tài)，具體來(lái)說(shuō)，一個(gè)處于就緒態(tài)的變遷被觸發(fā)的過(guò)程包含如下步驟： 變遷所對(duì)應(yīng)的任務(wù)實(shí)體被實(shí)際執(zhí)行； 變遷從其所有輸入庫(kù)所中消耗掉在該變遷成為就緒態(tài)時(shí)鎖定的 token； 變遷為其所有輸 出庫(kù)所生成新的 token； 變遷從就緒態(tài)遷移到激發(fā)態(tài)并瞬間變回常態(tài)。 圖 16： T2 激發(fā)， T3 仍處于就緒態(tài) 圖 16 所示的狀態(tài)是 T2 被激發(fā)后的狀態(tài)， T2 的激發(fā)使得 P2 中的 token 被消耗，同時(shí)為 T2 的輸出庫(kù)所 P4 產(chǎn)生了 token，調(diào)度 算法此時(shí)會(huì)嘗試找到因?yàn)?P4中 token 的產(chǎn)生而可能會(huì)成為就緒態(tài)的變遷，但是，卻沒(méi)有這樣的變遷，因?yàn)閷?duì)于變遷 T4 來(lái)說(shuō)，雖然其輸入庫(kù)所 P4 擁有了 token，但是， T4 的另外一個(gè)輸入庫(kù)所 P5 中卻沒(méi)有 token，因此， T4 不滿足從常態(tài)遷移到就緒態(tài)的條件，因此，當(dāng)前模型實(shí)例處于穩(wěn)定狀態(tài)。 D 是過(guò)程模型定義服務(wù)的輸出文件， D 經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換器的翻譯最終形成可被工作流引擎執(zhí)行的 M。但是，如果在 T2 上的操作用戶向工作流引擎發(fā)送了擴(kuò)充 Ti 活動(dòng)結(jié)點(diǎn)的操作指令，那么，工作流引擎將在原流程模型實(shí)例上在 T2節(jié)點(diǎn)出進(jìn)行結(jié)點(diǎn)的擴(kuò)充，反映在圖的過(guò)程模型圖中就是增加了庫(kù)所 Pi、變遷 Ti和虛線所標(biāo)示的 3 條弧，并即刻將擴(kuò)充后的 Ti 從常態(tài)遷移到就緒態(tài)。前文提到過(guò)，自由流程活動(dòng)結(jié)點(diǎn)擴(kuò)充的實(shí)質(zhì)是工作流引擎根據(jù)用戶的操作指令對(duì)原流程模型實(shí)例進(jìn)行結(jié)點(diǎn)擴(kuò)充的操作。自定義流程實(shí)質(zhì)上是一種特殊的固定流程，因此，后文的討論中，出現(xiàn)的固定流程是廣義上包含了固定流程和自定義流程的流程模型概念。 Petri 網(wǎng)模型圖中的小黑點(diǎn)代表的是當(dāng)前 token 的分布。在本文第 2 部分曾介紹過(guò) Petri網(wǎng)的四種基本圖元：庫(kù)所、變遷、弧、標(biāo)記。在企業(yè)的具體應(yīng)用中，企業(yè)相關(guān)人員可以通過(guò)對(duì)當(dāng)前運(yùn)行的企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)流程實(shí)例的狀態(tài)的監(jiān)控和分析來(lái)掌控企業(yè)經(jīng)營(yíng)狀態(tài)和對(duì)企業(yè)經(jīng)營(yíng)狀態(tài)的全局分析的目的。流程建模人員在定義好組織結(jié)構(gòu)模型后，就可以在過(guò)程模型定義時(shí)為過(guò)程中的活動(dòng)指定具體的參與者，這里的參與者就是組織模型定義時(shí)所創(chuàng)建的，它并不特指某個(gè)具體的操作人員，過(guò)程模型定義期間為活動(dòng)指派的參與者將在過(guò)程模型實(shí)例運(yùn) 行期由工作流引擎根據(jù)組織模型定義時(shí)給出的相關(guān)信息映射到具體的操作人員上。本工作流管理系統(tǒng)作為業(yè)務(wù)系統(tǒng)的操作系統(tǒng)將對(duì)外提供如下服務(wù)： 業(yè)務(wù)系統(tǒng)注冊(cè)服務(wù) 業(yè)務(wù)注冊(cè)中心 任務(wù)注冊(cè)中心 菜單注冊(cè)中心 權(quán)限注冊(cè)中心 服務(wù)注冊(cè)中心 過(guò)程模型定義服務(wù) 圖形化過(guò)程定義工具 表單式過(guò)程定義工具 工作流程監(jiān)控服務(wù) 日志管理功能 過(guò)程管理功能 過(guò)程狀態(tài)功能 通用功能接口服務(wù) 權(quán)限驗(yàn)證工具類 服務(wù)調(diào)用工具類 日志維護(hù)工具類 應(yīng)用接口工具類 統(tǒng)一工作平臺(tái)服務(wù) 權(quán)限驗(yàn)證模 塊 菜單控制模塊 任務(wù)列表模塊 任務(wù)展示模塊 5 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 本工作流管理系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)是依據(jù) WFMC 提出的工作流管理系統(tǒng)架構(gòu)并結(jié)合實(shí)際的應(yīng)用需求提出的一種符合 WFMC 參考模型標(biāo)準(zhǔn)的工作流管理系統(tǒng)架構(gòu)。這一部分工作目前相對(duì)來(lái)說(shuō)比較薄弱，還有許多問(wèn)題需要進(jìn)一步研究。工作流及工作流管理系統(tǒng)之所以能為企業(yè)信息化 系統(tǒng)所使用究其原因也在于此。這樣，當(dāng)該變遷被激發(fā)后將為所有的輸出庫(kù)所產(chǎn)生 token。這一點(diǎn)在后文將由具體的解釋。根據(jù)弧的方向是從庫(kù)所指向變遷還是從變遷指向庫(kù)所，弧可以分為兩類：內(nèi)向弧和外向弧。終止庫(kù)所的特征是，沒(méi)有從該庫(kù)所指向變遷的內(nèi)向弧，但可以有一個(gè)或多個(gè)從變遷指向該庫(kù)所得外向弧。工作流相關(guān)數(shù)據(jù)既可以被工作流引擎使用，也可以被應(yīng)用程序調(diào)用。按照經(jīng)營(yíng)過(guò)程以及組成活動(dòng)的復(fù)雜程度的不同，工作流管理系統(tǒng)可以采取許多種實(shí)施方式，在不同的實(shí)施方式中，所應(yīng)用的信息技術(shù)、通信技術(shù)和支撐系統(tǒng)結(jié)構(gòu)會(huì)有很大的差別。 WAPI 協(xié)作功能接口（接口 4）：工作流機(jī)同工作流機(jī)之間的通信接口，是構(gòu)成分布式工作流管理系統(tǒng)的主要功能接口之一。為了實(shí)現(xiàn)不同工作流產(chǎn)品間的協(xié)同工作，需要在這些組件間制定一套標(biāo)準(zhǔn)的接口和數(shù)據(jù)交換格式。 定義 4：工作流是經(jīng)營(yíng)過(guò)程的一種計(jì)算機(jī)化的表示模型，定義了完成整個(gè)過(guò)程所需要的各種參數(shù)。 本文結(jié)構(gòu)安排 本文后面內(nèi)容將按如下章節(jié)編排：第二部分基礎(chǔ)理論部分將對(duì)工作流及工作流管理系統(tǒng)的概念、模型等信息和 Petri 網(wǎng)相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行解釋；第三部分相關(guān)工作章節(jié)簡(jiǎn)述了工作流的發(fā)展現(xiàn)狀以及工作流的研究領(lǐng)域等；第四章是本文所涉及的工作流管理系統(tǒng) 的系統(tǒng)功能描述，意在從系統(tǒng)需求的角度在功能層上介紹本工作流管理系統(tǒng)；第五部分以本工作流管理系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)為核心，分別從不同的角度對(duì)本工作流管理系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想作了詳細(xì)的說(shuō)明；在第五部分的系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)之上，第六部分內(nèi)容對(duì)本工作流管理系統(tǒng)的各個(gè)主要功能部件進(jìn)行了關(guān)于實(shí)現(xiàn)技術(shù)上的詳細(xì)介紹并對(duì)作為工作流管理系統(tǒng)靈魂的工作流引擎的部分核心代碼進(jìn)行了說(shuō)明。 本文論述的是一個(gè)基于 WEB 技術(shù)的工作流管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，提出了一種將工作流技術(shù)應(yīng)用于企業(yè)的工作流管理系統(tǒng)的通用架構(gòu)，闡述了經(jīng)典petri 網(wǎng)調(diào)度算法在工作流引擎中的應(yīng)用與實(shí)現(xiàn)，分析并實(shí)現(xiàn)了工作流引擎對(duì)三種常見(jiàn)的流程模型的支持。過(guò)程定義被工作流引擎解釋轉(zhuǎn)換為能被工作流引擎執(zhí)行的過(guò)程模型，創(chuàng)建運(yùn)行時(shí)模型實(shí)例并依據(jù)特定的調(diào)度算法，例如經(jīng)典Petri 網(wǎng)調(diào)度算法，對(duì)過(guò)程實(shí)例中的活動(dòng)進(jìn)行調(diào)度。與此 同時(shí)，關(guān)于工作流技術(shù)的學(xué)術(shù)研究也十分活躍，許多原型系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)室里開(kāi)發(fā)出來(lái)。每個(gè)任務(wù)可以由一個(gè)或多個(gè)軟件系統(tǒng)完成，也可以由一個(gè)或一組人完成，還可以是由一個(gè)或多個(gè)人與軟件系統(tǒng)協(xié)作完成。 WFMC 在工作流的相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)方面做出的主要貢獻(xiàn)之一就是提出了一個(gè)工作流參考模型（ Workflow Reference Model）。 工作流定義轉(zhuǎn)換（接口 1）：在建?；蚨x工具與運(yùn)行時(shí)期工作流管理軟件間的接口。所以，工作流管理系統(tǒng)在一個(gè)企業(yè)或部門的經(jīng)營(yíng)過(guò)程中的應(yīng)用過(guò)程是一個(gè)業(yè)務(wù)應(yīng)用軟件系統(tǒng)的集成與實(shí)施過(guò)程。 工作流控制數(shù)據(jù)：被工作流執(zhí)行系統(tǒng)和工作流引擎管理的系統(tǒng)數(shù)據(jù)，如工作流實(shí)例的狀態(tài)信息、每一活動(dòng)的狀態(tài)信息等。 起始庫(kù)所，即 start place，在標(biāo)準(zhǔn) Petri 網(wǎng)模型中有且僅有一個(gè)，它表示 Petri 網(wǎng)模型的唯一入口，模型實(shí)例將從該點(diǎn)開(kāi)始并進(jìn)行流程推進(jìn)。圖 5 說(shuō)明了變遷狀態(tài)的變更。因此， token 在 Petri 網(wǎng)中是一種運(yùn)行時(shí)模型實(shí)例狀態(tài)信息的載體和標(biāo)記，這也是本文將 token 翻譯為標(biāo)記的直接原因。每個(gè)這樣的外部事件都對(duì)應(yīng)應(yīng)用任務(wù)的某個(gè)活動(dòng)，這樣工作流系統(tǒng)才能知道事件的發(fā)生。眾多的企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)按照功能從大的范圍來(lái)劃分，無(wú)非兩種，一種是以公文流轉(zhuǎn)、日常辦公為主體的辦公自動(dòng)化系統(tǒng)，另一種則是以企業(yè)經(jīng)營(yíng)過(guò)程的業(yè)務(wù)流程為主要輔助對(duì) 象的具體業(yè)務(wù)系統(tǒng)。目前，在工作流設(shè)計(jì)方法學(xué)、工作流概念模型等方面還沒(méi)有形成一套比較成熟的理論和方法。 基于 Petri 網(wǎng)技術(shù)，意味著工作流管理系統(tǒng)的流程模型建模是使用 Petri網(wǎng)建模語(yǔ)言描述的，同時(shí)，工作流引擎的調(diào)度策略也是基于經(jīng)典的 Petri 網(wǎng)調(diào)度理論進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的。 型定義服務(wù) 過(guò)程模型定義服務(wù)從廣義上對(duì)應(yīng)于 WFMC 工作流管理系統(tǒng)架構(gòu)中的過(guò)程定義工具，所不同的是， WFMC 的過(guò)程定義工具包括：組織模型定義、信息模型定義、過(guò)程 模型定義三個(gè)功能模塊；而本工作流管理系統(tǒng)中的過(guò)程模型定義服務(wù)特指 WFMC 中的過(guò)程模型定義。 本文所述及的工作流管理系統(tǒng)的過(guò)程模型定義服務(wù)的軟件實(shí)體是運(yùn)用了VML 技術(shù)而開(kāi)發(fā)的一種完全基于 WEB 技術(shù)的圖形化建模工具，該圖形化建模工具產(chǎn)生的中間文件編碼為 XML 文檔，不同的是，出于實(shí)際應(yīng)用的角度考慮，該中間文件 XML 文檔的文檔結(jié)構(gòu)是自定義的，沒(méi)有考慮使用 XPDL 格式，這主要是考慮到 XPDL 文檔結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，但是，如果將模型定義輸出為 XPDL 格式，對(duì)原有的過(guò)程模型定義服務(wù)部分的變更是很容易的。 不同的工作流管理系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度策略通常是不一樣的，本文所述及的工作流管理系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度策略采用的是 Petri 網(wǎng)的經(jīng)典調(diào)度算法。 這種“桌球碰撞現(xiàn)象”即是 Petri 網(wǎng)調(diào)度算法的核心所在 ，在下節(jié)中我們將根據(jù)一個(gè)實(shí)例來(lái)說(shuō)明 Petri 網(wǎng)的調(diào)度算法。廣義上說(shuō)，凡是在流程模型被工作流引擎實(shí)例化和執(zhí)行的過(guò)程中不會(huì) 發(fā)生變化的流程模型都可以稱為固定流程，而不關(guān)心該流程模型是由系統(tǒng)管理人員或流程模型定義人員預(yù)先設(shè)定好的還是由終端用戶根據(jù)各自需求自行定義的。 自由流程與固定流程的 本質(zhì)區(qū)別