【文章內(nèi)容簡介】 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)架構為核心，分別從不同的角度對本工作流管理系統(tǒng)的系統(tǒng)設計思想作了詳細的說明；在第五部分的系統(tǒng)設計基礎之上，第六部分內(nèi)容對本工作流管理系統(tǒng)的各個主要功能部件進行了關于實現(xiàn)技術上的詳細介紹并對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行了說明。 四川大 學碩士學位論文 —— 基于 WEB 技術的工作流管理系統(tǒng)設計與實現(xiàn) 2 2 基本理論 工作流 “工作流”這個概念并不為大多數(shù)人所了解，即使是在專業(yè)的軟件開發(fā)人員中，“工作流”這三個字也是遠遠比不上 DBMS 這樣的術語為人熟悉和使用的程度，這并不是說 工作流技術不及 DBMS 等技術，只是說明了工作流技術相對于DBMS 等成熟、 穩(wěn)定的技術來說，還處于發(fā)展的初期。工作流的英文單詞是workflow，猶如大多數(shù)計算機領域的術語一樣，也是個合成詞，是英文單詞 work和英文單詞 flow 的組合。 Work 翻譯為任務、工作等， flow 則翻譯為流程、流動等。 Flow 反映的是一種 事物 的動態(tài)屬性或變化過程， 例如 水的流動被稱為水流 ，空氣的流動被稱為氣流 ，還有物料流、資金流等，在抽象領域還有信息流、控制流等 ， 因此， 使用 任務、活動以及活動之間的變化過程表示業(yè)務流程就被稱為工作流。 在企 業(yè) 實際 應用中，雖然工作流的概念相對于物料流、資金流、信息流等概念要抽象一些，但是工作流從更高的層次上提供了實現(xiàn)物料流、資金流、信息流及其涉及的相關過程與應用的集成機制，從而使得企業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)業(yè)務過程繼承、業(yè)務過程自動化與業(yè)務過程的管理。在工作流概念下實現(xiàn)業(yè)務過程集成與業(yè)務過程自動化的繼承機制是通過定義不同任務之間相互關系的工作流模型（也稱為過程模型）來實現(xiàn)的。在工作流模型中，無論是具體的物料轉移動作、實際物理裝置的操作動作、還是抽象的信息處理動作與決策過程，都可以用工作流的基本組成元素 —— 任務（也稱為活動）來 統(tǒng)一地描述。同樣，反映不同任務之間的關系，無論是具體的車間中零件加工順序關系、辦公自動化中的文件批轉、還是抽象的決策流之間的關系都可以用工作流的基本組成元素 —— 連接弧來統(tǒng)一地進行描述。連接弧反映了對企業(yè)業(yè)務經(jīng)營過程的一種控制邏輯，它定義了活動之間的連接關系和執(zhí)行順序。 工作流尚沒有一個統(tǒng)一的、明確的定義，不同的組織和研究人員對工作流給出了各自的定義： 四川大 學碩士學位論文 —— 基于 WEB 技術的工作流管理系統(tǒng)設計與實現(xiàn) 3 定義 1：工作流是一類能夠完全或者部分自動執(zhí)行的經(jīng)營過程，它根據(jù)一系列過程規(guī)則，文檔、信息或任務能夠在不同的執(zhí)行者之間進行傳遞與執(zhí)行。 定義 2：工作流是將一組任 務組織起來完成某個經(jīng)營過程。在工作流中定義了任務的觸發(fā)順序和觸發(fā)條件。每個任務可以由一個或多個軟件系統(tǒng)完成，也可以由一個或一組人完成，還可以是由一個或多個人與軟件系統(tǒng)協(xié)作完成。任務的 觸發(fā)順序和觸發(fā)條件用來定義并實現(xiàn)任務的觸發(fā)、任務的同步和信息流（數(shù)據(jù)流）的傳遞。 定義 3：工作流是一個用來實施經(jīng)營過程實踐的機制。 定義 4：工作流是經(jīng)營過程的一種計算機化的表示模型，定義了完成整個過程所需 要 的各種參數(shù)。這些參數(shù)包括對過程中每一個步驟的定義、步驟間的執(zhí)行順序、條件以及數(shù)據(jù)流的建立、每一步驟由誰負責以及每個活動所需要 的應用程序。 以上 這些工作流的定義，雖然在表述方式上有所不同，但是基本上說明了這樣一個問題，即工作流是經(jīng)營過程的一個計算機實現(xiàn)。使用工作流作為經(jīng)營過程的實現(xiàn)技術首先要求工作流系統(tǒng)能夠反映經(jīng)營過程的如下幾個方面問題： 1. 經(jīng)營過程是什么 ，即由哪些活動、任務組成，也就是結構上的定義； 2. 怎么做 ，即 活動間的執(zhí)行條件、規(guī)則以及所交互的信息，也就是控制流與信息流的定義 ； 3. 由誰來做 ，即 人或者計算機應用程序，也就是組織角色的定義 ； 4. 做得怎樣 ，即通過工作流管理系統(tǒng)對執(zhí)行過程進行監(jiān)控 。 工作流參考模型 隨著對工作流產(chǎn)品需求 的不斷擴大，許多公司紛紛推出了不同的工作流產(chǎn)品。這些工作流產(chǎn)品都有自己的特點，也有自己的協(xié)議和接口標準，它們在不同的應用領域進行了應用。但是由于工作流管理技術與產(chǎn)品缺乏統(tǒng)一的標準，這些不同四川大 學碩士學位論文 —— 基于 WEB 技術的工作流管理系統(tǒng)設計與實現(xiàn) 4 的工作流產(chǎn)品從術語的定義和使用、系統(tǒng)結構的設計到與應用之間的接口規(guī)范上都存在較大的差異，導致這些產(chǎn)品之間、產(chǎn)品與其它應用之間的集成十分困難。按照對系統(tǒng)開 放 性的要求，這些工作流系統(tǒng)和產(chǎn)品的規(guī)范化程度和開放性不夠，導致它們之間不能夠?qū)崿F(xiàn)互操作。 工作流管理系統(tǒng)互操作是指兩個或多個工作流機之間通訊和協(xié)作工作的能力，具有通訊和協(xié)作的 能力就稱為可以互操作，否則就稱為不能互操作。不同工作流管理系統(tǒng)之間不能互操作這種情況給開發(fā)商和用戶都帶來了很大的不方便，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。 為了能夠更好的支持企業(yè)經(jīng)營建模、分析和實施，適應世界市場的多元化趨勢，需要建立工作流管理系統(tǒng)的相關標準，從系統(tǒng)結構、術語使用、接口實施方面提供標準化與規(guī)范化的定義，并以此為基礎實現(xiàn)不同工作流產(chǎn)品之間的互操作，方便于其它應用系統(tǒng)的集成。在建立工作流的相關規(guī)范和標準方面， WFMC 就是這樣的一個國際組織 。它提出了有關工作流管理系統(tǒng)的一些規(guī)范，定義 了工作流管理系統(tǒng)的結構及其與應用、管理工具和其它工作流管理系統(tǒng)之間的應用編程接口，其 主要 目的是為了實現(xiàn)工作流技術的標準化和開發(fā)性，從而支持異構工作流管理系統(tǒng)與產(chǎn)品之間的互操作，并且使得其它的應用可以使用該結構和定義好的通用 API（應用編程接口）訪問不同的工作流管理系統(tǒng)提供的服務，實現(xiàn)與其它應用的快速有效集成。 WFMC 在工作流的相關規(guī)范和標準方面做出的主要貢獻之一就是提出了一個工作流參考模型（ Workflow Reference Model）。工作流參考模型來源于對普通工作流程序結構的分析，確定結構中的接口 ，這些接口可以使不同產(chǎn)品在不同的結構層次上協(xié)同工作。所有工作流系統(tǒng)都包含一系列的公共組件，組件間采用一套被定義好的方法進行 協(xié)作 ；不同的產(chǎn)品在這些公共的組件中，會表現(xiàn)出不同的處理能力。為了實現(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準的接口和數(shù)據(jù)交換格式。通過實現(xiàn)這些標準接口，可以達到產(chǎn)品間的協(xié)同工作。 圖 1 描述了 WFMC 提出的工作流參考模型的主要組件和接口。 四川大 學碩士學位論文 —— 基于 WEB 技術的工作流管理系統(tǒng)設計與實現(xiàn) 5 圖 1： WFMC 工作流參考模型 —— 組件 與接口 過程定義工具 ：以計算機能處理的形式進行過程定義，現(xiàn)在的大多數(shù)過程定義工具采用了圖形方式， 過程設計者通過繪圖方式來創(chuàng)建過程模型，最后輸出一個XPDL 文件，有的過程定義工具還有分析、檢測功能，幫助設計者設計出良好的過程模型。 工作流執(zhí)行服務 ：由一個或多個工作流引擎組成，提供過程實例的執(zhí)行，為活動進行導航，與外界資源交互完成各項活動，維護控制數(shù)據(jù)和相關數(shù)據(jù)等功能。 工作流客戶端應用 ：提供用戶操作工作流管理系統(tǒng)分配來的任務，由工作流任務表管理器和任務操作共同完成。工作流任務表管理器是一個軟件模塊，負責管理工作流的任務表，并完成 與 工作流參與者的交互操作。 工作流引擎直接調(diào)用應用 ：在工作流任務執(zhí)行過程中， 一些不需要人員參與的活動會直接調(diào)用一些應用。在簡單的情況下，工作流引擎使用過程模型中定義的活動信息、應用程序所需要的數(shù)據(jù)來激活外部應用程序；在復雜的情況下采用工具代理的方式。工具代理與工作流引擎之間通過專用集成接口來完成數(shù)據(jù)交換和消四川大 學碩士學位論文 —— 基于 WEB 技術的工作流管理系統(tǒng)設計與實現(xiàn) 6 息傳遞。 系統(tǒng)管理和監(jiān)控工具 ：對工作流在整個組織內(nèi)的流程情況進行監(jiān)控，并提供一系列管理功能，實現(xiàn)安全性、過程控制、授權等操作。 典型的功能范圍包括用戶管理、角色管理、監(jiān)控管理、資源管理、過程監(jiān)控管理。具體如：過程模型的實例化，啟動、掛起、恢復、終止過程實例；管理正在執(zhí)行的過程實例等 。 工作流定義轉換（接口 1） ：在建?；蚨x工具與運行時期工作流管理軟件間的接口。 工作流客戶端應用程序接口（接口 2） ：客戶端工作流應用程序與工作流機之間的通信 API。 應用程序調(diào)用接口（接口 3） ：工作流機直接調(diào)用應用程序或應用程序代理的 API，是工作流系統(tǒng)同應用系統(tǒng)通信的主要接口之一。 WAPI 協(xié)作功能接口（接口 4） ：工作流機同工作流機之間的通信接口，是構成分布式工作流管理系統(tǒng)的主要功能接口之一。 管理和監(jiān)控接口（接口 5） ：提供對工作流機狀態(tài)以及工作流運行實例的監(jiān)控和管理的接口。 工作流管理系統(tǒng) 工作 流管理是在迅速發(fā)展的技術，它在不同的行業(yè)已經(jīng)得到了應用。工作流管理技術與工作流管理系統(tǒng)得到廣泛重視的一個重要原因是它能夠在信息技術的支持下實現(xiàn)基于人工和計算機活動組成的業(yè)務過程的自動化，它可以實現(xiàn)不同自動化程度（人工操作、半自動化、自動化過程）的規(guī)范化業(yè)務管理功能，具有良好的適應性。因此，雖然工作流管理最早是在辦公自動化領域開始進行應用的，它在工業(yè)領域的應用同樣取得了顯著的成果，尤其是在制造領域得到了廣泛的應用。 工作流管理系統(tǒng) —— Workflow Management System（簡稱 WFMS）， 在工作 流定義 基礎上，具有如下定義。 四川大 學碩士學位論文 —— 基于 WEB 技術的工作流管理系統(tǒng)設計與實現(xiàn) 7 定義 1：工作流管理系統(tǒng)是一個軟件系統(tǒng)，它完成工作流的定義和管理，并按照在計算機中預先定義好的工作流邏輯推進工作流實例的執(zhí)行。 定義 2：工作流管理系統(tǒng)是支持企業(yè)經(jīng)營過程高效執(zhí)行并監(jiān)控其執(zhí)行過程的計算機軟件系統(tǒng)。 根據(jù)工作流管理系統(tǒng)的定義，一個工作流管理系統(tǒng)應該提供如下的功能： 1. 定義、實現(xiàn)和管理工作流的運行； 2. 與工作流執(zhí)行者，即人或應用系統(tǒng)，進行交互； 3. 推進工作流 實例 的執(zhí)行； 4. 監(jiān)控工作流的運行狀態(tài)。 需要指出的是， 工作流管理系統(tǒng)不是企業(yè)的業(yè)務系統(tǒng)。在很大程度上，工作流管理系統(tǒng)為企 業(yè)的業(yè)務系統(tǒng)運行提供 了 一個軟件支撐環(huán)境，非常類似于在單個計算機上的操作系統(tǒng)。只不過工作流管理系統(tǒng)支撐的范圍比較大、環(huán)境比較復雜而以，所以也有人稱工作流管理系統(tǒng)是業(yè)務操作系統(tǒng)。 在工作流管理系統(tǒng)的支撐下，通過集成具體的業(yè)務應用軟件和操作人員的界面操作，才能夠良好地完成對企業(yè)經(jīng)營過程運行的支持。所以，工作流管理系統(tǒng)在一個企業(yè)或部門的經(jīng)營過程中的應用過程是一個業(yè)務應用軟件系統(tǒng)的 集成 與實施過程。 工作流管理系統(tǒng)可以用來定義與執(zhí)行不同覆蓋范圍（單個工作者、部門、全企業(yè)、企業(yè)間）、不同時間跨度（分鐘、小時、天、月）的經(jīng) 營過程。這完全取決于實際應用背景的需求。按照經(jīng)營過程以及組成活動的復雜程度的不同，工作流管理系統(tǒng)可以采取許多種實施方式，在不同的實施方式中，所應用的信息技術、通信技術和支撐系統(tǒng)結構會有很大的差別。工作流管理系統(tǒng)的實際運行環(huán)境可以是在一個工作組內(nèi)部或者在全企業(yè)的所有業(yè)務部門。 四川大 學碩士學位論文 —— 基于 WEB 技術的工作流管理系統(tǒng)設計與實現(xiàn) 8 工作流管理系統(tǒng)架構 圖 2： WFMC 提出的通用工作流管理系統(tǒng)產(chǎn)品架構 工作流管理系統(tǒng) 組成部分 圖 2 為 WFMC 提出的工作流 管理系統(tǒng)產(chǎn)品架構。這個架構 給出了抽象的工作流管理系統(tǒng)的功能組成部件和接口，它能夠滿足工作流管理系統(tǒng) 和產(chǎn)品應該具有的主要功能，可為實現(xiàn)工作流產(chǎn)品之間的互操作提供公共的基礎。從圖中可以看出，工作流管理系統(tǒng)主要由三部分組成： 四川大 學碩士學位論文 —— 基于 WEB 技術的工作流管理系統(tǒng)設計與實現(xiàn) 9 軟件構件 ：完成工作流管理系統(tǒng)不同組成部分功能的實現(xiàn)，包括過程建模工具，工作流引擎，任務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)中的一個或多個軟件構件使用的數(shù)據(jù)，包括過程定義，組織 /角色模型數(shù)據(jù)，工作流控制數(shù)據(jù)，工作流相關數(shù)據(jù)，任務表； 應用與應用數(shù)據(jù) ：對于工作流管理系統(tǒng)來說，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)用來完成整個 或 部分工作流 管理的功能，如被工作流管理系統(tǒng)調(diào)用的外部應用以及這些應用操作的數(shù)據(jù)。 工作流管理系統(tǒng) 組件 說明 過程 建模 工具 ：過程建模工具 被用來創(chuàng)建計算機可處理的業(yè)務過程描述。它可以是形式化的過程定義語言或?qū)ο箨P系模型， 也可以是簡單地規(guī)定用戶間信息傳輸?shù)囊唤M路由命令。 組織 /角色模型 ：包含了組織結構和組織中角色的信息。這些信息往往與流程定義信息緊密相關。 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 過程執(zhí)行環(huán)境，包括一個或多個工作流引擎。工作流引擎是 WFMS 的核心軟件。它的功能包括：解釋過程定義；創(chuàng)建過程實例并 控制其執(zhí)行；調(diào)度各項活動；為用戶工作表添加工作項；通過應用程序接口（ API）調(diào)用應用程序；提供監(jiān)督和管理功能等。工作流執(zhí)行子系統(tǒng)可以包括多個工作流引擎，不同工作流引擎通過協(xié)作共同執(zhí)行工作流。 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)，如工作流實例的狀態(tài)信息、每一活動的狀態(tài)信息等。 工作流相關數(shù)據(jù) ：指與業(yè)務過程流 程 相關的數(shù)據(jù)。 WFMS 使用這些數(shù)據(jù)確定工作流實例的狀態(tài)