摘 要：工作流技术是实现业务流程自动化的关键技术，但现有的工作流技术已不能满足目前分布式异构和松散耦合的企业信息资源需求。利用SOA技术，结合JBPM，提出了一种基于SOA和JBPM的工作流引擎模型，并对其流程控制与任务管理进行了分析，最后，基于SOAP、WSDL协议和JPDL实现了此工作流引擎，证明了其有效性。
关键词：工作流引擎；SOA；JBPM；流程实例；模型
工作流是全部或部分由计算机支持或自动处理的业务过程，目的是为了提高效率、降低生产成本、提高企业整体的生产管理水平和竞争力。但是现代企业信息资源已呈现出一种分布式异构和松耦合的特点，传统的工作流已不能满足其功能要求。
面向服务的体系结构SOA[1]（Service-Oriented Architecture）技术将应用程序的不同服务通过这些服务之间定义良好的接口和契约联系起来，这使得构建在各种这样的系统中的服务可以以一种统一和通用的方式进行交互。因此，在传统工作流当中引入SOA技术，发挥两者的优势，使工作流具有互操作性、强大的开放性及语言和平台无关性，可以满足跨平台、跨组织、跨部门的分布式的企业应用需求。
本文利用轻量级的开源工作流引擎JBPM（Java Business Process Management），结合SOA，提出了一种基于SOA和JBPM的工作流引擎模型，并对其流程控制与任务管理进行了分析，最后，基于SOAP、WSDL协议和JPDL实现了此工作流引擎，证明了其有效性。
1 基于SOA和JBPM的工作流引擎模型
基于SOA和JBPM的工作流引擎框架模型如图1所示，该模型主要由3部分组成：服务提供者、服务请求者和服务代理。
该模型的工作流程是：工作流引擎将流程定义工具产生XML格式的流程定义文件解析，产生流程实例。然后通过Web服务接口将这个流程实例反映的流程信息封装成服务形式，发布于服务代理中，供服务请求者查找，服务请求者根据描述信息找到服务提供者并绑定服务提供者，随后两者间可以消息传递，工作流引擎根据与服务请求者的消息交互完成流程实例。
（1）服务请求者：当服务请求者需要某项服务时，先在服务代理中查找相关的服务描述信息，然后它与服务提供者提供的服务进行绑定，并且与服务提供者信息交换实现业务任务。
（2）服务代理：存储服务提供者发布服务的服务描述，服务消费者向服务代理查询它所需要的服务，并根据描述与服务提供者绑定。当所请求的服务是服务代理时，服务代理也经常充当服务提供者的角色。
（3）服务提供者：提供工作流引擎的功能，把工作流引擎提供的服务相关描述信息WSDL发布于服务代理中，供服务请求者查询绑定。由于本模型中主要是对工作流引擎功能封装成服务，所以本模型的服务提供者即是工作流引擎模块。
此工作流引擎模块主要包括JBPM工作流引擎和Web服务接口。Web服务接口主要是将工作流引擎发布为服务以和服务请求者交互，最终使得整个流程可被封装为Web服务并完成服务请求者的需求。
上述模型中的3种角色之间的交互是通过以下3种基本操作来实现的。
（1）发布服务：服务提供者向服务代理发布他们的服务。其发布的信息包括服务的接口定义、服务提供者所处的位置以及其他可能用到的支持信息和文档。
（2）查找服务：服务请求者向服务代理查找他们需要的服务。
（3）绑定服务：服务消费者与服务提供者提供的具体服务进行绑定，这个绑定的过程主要是用户的身份验证和服务确认。
在上述的服务操作中，服务的发布或查找是通过WSDL协议实现，该协议主要描述Web服务提供的功能、访问该服务的数据格式与协议要求以及该服务如何定位等内容。服务提供者与服务请求者间的绑定是通过SOAP协议实现的，SOAP是一种轻量的、简单的、基于XML的协议，它被设计成在Web上交换结构化的和固化的信息。而工作流引擎的流程定义是遵循JPDL协议实现的，在JPDL中提供了任务（tasks）、待处理状态（wait states）、计时器（timers）、自动处理（automated actions）、事件（event）等术语，并通过图形化的流程定义，很直观地描述业务流程。
2 工作流引擎的流程控制与任务管理
2.1 流程调度控制
工作流的最显著的优点是实现了流程的自动控制。在工作流引擎中的表现是工作流引擎把流程定义文件解析、实例，生成流程实例也就是一套对象，而这套对象的结构则反映了流程的结构。当流程实例创建完成并进入运行状态时，流程实例的运行全部依靠工作流引擎的控制。
在JBPM中，一个运行标记token代表一个流程实例中的一次执行，它是运行时的概念，用来维护流程设计图中节点的指针。token需要一个信号（signal）来让流程向前执行。当接收到一个signal，token会通过路径（弧transition）离开当前所在的结点到达下一个节点。若token已经在Start-State节点，那么就可以开始往前推进，从而促使流程实例往前运行。对于外部操作，触发流程实例往下运行的操作有两个：
（1）强制执行ProcessInstance的signal操作。
（2）执行TaskInstance的end操作。
如图2所示，这两个操作主要是调用内部的token.signal方法来实现流程实例的推进。
token.signal（）方法的一些内部操作如图3所示。即：确定转向节点、确定转向节点的上下文对象、离开本节点、获取转向节点的上下文对象、执行节点。当执行完本节点流程会循环进入token.signal（）方法，直至完成流程实例。
初始态指任务实例被创建成功的状态，当执行任务的条件满足后就进入到运行态，任务实例在运行态时，如果由于某些依赖性或者约束性的限制，如必须等待某些任务实例的执行，必须等到它所需要的资源都满足时才能继续运行，那么该任务实例就进入到挂起状态，直到依赖或者约束性的限制得到满足时，任务实例重新进入运行态，任务实例的运行由于某些原因可能执行失败，任务实例进人到终止态，当任务成功执行后进入到完成态，任务的执行结束。
任务实例的一个作用就是支持用户交互，把数据显示给用户并从用户那里收集数据。任务实例需要从服务请求者输入数据，然后工作流引擎对数据进行处理操作，最后把信息再通过服务消息传递到服务请求者显示给用户。JBPM工作流引擎支持对任务实例分配处理器进行扩展开发，实现对特定数据的特定处理操作，同时其支持对任务实例分配给用户、候选者或泳道。
3 基于SOAP、WSDL协议和JPDL工作流引擎的实现
本文以数字档案归档流程为例，对图1所示的模型进行了实现。
（1）SOAP
在服务提供者与服务请求者之间的消息交换是通过SOAP协议进行的。SOAP是一种轻量的、简单的、基于XML的协议，它被设计成在Web上交换结构化的和固化的信息。SOAP协议可以与现存的许多因特网协议和格式结合使用，包括超文本传输协议（HTTP），简单邮件传输协议（SMTP），多用途网际邮件扩充协议（MIME），它还支持从消息系统到远程过程调用（RPC）等大量的应用程序。同样，SOAP中消息头和消息体的机构确保基础架构消息和服务应用消息的完整性。
下面是SOAP协议部分代码：
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…
（2）WSDL
WSDL是Web服务描述语言，主要描述Web服务提供的功能、访问该服务的数据格式与协议要求以及该服务如何定位等内容。服务提供者把自己的服务转换成XML格式的描述语言发布于服务代理中。当服务请求者在服务代理中查找到需要的服务的WSDL时，服务请求者解析其内容，同时确定服务提供者的位置、协议、需求的数据格式、方法信息，最后生成符合的SOAP文件并发送给服务提供者，此时两者实现连接。
下面是归档流程的WSDL部分代码：
（3）JPDL
JPDL其实是一套XML语言，这套语言有特定的节点，每个节点代表不同的流程定义规则。通过XML对流程进行描述，JBPM去解析这套XML语言，然后把得到的信息存储到数据库中。
下面是归档流程的JPDL部分代码，主要是开始状态填写归档表，指定管理员，并且有提交动作，同时JBPM需要进行数据处理。
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…
对于传统工作流已不能满足分布式异构和松散耦合的企业信息资源的要求，本文在传统的工作流技术基础上，利用SOA技术，结合JBPM，提出了一种基于SOA和JBPM的工作流引擎模型。本文目前主要研究的是模型的构造与工作流引擎的流程管理与任务控制方面，今后主要工作将是对服务并发数的控制与均衡进一步完善。
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