基于J2EE的轻量级工作流管理系统的研究与实现

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3.0 陈辉 2024-11-19 5 4 1.95MB 87 页 15积分

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摘要

随着信息技术的迅猛发展，企业信息管理迫切需要一种能够支持业务流程自

动化的模块，把传统的信息管理技术与业务流程技术相结合起来管理企业的各种

流程，工作流技术正是顺应这一需求孕育而生。工作流技术使得应用系统的流程

逻辑与业务逻辑耦合度降低，提高应用系统的开发效率和可维护性。现有多种 IT

技术已融入到工作流，如 Web Service，分布式处理技术等，加速了工作流技术的

发展。

目前，工作流技术已被广泛应用，但传统的工作流管理系统多数是大型的、

功能齐全的、重量级的复杂系统，系统中的各个组成部分耦合度高，若要分离或

集成某个功能，需要详细的了解整个架构并做大量的代码修改，开发效率低。在

对流程的处理方式上，多数工作流模型仍然采用静态方式处理，即处理可事先给

出完整定义的流程，然而现代企业更多的表现为一种动态流程，这种流程只能在

运行过程中逐步完善，动态的对任务、子流程进行定义。

基于以上的问题和对工作流技术的分析和研究，本文采用基于 J2EE 技术的轻

量级工作流管理系统作为解决方案。

在设计上，参考了 WfMC 制定的工作流参考模型，从够用、开发效率高和灵活

性好的原则出发，提出了支持动态流程的轻量级工作流管理系统设计方案。具体

研究内容如下：

1、在对工作流技术理论以及传统工作流管理系统做了深入研究的基础上，提

出了轻量级工作流管理系统的总体结构并做了详细的分析与讨论，通过与 J2EE 技

术相结合，给出了系统的技术框架，使系统各个部分低耦合结合，同时采用图形

化方式进行过程定义以此提高开发效率。

2、在研究了企业业务更多的表现为动态流程的基础上，提出了支持在流程执

行过程中动态定义子流程的工作流引擎体系结构，详细论述了结构中各个组成部

分以及相互关系，分析与检验了在子流程自动定义的情况下，引擎通过算法自动

对子流程进行定义而无需人工干预的正确性。同时对引擎如何支持抽象活动的执

行，及支持 Web Service 做了详细的阐述。引擎中的各组成部分的协同服务，保证

了引擎能在流程执行过程当中动态的对子流程进行定义，使得子流程的定义可以

根据流程执行的实际情况动态的做出调整，以此满足了企业业务流程动态性的需

求。

在实现上，系统采用 Eclipes, Lomboz 和 JBoss 等开源软件搭建起的 J2EE 平

台进行开发，采用 MVC 设计模式，同时引入优秀的开源框架——Struts 框架、Spring

框架和 Hibernate 中间件。

关键词：轻量级工作流管理系统工作流引擎动态流程 J2EE

ABSTRACT

With the great development of information technology, information management in

enterprises require the module which can make business processes automatic and

combine traditional information management technology with business processes

technology. Workflow technology is to solve this problem. Workflow technology’s

introduction lowers the coupling between process logic and business logic of the

application system, then reducing complexity of the application development process,

raising the application system development efficiency and maintainability. Nowadays,

all kinds of IT technologies have been introduced into workflow, such as Web service,

distributed processing, which make Workflow technology develop rapidly.

Today, workflow technology has been used widely in application field. But the

purpose design of traditional workflow architectures aims at providing full fledged

support for the widest possible application spectrum. Consequently, most workflow

management systems, both products and research prototypes, are heavyweight,

monolithic, and package a comprehensive set of features in an all-or-nothing manner. So

some traditional workflow systems are hard to integrate with other environments.

Additionally, in workflow processing way, some traditional workflow modules still use

static mode which just deals with pre-definition workflow. But today’s business

processes in enterprises are flexible, which can not be given specific definitions before

processes’ executions, just be given definitions during the execution of process’s

instances. Some of traditional workflow systems have difficulties in adapting the new

changes in the process of enterprise running.

The solution to the previous problems introduced here is a lightweight workflow

management based on J2EE that enables software developers to pick and choose the

workflow features they need. At the core of architecture, several components provide

basic workflow functionality. In the paper, the lightweight workflow management

system is divided into four layers, namely view, business logic, data persistent, data

access. Then, give an elaboration on workflow engine which supports dynamic

processes and process definition tools. Details as follows:

1、The structure of lightweight workflow management system is proposed based

on deep researches and analysis on workflow technology theories. And at the

same time, implementation technology framework of lightweight workflow

management system is proposed based on elaborating on key implementation

techniques.

2、Elaborate on workflow management system’s design, and put emphasis on the

core modules in workflow engine which support dynamic processes, such as

workflow process definition service, workflow process service, activity service,

sub-flow service, Web service plug in, workflow transfer service and process

definition tool’s design and implementation. In sub-flow service, elaborate on

sub-flow service arithmetic, activities’ automatic composition arithmetic and

correctness arithmetic.

The system is implemented on J2EE platform which is structured by MVC

framework and open-source softwares: Eclipes, Lomboz, JBoss etc. At the same time,

open-source structures, such as Struts, Spring and Hibernate are introduced into the

J2EE developing platform.

Key Word: Lightweight workflow management system, workflow

engine, dynamic process, J2EE

中文摘要

ABSTRACT

第一章绪论 ......................................................... 1

§1.1 课题研究的目的和意义 ........................................... 1

§1.2 课题研究现状 ................................................... 2

§1.3 主要研究工作 ................................................... 4

§1.4 本文的组织安排 ................................................. 5

§1.5 本章小结 ....................................................... 6

第二章工作流系统理论基础 ........................................... 7

§2.1 工作流技术概述 ................................................. 7

§2.1.1 工作流起源与发展 ......................................... 7

§2.1.2 工作流相关产品 ........................................... 8

§2.1.3 工作流技术与其他学科的关系 .............................. 10

§2.2 工作流相关概念 ................................................ 11

§2.3 工作流管理系统 ................................................ 13

§2.3.1 工作流管理系统的功能 .................................... 13

§2.3.2 工作流管理系统的体系结构 ................................ 15

§2.3.3 工作流管理系统的应用目标领域 ............................ 19

§2.4 工作流参考模型 ................................................ 20

§2.4.1 工作流参考模型概述 ...................................... 20

§2.4.2 工作流参考模型的详细说明 ................................ 21

§2.5 本章小结 ...................................................... 23

第三章轻量级工作流管理系统总体结构和关键技术 ....................... 24

§3.1 轻量级工作流管理系统的总体结构 ................................ 24

§3.2 轻量级工作流管理系统实现关键技术 .............................. 25

§3.2.1 MVC 设计模式 ............................................ 25

§3.2.2 J2EE 技术 ............................................... 26

§3.3 本章小结 ...................................................... 28

第四章轻量级工作流管理系统的设计 ................................... 29

§4.1 支持动态流程的工作流引擎的设计 ................................ 29

§4.1.1 工作流模型 .............................................. 29

§4.1.1.1 基于活动组合的工作流模型 ........................... 29

§4.1.1.2 基于 Web 服务的 Undefined Task 模型 .................. 30

§4.1.2 支持动态流程的工作流引擎的设计 ........................... 31

§4.1.2.1 支持动态流程的工作流引擎的结构 ..................... 31

§4.1.2.2 流程定义服务 ....................................... 32

§4.1.2.3 流程服务 ........................................... 34

§4.1.2.4 活动服务 ........................................... 37

§4.1.2.5 子流程服务 ......................................... 42

§4.1.2.5.1 子流程服务 ..................................... 42

§4.1.2.5.2 自动组合算法 ................................... 45

§4.1.2.5.3 正确性检验算法 ................................. 49

§4.1.2.6 Web 服务插件 ....................................... 52

§4.1.2.6.1 在工作流中引入 Web 服务的优势 ................... 52

§4.1.2.6.2 Web 服务插件 ................................... 53

§4.1.2.7 流程流转服务 ....................................... 54

§4.2 数据库设计 .................................................... 55

§4.3 过程定义工具的设计 ............................................ 60

§4.3.1 基于 Petri 网的过程建模方法 .............................. 60

§4.3.2 Petri 网过程定义映射到 XML ............................... 61

§4.4 本章小结 ...................................................... 65

第五章轻量级工作流管理系统的实现 ................................... 66

§5.1 轻量级工作流管理系统的技术架构 ................................ 66

§5.2 工作流引擎的实现 .............................................. 67

§5.3 过程定义工具的实现 ............................................ 74

§5.4 本章小结 ...................................................... 76

第六章结束语 ....................................................... 77

§6.1 论文总结 ...................................................... 77

§6.2 进一步工作 .................................................... 77

参考文献 ............................................................ 79

在读期间公开发表的论文 .............................................. 82

致谢 ............................................................... 83

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摘要随着信息技术的迅猛发展，企业信息管理迫切需要一种能够支持业务流程自动化的模块，把传统的信息管理技术与业务流程技术相结合起来管理企业的各种流程，工作流技术正是顺应这一需求孕育而生。工作流技术使得应用系统的流程逻辑与业务逻辑耦合度降低，提高应用系统的开发效率和可维护性。现有多种IT技术已融入到工作流，如WebService，分布式处理技术等，加速了工作流技术的发展。目前，工作流技术已被广泛应用，但传统的工作流管理系统多数是大型的、功能齐全的、重量级的复杂系统，系统中的各个组成部分耦合度高，若要分离或集成某个功能，需要详细的了解整个架构并做大量的代码修改，开发效率低。在对流程的处理方式上，多数工...

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