摘要：通过这篇文章，可以对工作流有一个基本的认识，为后续工作流框架Activiti的学习打下坚实的基础。
本文分享自华为云社区《BPMN工作流的基本概念！详解工作流框架Activiti的服务架构和组件》，作者： 攻城狮Chova 。
工作流
工作流简介
- 工作流(Workflow): 工作流就是通过计算机技术对业务流程进行自动化管理。实现多个参与者按照预定的流程去自动执行业务流程。
- 定义: 通过计算机对业务流程自动化执行管理
- 主要解决的是: 使在多个参与者之间按照某种预定义的规则自动进行传递文档,信息或任务的过程.从而实现某个预期的业务目标,或者促使此目标的实现
- 工作流管理系统的目标:
- 管理工作的流程以确保工作在正确的时间被期望的人员所执行
- 在自动化进行的业务过程中插入人工的执行和干预
- 工作流框架:
- Activiti,JBPM,OSWorkFlow,WorkFlow
- 工作流框架底层需要有数据库提供支持
工作流术语
工作流引擎
- ProcessEngine对象: 这是Activiti工作的核心.负责生成流程运行时的各种实例及数据,监控和管理流程的运行
BPM
- 业务流程管理:
- 是一种以规范化的构造端到端的卓越业务流程为中心,以持续的提高组织业务绩效为目的的系统化方法
- 常见商业管理教育如EMBA,MBA等均将BPM包含在内
BPMN
- 业务流程建模与标注:
- 这些图如何组合成一个业务流程图(Business Process Diagram)
- 讨论BPMN的各种的用途:包括以何种精度来影响一个流程图中的模型
- BPMN作为一个标准的价值
- BPMN未来发展的远景
流对象
一个业务流程图有三个流对象的核心元素
- 事件
- 一个事件用圆圈来描述,表示一个业务流程期间发生的东西
- 事件影响流程的流动.一般有一个原因(触发器)或一个影响(结果)
- 基于它们对流程的影响,有三种事件:开始事件,中间事件,终止事件
- 活动
- 用圆角矩形表示,一个流程由一个活动或多个活动组成
- 条件
- 条件用菱形表示,用于控制序列流的分支与合并。
- 可以作为选择,包括路径的分支与合并
- 内部的标记会给出控制流的类型
Activiti开源工作流框架
Activiti简介
- Activiti是一个开源的工作流引擎,它实现了BPMN 2.0规范,可以发布设计好的流程定义,并通过api进行流程调度
- Activiti 作为一个遵从 Apache 许可的工作流和业务流程管理开源平台,其核心是基于Java的超快速,超稳定的 BPMN2.0 流程引擎,强调流程服务的可嵌入性和可扩展性,同时更加强调面向业务人员
- Activiti 流程引擎重点关注在系统开发的易用性和轻量性上.每一项BPM业务功能Activiti流程引擎都以服务的形式提供给开发人员.通过使用这些服务,开发人员能够构建出功能丰富,轻便且高效的BPM应用程序
Activiti服务结构
- Activiti系统服务结构图
- 核心类:
- ProcessEngine: 流程引擎的抽象,可以通过此类获取需要的所有服务
- 服务类:
- XxxService: 通过ProcessEngine获取,Activiti将不同生命周期的服务封装在不同Service中,包括定义,部署,运行.通过服务类可获取相关生命周期中的服务信息
- RepositoryService
- Repository Service提供了对repository的存取服务
- Activiti中每一个不同版本的业务流程的定义都需要使用一些定义文件,部署文件和支持数据(例如BPMN2.0XML文件,表单定义文件,流程定义图像文件等),这些文件都存储在Activiti内建的Repository中
- RuntimeService
- Runtime Service提供了启动流程,查询流程实例,设置获取流程实例变量等功能.此外它还提供了对流程部署,流程定义和流程实例的存取服务
- TaskService
- Task Service提供了对用户Task和Form相关的操作.它提供了运行时任务查询,领取,完成,删除以及变量设置等功能
- HistoryService
- History Service用于**获取正在运行或已经完成的流程实例的信息,**与Runtime Service中获取的流程信息不同,历史信息包含已经持久化存储的永久信息，并已经被针对查询优化
- FormService
- 使用Form Service可以存取启动和完成任务所需的表单数据并且根据需要来渲染表单
- Activiti中的流程和状态Task均可以关联业务相关的数据
- IdentityService
- Identity Service提供了对Activiti系统中的用户和组的管理功能
- Activiti中内置了用户以及组管理的功能,必须使用这些用户和组的信息才能获取到相应的Task
- ManagementService
- Management Service提供了对Activiti流程引擎的管理和维护功能
- 这些功能不在工作流驱动的应用程序中使用，主要用于 Activiti 系统的日常维护
- 核心业务对象:
- org.activiti.engine.impl.persistence.entity包下的类,包括Task,ProcessInstance,Execution等
- 根据不同职责实现相应接口的方法(如需要持久化则继承PersistentObject接口),与传统的实体类不同
Activiti组件
- Activiti上下文组件Context: 用来保存生命周期比较长,全局性的信息,类似Application.主要包括如下三类:
- CommandContext: 命令上下文-保存每个命令必要的资源,如持久化需要的session
- ProcessEngineConfigurationImpl: 流程引擎相关配置信息-整个引擎全局的配置信息.如数据源DataSource等.该对象为单例,在流程引擎创建的时候初始化
- ExecutionContext: 持有ExecutionEntity对象
- 持久化组件:
- Activiti使用mybatis作OR映射,并在此基础上增加设计了自己的持久化框架
- 在流程引擎创建时初始化,顶层接口Session,SessionFactory
- Session有两个实现类:
- DbSqlSession: 负责sql表达式的执行
- AbstractManager: 负责对象的持久化操作
- SessionFactory有两个实现类:
- DbSqlSessionFactory: 负责DbSqlSession相关操作
- GenericManagerFactory: 负责AbstractManager相关操作
- Event-Listener组件:
- Activiti允许客户代码介入流程执行,提供了事件监听组件
- 监听的事件类型:
- TaskListener
- JavaDelegate
- Expression
- ExecutionListener
- ProcessEngineConfigurationImpl持有DelegateInterceptor的某个实例,方便调用handleInvocation
- Cache组件
- DbSqlSession中有cache的实现
- Activiti基于List和Map来做缓存:如查询时先查缓存,没有则直接查询并放入缓存
- 异步执行组件
- Activiti可以执行任务,JobExecutor为其核心类,JobExecutor包含三个主要属性:
- JobAcquisitionThread
- BlockingQueue
- ThreadPoolExecutor
- 方法ProcessEngines在引擎启动时调用JobExecutor.start,JobAcquisitionThread 线程即开始工作，其run方法不断循环执行AcquiredJobs中的job，执行一次后线程等待一定时间直到超时或者JobExecutor.jobWasAdded方法，因为有新任务而被调用。
流程虚拟机PVM
- 流程虚拟机API暴露了流程虚拟机的POJO核心,流程虚拟机API描述了一个工作流流程必备的组件,这些组件包括:
- PvmProcessDefinition: 流程的定义,形象点说就是用户画的那个图.静态含义
- PvmProcessInstance: 流程实例,用户发起的某个PvmProcessDefinition的一个实例.动态含义
- PvmActivity: 流程中的一个节点
- PvmTransition: 衔接各个节点之间的路径,形象点说就是图中各个节点之间的连接线
- PvmEvent: 流程执行过程中触发的事件
Activiti架构
- Activiti Engine:
- 最核心的模块
- 提供针对BPMN 2.0规范的解析,执行,创建,管理(任务,流程实例),查询历史记录并根据结果生成报表
- Activiti Modeler:
- 模型设计器
- 适用于业务人员把需求转换为规范流程定义
- Activiti Designer:
- 功能和Activiti Modeler类似,同样提供了基于BPMN 2.0规范的可视化设计功能,但是目前还没有完全支持BPMN规范的定义
- 可以把业务需求人员用Signavio设计的流程定义(XML格式)导入到Designer中,从而让开发人员将其进一步加工成为可以运行的流程定义
- Activiti Explorer:
- 可以用来管理仓库,用户,组,启动流程,任务办理等
- 此组件使用REST风格API,提供一个基础的设计模型.如果业务简单,也可以直接使用无需开发.还可以作为后台管理员的流程、任务管理系统使用
- Activiti REST:
- 提供RESTful风格的服务
- 允许客户端以JSON的方式与引擎的REST API交互
- 通用的协议具有跨平台,跨语言的特性
Activiti数据库支持
- Activiti的后台由有数据库的支持
- 所有的表都以ACT_开头
- 第二部分是表示表的用途的两个字母标识
- 用途也和服务的API对应
ACT_RE_* : 'RE'表示repository. 这个前缀的表包含了流程定义和流程静态资源(图片,规则...) ACT_RU_* : 'RU'表示runtime.这些运行时的表, 包含流程实例,任务,变量,异步任务,等运行中的数据. Activiti只在流程实例执行过程中保存这些数据,在流程结束时就会删除这些记录.这样运行时表可以一直很小速度很快 ACT_ID_* : 'ID'表示identity.这些表包含身份信息, 比如用户,组... ACT_HI_* : 'HI'表示history.这些表包含历史数据, 比如历史流程实例,变量,任务... ACT_GE_* :通用数据. 用于不同场景下, 如存放资源文件
- 资源库流程规则表 (ACT_RE_*:'RE’表示repository. 这个前缀的表包含了流程定义和流程静态资源(图片,规则…))
act_re_deployment 部署信息表
act_re_model 流程设计模型部署表
act_re_procdef 流程定义数据表
- 运行时数据库表 (ACT_RU_*:'RU’表示runtime.这些运行时的表, 包含流程实例,任务,变量,异步任务,等运行中的数据.Activiti只在流程实例执行过程中保存这些数据,在流程结束时就会删除这些记录.这样运行时表可以一直很小速度很快)
act_ru_execution 运行时流程执行实例表
act_ru_identitylink 运行时流程人员表,主要存储任务节点与参与者的相关信息
act_ru_task 运行时任务节点表
act_ru_variable 运行时流程变量数据表
- 组织机构表 (ACT_ID_* : 'ID’表示identity.这些表包含身份信息, 比如用户,组…)
act_id_group 用户组信息表
act_id_info 用户扩展信息表
act_id_membership 用户与用户组对应信息表
act_id_user 用户信息表
这四张表很常见,基本的组织机构管理,关于用户认证方面建议还是自己开发一套,组件自带的功能太简单,使用中有很多需求难以满足
- 历史数据库表 (ACT_HI_*:'HI’表示history.这些表包含历史数据, 比如历史流程实例,变量,任务…)
act_hi_actinst 历史节点表
act_hi_attachment 历史附件表
act_hi_comment 历史意见表
act_hi_identitylink 历史流程人员表
act_hi_detail 历史详情表，提供历史变量的查询
act_hi_procinst 历史流程实例表
act_hi_taskinst 历史任务实例表
act_hi_varinst 历史变量表
- 组织机构表 (ACT_GE_*:通用数据. 用于不同场景下, 如存放资源文件)
act_ge_bytearray 二进制数据表
act_ge_property 属性数据表存储整个流程引擎级别的数据,初始化表结构时,会默认插入三条记录
Activiti配置文件
- activiti.cfg.xml: Activiti核心配置文件，配置流程引擎创建工具的基本参数和数据库连接池参数
- 定义数据库配置参数
- 配置连接池参数
Activiti特点
数据持久化
- Activiti的设计思想是简洁,快速
- 瓶颈体现在和数据库交换数据的过程中,针对这一点Activiti选择了使MyBatis,从而可以通过最优的SQL语句执行Command,仅凭如此就能让引擎在速度上保持最高的性能
引擎service接口
- Activiti流程引擎重点关注在系统开发的易用性和轻量性上,每一项BPM业务功能Activiti流程引擎都以服务的形式提供给开发人员,通过使用这些服务,开发人员能够构建出功能丰富,轻便且高效的BPM应用程序
- activiti.cfg.xml文件为核心配置文件,该配置文件集成在Spring的IOC容器当中,可以产生ProcessEngineConfiguration对象,这个对象就是流程引擎的配置对象
- ProcessEngine对象为流程引擎对象,该对象是工作流业务系统的核心,所有的业务操作都是由这个对象所派生出来的对象实现
- Activiti引擎提供了七大Service接口,均通过ProcessEngine获取,并且支持链式API编程风格
流程设计器
- 基于Web的Activiti Modeler流程设计器
- IDEA的actiBPM插件
原生支持Spring
- Activiti原生支持Spring,可以很轻松地进行Spring集成,非常方便管理事务和解析表达式(Expression)
分离运行时与历史数据
- Activiti继承自jBPM4,在表结构设计方面也遵循运行时与历史数据的分离
- 这样的设计可以快速读取运行时数据,仅当需要查询历史数据时再从专门的历史数据表中读取.这种设计方式可以大幅提高数据的存取效率,尤其是当数据日积月累时依然能够快速反应