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工作流现状 （原文） 作者Tom Baeyens 翻译dinghong 前言如果数据库系统（ database systems）像受人尊敬的智者讲述的条理清晰的故事，那么工作流（workflow）就像一群乳臭未干的小子在大谈各自的“哲理”。之所以这样讲，我是想指出，工作流系统 （workflow management systems）还处于技术发展曲线（ technology hype curve）上的初级阶段。在这个领域我们将面临一个激动人心的阶段。 为了描述这一点，可以将工作流和关系数据库系统（RDBMS）做一个对比。当在软件开发团队中谈论RDBMS时，大部分人会有一个清晰的概念，在你和他们交流的时候，人们会通过轻微的点头表示认可或理解你所说的。可当使用工作流术语讨论工作流时，他们会摇头表示不同意，因为每个人对工作流术语都有不同的理解。
 Figure 1: Workflow vs. RDBMS positioned in the hype-curve 导致形成这种状况的原因之一，是在工作流中使用了过多的概念。在这个领域中的大量规范和工具没有一个是相似的。当然，它们相互之间有重叠并且会相互参考引证。 在本文中，我首先解释什么是工作流管理系统，然后介绍业务流程管理的优点。接下来描述一下为什么工作流市场乍看起来如此混乱。本文给出的主要结论是：选择工作流系统是想用工作流系统的公司，将要面对的最困难的事情。为此，本文的核心部分描述了一个流程定义（process definition）的四个层次，为你选择工作流提供一个基础。本文还用中立的语言描述了工作流和BPM的通用概念。最后，给出了一些规范和工具的指导性描述。 什么是工作流管理系统（WFMS）定义工作流系统是以规格化的流程描述作为输入的软件组件,它维护流程的运行状态,并在人和应用之间分派活动。 为了后面的描述，我们先定义一些基本的术语：流程定义（process definition）和流程实例（process instance）. 一个流程定义是一个业务流程或过程的规格化描述。一个流程实例是流程定义的一个运行实体。 都目前为止，概念还比较清晰是不是？但当再深入一步时，我们就要小心使用文字了。如何阐述流程中的步骤，现在还没有一个统一的方式。这是各种工作流规范和工具之间主要的分歧。
工作流系统另一个重要的职责是维护每一个流程运行的上下文信息。 流程上下文变量（process context variable） ，或简称变量，是与流程实例相关的变量。如，休假申请的开始日期、数据库中一条记录的键值、文档管理系统中一篇文档的索引等。通常在流程定义中声明这些变量，然后在流程实例生成时，这些流程变量被实例化。所有成熟的工作流管理系统都支持定制的变量类型。 目标领域（Target usage）使用工作流管理系统的目的之一是作为企业应用系统集成（EAI）的平台。在当前大部分企业级IT架构中，各种各样的异构（heterogeneous）应用和数据库运行在企业内网中。在这些系统被应用到组织时，都有一个清晰的目标。例如，客户管理、文档管理、供应链、订单、支付、资源计划等等。让我们称这些系统为专门应用（ dedicated applications）。每一个专门应用都包含它们所支持业务流程的领域知识。这些专门应用中的自动化流程，被拼装到企业中更大的非自动化流程中。每当一个这样的专门应用安装并投入使用，都会带来涉及其他多个应用的新功能需求。企业应用系统集成（EAI）就是通过使用多个专门应用满足软件新需求的方法。有时，这只需要在两个应用之间提供数据通讯的通道。专门应用将很多业务流程硬编码在软件中。可以这么说，在你购买专门应用时，你是购买了一组固定的自动化业务流程。而工作流管理系统是不必事先知道问题域的相关信息的。工作流系统将业务流程描述作为输入并管理流程实例的执行，这使得它比专门应用更灵活（当然你也要花精力编写业务流程的规格化描述）。这就是为什么说工作流系统和专门系统是相互补充的。工作流系统可以用来管理全局的业务流程。如果专门应用支持你所需要的业务流程，那么使用专门应用。在此讨论的工作流系统的第一种使用方式就是：结合所有的专门应用，使用工作流系统构建一个EAI平台。 工作流系统能够发挥很大价值的第二个使用方式是：协助涉及多人相关任务工作流软件的开发。为了达到这个目的，大部分工作流系统都有一个方便的机制，来生成执行任务的表单。对于专注于ISO 或者CMM认证的组织，采用这种方式使用工作流系统能够显著提高生产率。 不用将过程用文字的形式写在纸上，工作流系统使你通过流程定义建模实现过程的自动化（如使用基于Web的应用）。 工作流系统的第三种使用方式是：将工作流引擎嵌入到其他应用中。在前面我们谈到，专门应用将指定问题域相关的业务流程固化在软件中。开发专门应用的公司也可以将工作流引擎嵌入到他们的软件中。在这里，工作流引擎只是作为一个软件组件，对于应用的最终用户是不可见的。将工作流引擎嵌入到应用中的主要原因是为了重用（不重复发明轮子）和应用软件的可维护性。 The case for workflow对于引入工作流的组织，能够在软件开发和业务两个层次受益。 方便开发工作流管理系统能够简化企业级软件开发甚至维护。
业务流程管理 (BPM)在自动化业务流程之前，分析并将它们规格化是一件艰苦但会有很好回报的工作。e-workflow.org对于分析流程能够带了的益处有不错的阐述：
我认为他们还遗漏了一个使用工作流系统最重要的因数：提高对迭代开发的支持。如果软件中业务流程部分不容易更改，组织就会花很大的精力在开发前的业务流程分析中，希望一次成功。但可悲的是，在任何软件项目开发中，这都很少能实现。工作流系统使得新业务流程很容易部署，业务流程相关的软件可以一种迭代的方式开发，因此使用工作流系统使开发更有效、风险更低。 缺失的一环（Missing link）我确实认为工作流系统是企业应用开发中缺失的一环。将企业业务流程逻辑在企业级软件中实现的缺省方式是分散的。这意味着业务流程逻辑散布在各种系统中，如EJB、数据库触发器、消息代理等等。这样得到的软件难于维护，结果，企业只能将改变业务流程软件作为最后的选择。他们经常能够做的是，改变流程以适应软件。上述问题也适用于采用大型外部ERP软件包的企业。进一步，假设我们认识到这个问题，并打算将一个流程相关的代码都集中起来。对于一个流程来说这很不错，但当你要实现多个流程时，你会看到管理状态和流程变量的代码被到处复制。最后，我们会整理这些代码放到一个集中的库中。好，...这就是一个工作流管理系统了，不用费心自己来实现，你可以从本文后面的列表中选择一个。A closer lookWFMS interfaces一个工作流管理系统以流程定义作为输入。在这里，可以将流程定义看作UML活动图、UML状态图或者有限状态机。在提交一张费用单据、申请休假、要求一个报价、...之后，工作流系统负责维护这些流程定义的执行状态和上下文。为此，需要通知工作流系统状态的变化。运行流程的状态变化可以记录下来，以备监控管理。
 Figure 2: Interfaces of a WFMS
流程定义的四个层次在下面这部分，我尝试回答这样的问题“什么是流程定义包括的内容？”。这是从各种规范和工具所使用模型的原则和概念中总结得来的，反映了大部分模型中通用的基本思想。流程定义的内容可以分为四个不同的层次：状态（state）、上下文（context）、程序逻辑（programming logic）和用户界面（UI）。状态层所有状态和控制流的表述，都属于业务流程的状态层。标准编程语言中的控制流来源于Von Neuman体系。控制流定义了必须被执行的指令的顺序，控制流由我们书写的命令、if语句、循环语句等确定。在业务流程中的控制流基本与此一致。但在业务流程中不是使用命令而是使用状态作为基本元素。 在流程中，状态 (或者说等待状态)代表了一种对外部参与者（actor）的依赖。状态的意思就像“现在X系统或某某人必须作某些事，在此等待直到参与者通知这些任务已完成”。状态定义了一种对外部提供结果的依赖。状态典型的例子是批准步骤（step）。 流程定义中的状态也指定了执行依赖于哪个参与者。在活动图中，泳道（swimlanes）的标注代表这些参与者的名字。工作流系统使用这些信息构建任务列表，这是一般工作流系统都有的功能。如前所述，参与者可以是人也可以是系统。对于需要人参与的状态，工作流系统必须在运行时计算出具体的个人。这样的计算使工作流系统必须依赖于组织结构信息。关于这方面的一篇非常有趣的文章是在further reading section提到的“工作流应用中的组织管理”（ 'Organizational Management in Workflow Applications'）。 流程定义的控制流包含一组状态和它们之间的关系。状态之间的逻辑关系描述了哪些执行路径可以同时执行，那些不可以。同步执行路径用分叉（forks）和联合（joins）建模，异步执行路径用判断（decisions）和合并（ merges）建模。注意在大多数模型中，在每个状态之前都有一个隐式合并。 UML活动图经常被用来做业务流程建模。作为一种直观和通用的表达，活动图在图形表述上有一个主要问题，就是没有区分状态和动作，它们都用活动来表示。缺少这种区分（导致状态概念的缺失）是学术派对UML活动图的主要批评。UML活动图的第二个问题是在UML2.0版中引入的。当多个迁移（transitions）到达一个活动时，以前的版本规定这是一个缺省合并（merge），在2.0版中规定这是一个需要同步的缺省联合（join）。在我看来，UML活动图的图形部分仍旧可以用来对业务流程状态层次建模，只要使用时对两条构建语义作如下的变化：
在流程运行过程中，工作流系统用一个令牌（token）作为指针跟踪流程的状态。这相当于Von Neuman体系中的程序计数器。当令牌到达一个状态时，它被分配给工作流系统等待的外部参与者。外部参与者可以是个人、组织或者计算机系统。我们定义流程运行的执行人或系统为“参与者”（actor）。只有在工作流系统将令牌分配给一个参与者时，才需要访问组织结构信息。工作流系统通过分配令牌构建任务列表。 上下文层流程上下文变量（process context variable） ，或简称变量，是与流程实例相关的变量。流程开发人员可以使用流程变量存储跨越流程实例整个生命周期的数据。一些工作流管理系统有固定数目的数据类型，另一些你可以定义自己的数据类型。 注意变量也可以用来存放引用（ references）。一个变量可以引用如数据库中的记录、网络上的文件。什么时候使用引用，取决于使用引用数据的其他应用。 和流程变量相关的另一个令人感兴趣的方面是：工作流系统如何将数据转化为信息。工作流是用于组织内部跨越各种异构系统实现任务和数据协同的。对于业务流程中人工执行的任务，工作流系统负责从其他相关系统，如SAP、数据库、CRM系统、文档管理系统收集数据。在业务流程的每一个人工步骤，只有相关联的数据项被从异构系统中收集和计算。通过这种方式，从不同系统来的数据被转换并展现为信息。 程序逻辑层如前所述，动作是在流程运行过程中，工作流系统响应指定的事件（event）执行的一段程序逻辑（programming logic）。程序逻辑可以是二进制或源代码形式的、用任何语言或脚本编写的软件。程序逻辑层是所有这些软件片断和关于在什么事件发生时调用它们的信息的组合。程序逻辑的例子包括发Email、通过消息代理发消息、从ERP系统中拿数据和更新数据库。 用户界面层一个参与者通过向流程变量中填充数据的事件，来触发结束一个状态。比如，在请假的例子中，老板提供“同意”或“不同意”数据到流程中。某些工作流系统允许指定哪些数据可以填充到流程中，以及它们如何在流程变量中存储。通过这些信息，可以生成从用户收集信息的UI表单。基于流程定义生成用户提交表单的Web应用例子，可以访问the jBpm online demo。工作流全景可执行流程与工作流管理系统的比较（Executional processes versus a WFMS）当前在BPM领域中，关于可执行业务流程的规范有趋向于统一集中的趋势。 XLANG, WSFL 和BPML合并为基于交互（消息交换）的BPEL。BPEL在面向服务体系结构(SOA)的大背景下定义。它的前提条件之一是涉及的服务必须用WSDL声明。BPEL规定了一套XML语法，这套语法可以看作一种编程语言，用来描述包括对WSDL定义的服务调用的控制流。 在可执行业务流程和基于状态的工作流管理系统所使用的方法中，我注意到了三点主要的区别：
学术界学术界对工作流的研究可以回溯到上个世纪七十年代。在当前，研究领域趋向于认为petr 网是所有流程定义语言之母。关于petri网已有大量先进的分析技术，去年在 2003 conference on Business Process Management上我有幸会晤了Petri教授。对于大部分人能够访问和理解的有关Petyri网最好的研究之一是工作流模式(workflow patterns)。工作流模式比较了大量的工作流管理系统并以petri网的术语表述了通用流程建模概念。开放源代码项目最后我们看看真实世界中的工作流管理系统。选择一个工作流管理系统是一件困难的事情，但有选择总比没有选择好。:-) 本文阐述工作流基本概念的目的之一，就是使你能够作更好的选择。但我也意识到，对于现在的软件架构师来说，选择工作流系统是一件最具挑战性的工作。 下面的列表来源于三个地方：my previous article, the list of Carlos E Perez, 和 list by Topicus.
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规范Michael zur Muehlen作了一个所有工作流相关规范的介绍性的幻灯片，很不错。 我同意John Pyke 和 Wil van der Aalst 的观点：工作流标准还处于制定阶段。现在存在大量相互丛叠的规范。 在我看来，导致规范如此之多而同时每个规范的应用又很有限的原因是，在工作流最基础概念上大家达成的共识很少。工作流是最容易让你感到心烦的话题，因为工作流本身的概念会和其他相关概念和技术混淆在一起。可以举一个具体的例子，比如说工作流完全是对Web Service的补充。你可以通过暴露接口以Web Service的方式访问一个工作流管理系统，但是不能假定总是必须通过Web Service接口访问工作流系统接口。一些规范造成了这样的假设。除了Web Service，其他容易混淆的概念和技术包括：Email、流程之间的通讯、Web应用和组织结构。 在工作流领域第一个致力于标准化工作的是Workflow Management Coalition (WfMC)，开始于 1993。 WfMC发布的参考模型很不错，它定义了工作流管理系统和其他相关部分之间的接口。WfMC的另一项成果是XPDL规范。 XPDL定义了描述工作流声明部分（declarative part）的XML结构。我个人认为，参考模型和XPDL是目前最好的规范。
结论我在本文中指出工作流市场还属于年轻而又混乱（young and wild）的阶段，但已经有可靠的工具存在了:
从以上所有这些中能得到的结论是：
我希望本文能够激发你对工作流的兴趣并且能够为你进行有效的对比提供正确的背景知识。 Further reading
ThanksA special thanks for Gustavo Maciel Dias Vieira and Jef Vanbockryck for their valuable feedback on the draft versions of this article.
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