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工作流模型分析 【㊣】Relict

2015-06-03 15:07 239 查看
作者:胡长城(银狐999 )

Email :james-fly@vip.sina.com

为大家介绍以下几方面内容: 起点模型,激活模型,运转模型,流程组合嵌套模型,流程整合模型等。

其中,第三节的运转模型,理所 当然的是本篇的重中之重了,说的也比较细致。请参看下面的目录结构。

目录

=============================================================================

一、流程的起点模型

  1.1 单起点(Single Start Node)

  1.2 多起点

    多起点方式一

    多起点方式二

    多起点方式三

二、流程的激活模型

  2.1 人工激活

  2.2 定时或限时激活

  2.3 外界消息激活

三、流程的运转模型

  3.1 基本运转模型

    串行(Sequence)

    自循环

  3.2 发散运转模型

    并行(Parallel )

    独占式选择(Exclusive Choice )

    鉴别式选择(Discriminator Choice )

    抄送模型

    发散模型

  3.3 聚合运转模型

    同步聚合(synchronize merge )

    简单聚合(Simple Merge)

    多重聚合(Multiple Merge )

    鉴别式聚合(Discriminator Merge )

四、流程组合嵌套模型

  4.1 内嵌模型

    主流程等待方式

    主流程也运行方式

  4.2 外嵌模型

五、流程整合模型

=================================================================================

  有关“什么是工作流”和工作流的概念,就不在这里介绍了。大家有兴趣的可以到 WFMC 上看看。

这里先说说个人的看法:一个工作流包括一组任务(Task )及它们的相互顺序关系,还包括流程及任务的

启动和终止条件,以及对每个任务的描述。

其实,现在已经跳出了单工作流的圈子,越来越倾向于多工作流之间的嵌套或整合,在本文后面的第

4 、5 节会简要的介绍。

  在进入各个模型说明前,需要说明一些有关本篇文章中,出现的一些图形含义。既然然流程图,就免不了

用图形表示,用图标代替一些流程节点的含义。如下图所示:



有关器各个图标的含义,在后续会说明。


一、流程的起点模型

  任何事物都有由头有尾,一个流程也不例外,那么现在我们就从流程的“头”——流程起点说起。

首先,需要说明的是,起点也是一种任务节点(Task Node )。


1.1 单起点(Single Start Node)

  单起点估计大家都比较容易理解,现实中工作流应用的也是最为普遍。如下图(1-1)所示,其就是单

起点的模型。在接下来的所有图像中,一个绿色方框代表一个起点。



              图(1-1)


1.2 多起点

  多起点的工作流,在现实应用多不是太多。其主要表达的是,在同一流程中,存在多个起点。说到这

里,有必要重新申明一下:起点也是一种任务节点,也就说起点不是独立于工作流任务的,在流程启动的

时候,其也需要完成某种特定的任务,以激活整个工作流的运转。

  多起点的工作流模型,基本上有如下三种方式。


多起点方式一

  请参考图(1-2),起点A 和起点B ,它们都可以激活流程的运行,而且激活后,流程都会共同指向Task

A 。所以,对于Task B 来说,其不关心流程是如何激活的,其只关系从Task A 是否正确的传递来正确的流

程数据。



                  图(1-2)


多起点方式二

  在方式二(如下图(1-3))中,起点A 激活工作流后,导致流程沿着Task A——Task B——Task C 方

向流转。而从起点B 激活工作流后,Task A 则被跳过。

  这种方式,在现实中是极为少见的。如果将Start B——Task B 这条流程段 与 Start A——Task B 这条

流程段,分开来看。则可以近似看作的两个“子流程”的选择性汇总(两选一,或多选一)的情况。



                      图(1-3)


多起点方式三

  方式三(如下图(1-4)),虽然也存在多个起点,但是基本是按照一个统一流程方向运行的。这是与方

式二最大的区别所在。在此,须要再此申明:一个起点(Start Node)同时也是一个任务节点(Task Node )。

参看图中的Task B/Start B 节点。

  此种方式,在现实中,还是有一定应用性的。特别是在多个流程之间信息交互的时候,流程A 发送消

息数据,激活流程B 的运行。但是未必是从流程B 的默认激活点激活,可能是从流程B 的中途某个任务

激活。比如图中的Task B/Start B 任务节点(同时也时流程起点)



                      图(1-4)


二、流程的激活模型

  上面我们看了工作流的起点模型。也知道任何流程,都必须有起点,或者相对的起点。一个流程被激

活后,会从起点开始沿着预定的流程路线,有序或无序的往下进行(注意,我这里提到了“无序”二字,

我将在后续讲解“无序”状态)。

  所以,起点就是这个流程被激活的源头。下面让我们来看看,一个流程被激活的方式,或者说一个起

点,被激活的方式:

  从起点的激活方式,有如下两种方式:


2.1 人工激活

  大多数的流程激活,都是因为人为的信息数据输入或产生。比如一个订单处理流程,客户提交了订单

信息(订单信息数据产生),则激活了订单处理流程的开始。


2.2 定时或限时激活

  在一个特定的时间,因为特定的情况,符合特定的条件,激活某个特定的流程(或任务)。

  这种激活方式,在现实中很少单独出现,大多数情况,都因为在某一个流程中,因为在限定的时间内,

因某项任务未达到预期的状态,而激活另外的任务或新的处理流程。也就说,这种方式,是受外来因素影

响的,而且大多与一些流程任务(或流程模式)一起出现。

  举个定时激活的实例:比如,订单处理流程,限定5 天内发货,那么定义在第三天的时候,如果没有

接到发货通知,则激活一个催办信息(催办任务)。这样流程系统,会在第三天的时候自动发出催办信息。


2.3 外界消息激活

  这种方式,大多是在多流程信息交互(或大小流程嵌套)应用中。现在比较流行的业务流程整合/管理

(BPM ),基本上都涉及到这方面内容。

  如下图所示,流程 A ,在结束的时候(在以下的所有图中,将采用红色框图,表示结束节点),会向

流程 B 发送 Message ,以激活流程 B 的运行。至于这个消息是 Soap 消息,还是通过消息中间件转发的

Message ,这就是不同的应用方式了。

  一般现实应用中,都需要考虑JMS 或WebService 的应用接口。从个人目前所实施过的工作流应用来

说,大多还是采用Message Query 方式居多。虽然软件的发展,逐渐SOA (面向服务)化,但是WebService

的安全性或数据正确性,还有待进一步的发展,从这一方面说,比起消息中间件的高度安全性和消息正确

性,WebService 目前还是稍逊一筹。其实,安全性和信息正确性,是很多应用客户非常关心的焦点。

  但是,SOA 化的发展是未来的趋势。所以现在大多的应用都会提供JMS 和WebService 接口,或其他

类似接口。



                          图(2-1 )


三、流程的运转模型

这里将是本文最为核心的地方了,什么是工作流,也将在其运转模型中体现。

任何事物都是循序渐进的,由简单到复杂。我们先来看看最为基本的集中运转模型


3.1 基本运转模型


串行(Sequence )

  串行,是最为简单,也最为容易理解的模型。按照预定的任务列表(Task A,Task B,Task C ),有序的执

行,如下图(3-1 )所示。



                    图(3-1 )


自循环

  自循环的模型,主要用于表示:同一个任务节点,重复的执行多次。



                      图(3-2 )

  如图中所显示。“模式2 ”比“模式1”多了一个鉴别节点(Discriminator Node)。这两种模式,在现

实中应用的都较为广泛,其中“模式 1”更多的偏向人为的选择,也就是说,在任务执行后,由人为的决

定是否继续重复的执行这次任务;而“模式 2 ”则更多的倾向于一个既定的规则,按照原有的规则,决定

是否重复执行。


3.2 发散运转模型


并行(Parallel )

  并行,就涉及到流程的分支概念。就是说在流程运行过程中,因为不同的条件或情况,或者处理的业

务需要多部门(多任务)分开处理,而产生了流程分支。如下图所示



                  图(3-3 )

  流程在执行完任务A 后,因为需要,产生了两个并发执行的分支(A——B 和A——C )。这两个分支

之间是对等的,也是并行执行的。

  有关上面的流程图,可能在以后的一些文章/文档中,大家会看到下面类似的图形



                    图(3-4 )

  虽然比上图多了一个And 选择器,但实际上,两图,表示的是同一个含义或模型。所以大家在应用或

读书的时候,可以长个心眼哦,自己学会实质性的分析。


独占式选择(Exclusive Choice )

  当一个任务处理完后,发现其后面可允许走多个分支流程,但只允许选择其中某一个分支运行。这个

选择是人为决策的,预先没有设点选择的规则。



                  图(3-5 )


鉴别式选择(Discriminator Choice )

  这同前面的“独占式选择”很相似,唯一不同点,就是多了一个鉴别器(Discriminator )。当任务达到

这个鉴别器的时候,鉴别器会根据当前流程所处的状态,对比预先设定的一些选择规则,自动判别接下来

流程的流向,也就是自动根据条件,选择一个满足条件的分支运行。



                    图(3-6 )

  鉴别器模式(有的可能叫选择器等等名字,表达的意思基本相同),在现实应用中较为广泛。比如在

订单申请流程中,设定一个依据数额判别流向的鉴别器,如果数额大于等于 5000 就走分支流程 A ,如果

数额小于5000 就走分支流程B 。


抄送模型

  抄送模型,本身不是一个标准的工作流运转模型,但是在现实应用中,比比皆是。

  它表达的意思是(请参考下图),存在主流程(A——C ),在一个任务(A )执行完毕后,会继续执行

主流程上下一个预定任务(C ),但是同时也会激活另一任务(B )(或另外的流程)的执行,但是任务B

以及任务B 的后续流程,不会对主流程运转造成影响。

  请注意图中的 A——B 流程沿线,用的是灰色虚线表示,而且任务B 也同样采用灰色表示。



                  图(3-7 )

  来个举个电子办公系统中,经常遇到得例子说明一下:比如一个发文,在交司局会签的时候,可能会

抄送一份给另外的司局备案,这个过程就或额外的激活一个不影响主会签流程的“抄送任务”,比如图中

Task B 。


发散模型

  说到这里,大家可再回过头参看一下并行模型(3.2.1 节)。发散和并行最大的区别就是,各个分支

(branch)的流程状态(或流程数据):

  在并行模型中,分支状态(A-B )与分支状态(A-C )是大多数情况下是不相等的。由任务A 执行后

的状态进行一定条件下的“拆分”,形成了两个分支(或多个分支)流程。这多个分支流程,在最终需要

重新聚合成一个主流程,以确保流程信息的完整性(当然,实际运行中,可能存在因为超时等特定原因而

最终抛弃某个子流程)。

  而在发散模型中,分支状态(A-B )与分支状态(A-C )是绝对相等的。因发散而产生的多个分支流

程,在最终未必聚合(可能因为种种原因,聚合的时候会抛弃一个和多个分支流程)。

这里面说到了“聚合”概念,在后续的介绍上,将加以详细叙述



                    图(3-8 )


3.3 聚合运转模型

  下面我们就将进入聚合模型的介绍。因为有了“发散”,在一个流程的后续运转中,才会出现“聚合”

这个问题。所以在后续讨论聚合模型的时候,大多情况下都会结合上面的发散运转模型。


同步聚合(synchronize merge )

  由必要说明一下,同步聚合,可不是“同时聚合”噢。



                            图(3-9 )


简单聚合(Simple Merge )

  虽然名为简单聚合,不过在现实应用中,其理解度和应用度,都基本上比上面的“同步聚合”要难。

  多分支在聚合的时候,采用类似于“先进先出”法则,哪一个分支先达到,则最先激活流程的运行。

  后续的分支则到此就会终止。



                  图(3-10 )


多重聚合(Multiple Merge )

多重聚合,与上面的简单聚合有些相似。但是比起Simple Merge 可就复杂多了。到目前为止,在现实

中,我还没有碰到过这样的流程实施。

  多分支在聚合的时候,采用类似于“先进先出”法则,但是不同于简单聚合的是,任何一个分支,

在到达这个聚会点的时候,均会激活后续流程的运转。

  这就涉及到一个问题了,如果一个后续流程实例刚刚被激活,又一个分支到达,那么这个分支是

否激活后续流程实例呢?在不同的工作流引擎中(workflow enginner )中会有不同的解决方案,有的选择

立即激活,有的选择等待延迟激活。就这一点来说,不是本文的讨论主题,有兴趣的朋友,可以在自己的

引擎中实现不同的方式。



                    图(3-11 )


鉴别式聚合(Discriminator Merge )

  这个是较为容易理解的,显示应用中也常常碰到,但是在应用的实施难度较大,因为一般与其配合的

都会存在一个“规则引擎”,来定义/处理聚合规则



                    图(3-12 )


四、流程组合嵌套模型

  一直到现在,所说的模型,都是定位在“任务之间的关系”。不论前面的发散运转模型,还是聚合运

转模型,都只是流程内部的任务关系,而不涉及到流程与流程之间的关系。

  请参看下图,虽然任务很复杂,但是所有的任务都限定在同一个流程中,而且为了巩固前面的一些运

转模型概念,我特意在里面包含了并行,发散,自循环,鉴别聚合,同步聚合等模型。



                         图(4-1 )

  让我们再来看看下面的流程,看起来比上面的流程简单,其实不是。仔细的看,其实这里面有两个流

程在运行,一个主流程内嵌一个子流程。



                       图(4-2 )

  接下来,就来看看流程与流程之间会存在什么样的关系,存在什么可能的模型。


4.1 内嵌模型

  内嵌模型刚刚已经提到了,就是在一个主流程中,内嵌了一个或多个子流程。每个子流程自身可能是

可独立运转的;也有可能是主流程的辅助性子流程,不可独立运行。


主流程等待方式

  请参考下图,在主流程运行到“Router”位置的时候,会激活一个子流程的运行;在子流程运行完后,

会重新运行到主流程的“Router”位置,继续主流程的运行。



                         图(4-3 )

  在这种方式下,当子流程运行的时候,主流程会暂停,等待子流程的完结。


主流程也运行方式

  比较下面的图与4.1.1 节的图,就会发现很大的不同。

  与“主流程”相同的是,当主流程运行到“Router”位置的时候,会激活一个子流程的运行。但是,

激活子流程后,主流程并没有停止,而是基于按照预定的流程方向运行;同时,激活后的子流程也同样处

于软转状态。

  说到这里,估计很多让都会询问,那么子流程的信息什么时候返回呢?虽然在下图中,表示为子流程

的信息返回到主流程的“任务A3 ”。但是,依然涉及到很多问题,比如:什么时候聚合,怎么聚合的问题

了;而且主流程和子流程的运行时间未必搭配恰当,有可能存在主流程首先运行到Task A3 点,而这时候

子流程还没有运行结束情况,反之亦然。

  这种情况,大多数采用“同步聚合”的方式:如果有一方未到达的情况下,另一方会等待。当然,这

其中可能涉及到等待超时等不良因素,这时候主流程时选择继续等待,还是发催办消息,还是继续运行,

就是工作流引擎的设计问题了。



                    图(4-4 )


4.2 外嵌模型

  与内嵌模型不同的地方,就是外嵌的子流程,不返回主流程。在主流程激活子流程后,主流程继续运

行,且不关心子流程的运行状态或运行结果。

参考下图,你会发现其与内嵌模型中的“主流程也运行方式”非常的相似,区别就是,子流程最终没

有返回到主流程。



                     图(4-5 )


五、流程整合模型

  流程整合的模型,已经超越了“流程运转模型”的概念范畴。但是作为目前“系统整合”的一个比较

流行的趋势,拿到这里顺便提一下。

  现在的业务越来越复杂,跨区域,跨部门之间信息交互方式的需要越来越明显,而且跨区域,跨部门

之间业务配合也越来越多。从信息整合的发展来看,“面向应用的数据层整合”和“面向服务的接口层整

合”都逐渐走向“BMP”模式:由中央主流程控制多个子流程(分布在不同地域或不同部门,各自独立的

流程)协同运行,以达到整个业务逻辑的运行。

  其实在第二章“流程的激活模型”的“外界消息激活”模型中,我已经简单提到了一些,只是不太明

确。那么现在让我们来看看一个普通的“流程整合”大概是什么样子的,请参看下图。

  实际的整合要比这张图上的复杂很多,也许还会有一些JMS/WebService 等的信息交换接口,可能用

到不同厂家的数据交换平台,或消息中间件等等;当然那些安全措施也必不可少了。

  简单的整合模型,基本上都是采用“主流程控制”的方式:由一个主流程控制整个流程的运行,由各

个子流程具体完成某项任务,并向主流程返回处理结果。主流程在确定子流程正确运行/处理完后,并得

到处理完的信息后,会继续按照预定的流程路线,激活另一个子流程。

  在有的流程整合设计中,主流程本身不完成任何任务(只负责运转控制);而有的设计中,主流程本

身自己也需要完成一些任务。



                                图(5-1)

  到此,有关流程的运转模型,基本上就完结了。现实中,可能存在的模型要比这些“图形”要复杂很

多,也会考虑很多因素(组织模型,安全,信息文档等等)。考虑的因素越多,涉及的流程复杂度越高,

对工作流引擎的要求就越高。实际上,一个非常通用的工作流引擎是很难存在的。因为一个工作流引擎不

仅需要解析预定的流程,而且还需要控制维护流程运转中的数据信息(很多业务数据是有很强的领域性),

所以大多的工作流引擎都是定位在某一方向上,以解决某一类问题为主。

  希望以上的文字,能够让大家了解通用的一些流程运转模型。真正在使用中,还需要大家自己去摸索,

去积累了。
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