基于工作流的管理系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究

姜　峰，劉偉卓

（1.黑龍江省科學(xué)院，哈爾濱 150001；2.黑龍江省科技成果轉(zhuǎn)化中心，哈爾濱 150028）

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基于工作流的管理系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究

姜峰1，劉偉卓2

（1.黑龍江省科學(xué)院，哈爾濱 150001；2.黑龍江省科技成果轉(zhuǎn)化中心，哈爾濱 150028）

摘要：工作流技術(shù)是具體行業(yè)相關(guān)業(yè)務(wù)領(lǐng)域的執(zhí)行流程，主要描述了業(yè)務(wù)執(zhí)行過(guò)程中各個(gè)要素及要素之間的關(guān)系，是構(gòu)建流程應(yīng)用和辦公自動(dòng)化管理的基礎(chǔ)平臺(tái)，工作流技術(shù)可以有效應(yīng)用于公文流轉(zhuǎn)、行政審批等電子政務(wù)系統(tǒng)中，提升政務(wù)辦公系統(tǒng)的運(yùn)行效率和競(jìng)爭(zhēng)力。本文詳細(xì)介紹了系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中所應(yīng)用到的各項(xiàng)技術(shù)，包括工作流技術(shù)、J2EE技術(shù)及MVC開(kāi)發(fā)架構(gòu)。

關(guān)鍵詞：工作流技術(shù)；J2EE技術(shù)；MVC開(kāi)發(fā)架構(gòu)

1　工作流技術(shù)

什么是工作流呢？工作流管理聯(lián)盟WFMC給出了定義：全部或者部分，由計(jì)算機(jī)支持或自動(dòng)處理的業(yè)務(wù)過(guò)程。它根據(jù)一系列過(guò)程規(guī)則，文檔、信息或任務(wù)能夠在不同的執(zhí)行者之間進(jìn)行傳遞與執(zhí)行［1-2］。

所謂基于工作流的管理系統(tǒng)實(shí)際屬于一個(gè)軟件系統(tǒng)，需要完成工作流的定義和管理，同時(shí)在計(jì)算機(jī)中預(yù)先定義完善的工作流邏輯機(jī)制，以此推動(dòng)整體工作流程應(yīng)用實(shí)例的執(zhí)行。

工作流管理聯(lián)盟（WFMC）早在1995年就提出了工作流技術(shù)開(kāi)展的依據(jù)參考體系結(jié)構(gòu)模型（Workflow reference model）。工作流參考模型主要功能是標(biāo)識(shí)了軟件系統(tǒng)的基本組件和交互接口。通過(guò)定義各組件間的交互接口，實(shí)現(xiàn)不同業(yè)務(wù)之間的參數(shù)調(diào)用。參考模型中的組件主要包含工作流執(zhí)行服務(wù)、工作流引擎、流程定義工具、客戶(hù)端應(yīng)用、調(diào)用應(yīng)用、管理監(jiān)控工具。此外，還包含相對(duì)的五個(gè)交互接口。可以說(shuō)工作流參考模型對(duì)于后來(lái)人們對(duì)工作流技術(shù)的學(xué)習(xí)和討論起到了很大的影響作用。

因?yàn)橛辛斯ぷ髁鲄⒖寄Ｐ偷囊茫沟霉ぷ髁骷夹g(shù)在研討和應(yīng)用過(guò)程中有了一個(gè)規(guī)范的術(shù)語(yǔ)用表。為依托于工作流技術(shù)下開(kāi)發(fā)的軟件系統(tǒng)提供了有效的參照，同時(shí)對(duì)工作流管理系統(tǒng)的關(guān)鍵系統(tǒng)軟件部件提供了準(zhǔn)確的功能描述，定義交互接口，且描述具有較強(qiáng)的個(gè)體性，獨(dú)立于特定產(chǎn)口、特定技術(shù)而實(shí)現(xiàn)，大大推動(dòng)了信息流程在交換過(guò)程中的標(biāo)準(zhǔn)化，使得不同產(chǎn)品之間相互的業(yè)務(wù)操作成為可能［3］。

工作流參考模型中，核心組件是工作流執(zhí)行服務(wù)，用來(lái)提供流程實(shí)例的運(yùn)行環(huán)境，一般情況下，由一個(gè)或多個(gè)工作流引擎組成，作用是解釋分析流程定義、構(gòu)建流程、管理流程定義，以及創(chuàng)建、管理和執(zhí)行流程應(yīng)用實(shí)例等。而工作流引擎主要是為流程應(yīng)用實(shí)例的有效開(kāi)展提供良好的運(yùn)行環(huán)境，并對(duì)流程應(yīng)用實(shí)例的軟件服務(wù)進(jìn)行解釋?zhuān)?］。

流程定義工具的作用主要是與工作流執(zhí)行服務(wù)間進(jìn)行交互。通過(guò)管理流程定義工具，可以方便用戶(hù)利用圖形化的表示方法把復(fù)雜的流程定義加以顯示，從而進(jìn)行相關(guān)的操作。

管理監(jiān)控工具可以有效提高工作流執(zhí)行的安全性。對(duì)工作流在組織機(jī)構(gòu)中使用的相關(guān)數(shù)據(jù)和流程執(zhí)行的過(guò)程進(jìn)行安全監(jiān)控，防止非授權(quán)操作或誤操作的發(fā)生。

客戶(hù)端應(yīng)用主要作用是通過(guò)發(fā)出請(qǐng)求與工作流執(zhí)行服務(wù)開(kāi)展有效的應(yīng)用交互。其實(shí)際目的就是調(diào)用工作流執(zhí)行服務(wù)。而工作流引擎組件以任務(wù)列表的方式進(jìn)行規(guī)范。客戶(hù)端應(yīng)用為了完成一個(gè)流程應(yīng)用實(shí)例的執(zhí)行，會(huì)在不同的工作流執(zhí)行服務(wù)間交互作用。

各組件之間的調(diào)用需要提供相應(yīng)的接口信息。以下是對(duì)參考模型中各接口含義的解釋?zhuān)?/p>

接口1：表示工作流程定義工具與工作流服務(wù)之間的接口。主要作用是定義交互的工作流，規(guī)范數(shù)據(jù)的表示格式和API定義。

接口2：表示工作流服務(wù)和客戶(hù)應(yīng)用程序之間的接口。制定了所有客戶(hù)端應(yīng)用和工作流服務(wù)之間的調(diào)用形式，規(guī)范具體訪(fǎng)問(wèn)流程，提供工作流客戶(hù)端應(yīng)用對(duì)工作流引擎和工作列表的訪(fǎng)問(wèn)途徑。

接口3：主要功能是提供不同應(yīng)用程序和工作流引擎之間的調(diào)用接口。

接口4：主要功能是對(duì)不同工作流管理系統(tǒng)之間的相互調(diào)用操作提供有效的接口信息。

接口5：主要作用是提高工作流程安全性，為管理監(jiān)控工作流程的執(zhí)行提供有效的監(jiān)控管理機(jī)制。

2　J2EE技術(shù)架構(gòu)

電子商務(wù)和電子信息技術(shù)迅猛發(fā)展，廣泛應(yīng)用于當(dāng)今社會(huì)，各行各業(yè)都在努力為自己的企業(yè)尋找一種低成本、低風(fēng)險(xiǎn)、高效率、高收益率的信息技術(shù)產(chǎn)物，以為企業(yè)的日常生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)創(chuàng)造利益。J2EE就是技術(shù)發(fā)展下的一個(gè)很好的平臺(tái)，它應(yīng)用其自身的應(yīng)用組件及運(yùn)行環(huán)境構(gòu)造了一種可伸縮的企業(yè)應(yīng)用模式，應(yīng)用更加靈活方便，可變化性、適應(yīng)性強(qiáng)，從而大大節(jié)約了成本。

J2EE是基于Java2平臺(tái)對(duì)企業(yè)解決方案中存在的開(kāi)發(fā)、實(shí)施和管理等體系結(jié)構(gòu)問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)化。此技術(shù)的宗旨在于最大程度地降低企業(yè)開(kāi)發(fā)者投放市場(chǎng)時(shí)間的體系結(jié)構(gòu)，它以Java平臺(tái)或Java2平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)版為技術(shù)核心，延續(xù)了上述兩個(gè)平臺(tái)已有的優(yōu)點(diǎn)，如：“編寫(xiě)一次、隨處運(yùn)行”的特性，方便存取數(shù)據(jù)庫(kù)的JDBC API、CORBA技術(shù)及能夠在Internet應(yīng)用中保護(hù)數(shù)據(jù)的安全模式等，在此基礎(chǔ)之上進(jìn)行分析，找到不足之處，加以提高［5］。

為了滿(mǎn)足低投入、高可靠性、高靈活性、高延展性的特點(diǎn)，J2EE體系結(jié)構(gòu)通過(guò)提供中間層集成框架來(lái)解決。它提供一個(gè)統(tǒng)一的開(kāi)發(fā)平臺(tái)，以此降低開(kāi)發(fā)多層應(yīng)用的費(fèi)用和復(fù)雜性，對(duì)現(xiàn)有應(yīng)用程序提供強(qiáng)大支持，并支持Enterprise JavaBeans，有良好的向?qū)еС执虬筒渴饝?yīng)用，添加目錄支持，增強(qiáng)了安全機(jī)制，提高了性能。

J2EE使用多層的分布式應(yīng)用模型，應(yīng)用邏輯按功能劃分為組件，各個(gè)應(yīng)用組件根據(jù)它們所在的層分布在不同的機(jī)器上，解決兩層模式（client/server）的弊端，更加方便了業(yè)務(wù)邏輯和界面邏輯。

J2EE具有很強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)及變化能力，因?yàn)榛诖似脚_(tái)的產(chǎn)品都支持本平臺(tái)的服務(wù)，所以公司僅設(shè)計(jì)一套編碼良好、符合J2EE要求的程序，隨后在最終部署實(shí)施的時(shí)候，按照應(yīng)用環(huán)境的需求做出正確的決策。這樣一來(lái)，當(dāng)最后一層平臺(tái)的功能性、伸縮性或可用性不能滿(mǎn)足市場(chǎng)需求時(shí)，用戶(hù)可以做出其他選擇。如果J2EE應(yīng)用程序設(shè)計(jì)良好，能夠符合標(biāo)準(zhǔn)，隨著時(shí)間的推移，可以更換最底層組件、中間件、操作系統(tǒng)或硬件進(jìn)行改進(jìn)，而不需要改變復(fù)雜的應(yīng)用程序，大大縮短了時(shí)間，提高了效率。

通過(guò)結(jié)構(gòu)圖可以看出，整體平臺(tái)分成兩部分客戶(hù)端和服務(wù)器端。在客戶(hù)端的機(jī)器上，主要就是瀏覽器客戶(hù)端。在服務(wù)器端有Web層組件及業(yè)務(wù)層組件，還有企業(yè)信息系統(tǒng)層的具體應(yīng)用軟件。

采用這種結(jié)構(gòu)使程序開(kāi)發(fā)的過(guò)程更加方便簡(jiǎn)單。將業(yè)務(wù)邏輯都封裝成可以重復(fù)調(diào)用的組件，采用服務(wù)器技術(shù)將所有組件集成在后臺(tái)的服務(wù)中，這樣就減少了在系統(tǒng)開(kāi)發(fā)上所消耗的財(cái)力和人力，提高了業(yè)務(wù)需求在開(kāi)發(fā)過(guò)程中的執(zhí)行效率。

另一個(gè)開(kāi)發(fā)工具是JBuilder，它是Borland公司開(kāi)發(fā)的一個(gè)功能強(qiáng)大的可視化Java開(kāi)發(fā)工具。它的服務(wù)對(duì)象是使用Java進(jìn)行程序開(kāi)發(fā)的程序員。它將Java程序員從煩瑣復(fù)雜的界面設(shè)計(jì)和代碼錄入中解脫出來(lái)，快速、高效地建立各種Java應(yīng)用程序，包括小應(yīng)用程序、需要與網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)連接的應(yīng)用程序、Web應(yīng)用程序及企業(yè)級(jí)分布式應(yīng)用程序等。JSP開(kāi)發(fā)語(yǔ)言的誕生使動(dòng)態(tài)的Web應(yīng)用程序與Java程序在與服務(wù)器端進(jìn)行數(shù)據(jù)交互時(shí)更加方便快捷，可以通過(guò)Servlet打開(kāi)整體的界面環(huán)境，實(shí)現(xiàn)Java Sevlet的重新編譯，利用JSP技術(shù)可以很好地解決這個(gè)問(wèn)題。

可以說(shuō)，原Sun公司開(kāi)發(fā)出來(lái)的這種JSP語(yǔ)言程序很好地與Java開(kāi)發(fā)環(huán)境進(jìn)行了對(duì)接。利用這種方法實(shí)現(xiàn)了基于Web頁(yè)面的應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)方式，提供了豐富的開(kāi)發(fā)資源。對(duì)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)的開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)，無(wú)疑是一種強(qiáng)有力的支持和推動(dòng)。

3　MVC架構(gòu)實(shí)現(xiàn)分層結(jié)構(gòu)實(shí)施

MVC全稱(chēng)Model-View-Controller的縮寫(xiě)，意思是模型/視圖/控制器，采用一個(gè)三層的結(jié)構(gòu)按照輸入、處理、輸出流程方式進(jìn)行分離處理。MVC的模式起源于Smalltalk的軟件設(shè)計(jì)模式，在當(dāng)今的軟件行業(yè)市場(chǎng)已經(jīng)得到了很廣泛的應(yīng)用。這種分層開(kāi)發(fā)的模式優(yōu)點(diǎn)就是降低了軟件在開(kāi)發(fā)過(guò)程中的復(fù)雜性，通過(guò)模型、視圖、控制器三個(gè)類(lèi)別來(lái)處理軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中某一層次中所遇到的問(wèn)題。人們已經(jīng)把MVC這種架構(gòu)看成一種典范，采用這種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，更加明確系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程中各部分的主要功能，從而提高開(kāi)發(fā)效率。

模型（Model）模塊主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)信息的執(zhí)行處理。其中包括業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和讀取、加工和綜合處理等。

視圖（View）模塊主要是指軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中對(duì)于操作界面的設(shè)計(jì)，也是用戶(hù)與數(shù)據(jù)交互的接口。

控制器（Controller）模塊主要負(fù)責(zé)模型和視圖間的操作管理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流程的控制，完成雙向的執(zhí)行動(dòng)作。其中一個(gè)動(dòng)作是將用戶(hù)在界面上的操作過(guò)程具體映射到模型上，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)在邏輯層面上的交互。另外一個(gè)動(dòng)作則是將模型模塊處理完成的數(shù)據(jù)快速返回到用戶(hù)界面進(jìn)行輸出。控制器模塊也可以看成是Model和View的中間橋梁。

MVC的開(kāi)始模型使開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序的結(jié)構(gòu)更加明確，三層模型的架構(gòu)同時(shí)也強(qiáng)化了代碼的穩(wěn)定性。代碼可以按照邏輯部分、界面操作部分和應(yīng)用數(shù)據(jù)的過(guò)程控制進(jìn)行分隔處理。這種類(lèi)似于分布式開(kāi)發(fā)程序的過(guò)程更加提高了軟件的開(kāi)發(fā)效率，按照不同的工作人員化分，視圖一般都是前臺(tái)開(kāi)發(fā)人員來(lái)完成的。而模型的定義、業(yè)務(wù)流程都是由邏輯程序開(kāi)發(fā)人員完成的。控制器是由負(fù)責(zé)整體數(shù)據(jù)流控制的軟件開(kāi)發(fā)程序員實(shí)現(xiàn)的。在軟件開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，一般會(huì)采用一種架構(gòu)，具體針對(duì)于不同的應(yīng)用系統(tǒng)和不同的用戶(hù)需求，調(diào)整模型和視圖的變化。這種方法使用代碼在編寫(xiě)的過(guò)程中更加規(guī)范，不易產(chǎn)生混亂。

筆者畢業(yè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目的開(kāi)始也是基于這種MVC的架構(gòu)，系統(tǒng)在設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)程中可以獨(dú)立進(jìn)行各模塊的設(shè)計(jì)，加速項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)進(jìn)度。三層結(jié)構(gòu)分別面向系統(tǒng)的表示層、邏輯業(yè)務(wù)層和數(shù)據(jù)接口層。政務(wù)部門(mén)公文流轉(zhuǎn)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)就是其中一項(xiàng)。在邏輯層面上相互分離，同時(shí)對(duì)編寫(xiě)的代碼也具有很好的重用性。

4　結(jié)語(yǔ)

主要介紹了系統(tǒng)在開(kāi)發(fā)過(guò)程主要采用的開(kāi)發(fā)平臺(tái)和技術(shù)架構(gòu)。描述了軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中工作流技術(shù)的應(yīng)用和相關(guān)定義規(guī)范。對(duì)于J2EE開(kāi)發(fā)平臺(tái)做了詳細(xì)的闡述，也論述了本系統(tǒng)在開(kāi)發(fā)過(guò)程中所利用到的開(kāi)發(fā)模型MVC架構(gòu)，充分展現(xiàn)了系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的技術(shù)可行性。

參考文獻(xiàn)：

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中圖分類(lèi)號(hào)：TP315

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1674-8646（2016）10-0035-03

收稿日期：2016-04-26

Research on management system key technologiesbased onworkflow

JIANG Feng1， LIU Wei-zhuo2
（1. Heilongjiang Academy of Sciences， Harbin 150001， China；2. Heilongjiang the Center of Scientific and Technological Achievements， Harbin 150028， China）

Abstract：Workflow technology is theexecution flow of specific industry-related business areas， mainly describes the relationship between the various elements，it is the foundation platformto build process application and office automation management，workflow technology can be effectively applied to e-government system like document transmission，administrative examination and approval，and improve operational efficiency and competitiveness of the government administration system.This paper describes various technologies in the process of system design，including workflow technology， J2EE technology and MVC development framework.

Key words：Workflow technology； J2EE technology； MVC development framework