基于BPEL的工作流引擎的研究与设计

论文摘要

工作流技术是实现企业业务过程建模、仿真分析、优化和业务过程管理与集成,从而最终实现业务过程自动化的核心技术。研究和推广工作流技术对企业信息化具有重要的现实意义。然而,随着Internet上电子商务的飞速发展,传统工作流管理系统越来越不能适应现代企业业务流程管理的要求,主要表现在系统缺乏柔性和互操作性,难以支持动态的和跨组织的工作流程。将新兴技术Web服务引入工作流管理系统,使系统具备松散耦合、面向组件和跨技术实现等特点,从而使得Internet范围的业务活动的交互更加简单和方便,以满足现代企业对工作流管理信息系统提出的新需求和新挑战。而BPEL正是基于Web服务的一种工作流描述语言,它是由IBM、BEA、Microsoft等多家厂商联合提出的、关于Web服务集成的规范。本文首先介绍了工作流技术及工作流管理系统、Web服务技术和BPEL规范。然后分析了我校数字化校园建设的现状,针对所存在的缺陷与问题,对我校信息化建设的整体框架作出了改进。在改进后的新框架中引入了业务流程层用于业务流程的处理,并给出了以工作流引擎为核心的业务流程层内部结构。同时还对核心服务层和合成服务层中的服务进行了重新规范。核心服务层中的“以数据为中心的”服务将数据实体与其操作一起封装在服务内部;合成服务层中的“以业务逻辑为中心的”服务封装了复杂的计算或业务规则,尽可能以粗粒度、以最纯粹的形式表示业务逻辑、暴露系统的可复用业务功能。且立足于我校研究生院的信息化建设,在比较了现有主流技术的基础上,选择了Web服务作为改进后框架的核心实现技术,BPEL作为其业务流程建模语言。接着设计了一个基于BPEL建模语言的工作流引擎,该工作流引擎主要分为三大模块:BPEL处理器、流程模块和活动模块。本文给出了BPEL处理器的基本结构,并依据该结构设计了BPEL处理器;给出了整个流程调度过程,并依照该调度过程,提出了接受列队和消息列队的设计及管理思想,用以完成流程模块的设计;同时依据BPEL规范,给出了活动状态转换关系,用以指导活动模块的设计。最后依照所提出的基于BPEL的工作流引擎设计思想,实现了其原型系统。并以研究生教育管理系统现有架构为基础,以改进后的信息化建设整体框架为指导,对研究生教育管理系统进行了重构,给出了重构后的系统结构,完成了工作流引擎原型系统与研究生教育管理系统的整合。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 课题背景
• 1.3 工作流技术研究现状
• 1.3.1 工作流技术起源与发展
• 1.3.2 工作流的定义
• 1.3.3 工作流管理系统
• 1.3.4 工作流架构参考模型
• 1.3.5 现在工作流技术中存在的不足
• 1.3.6 工作流技术的发展趋势
• 1.4 文章结构和主要研究工作
• 第二章 Web服务技术及其BPEL规范
• 2.1 Web服务技术
• 2.1.1 Web服务的概念
• 2.1.2 Web服务架构
• 2.1.3 Web服务的技术栈
• 2.2 BPEL规范简介
• 2.2.1 BPEL概述
• 2.2.2 BPEL业务流程结构
• 2.2.3 BPEL的主要特点
• 2.2.4 BPEL的可扩展性
• 2.2.5 现阶段BPEL的限制
• 2.3 BPEL与WSDL间的关系
• 2.4 小结
• 第三章 以业务流程为中心的数字化建设整体架构
• 3.1 我校数字化建设的现状
• 3.2 以业务流程为中心的数字化建设整体架构
• 3.2.1 核心服务层
• 3.2.2 合成服务层
• 3.2.3 业务流程层
• 3.2.4 改进后框架的特征
• 3.3 服务架构的优点
• 3.4 框架核心实现技术的选择
• 3.4.1 服务实现技术——Web服务
• 3.4.2 流程建模语言——BPEL
• 3.6 小结
• 第四章 基于BPEL工作流引擎的设计
• 4.1 工作流管理系统的功能架构
• 4.2 工作流引擎结构
• 4.3 BPEL处理器模块的设计
• 4.3.1 BPEL处理器的体系结构
• 4.3.2 引擎的启动
• 4.3.3 流程的创建
• 4.3.4 输入与输出
• 4.3.5 数据操作
• 4.3.6 表达式求值
• 4.4 流程模块的设计
• 4.4.1 流程的组成
• 4.4.2 请求的调度过程
• 4.4.3 接受（receive）列队
• 4.4.4 消息列队的管理
• 4.5 活动模块的设计
• 4.5.1 活动简介
• 4.5.2 BPEL中的活动
• 4.5.3 活动的状态
• 4.5.4 活动的类层次设计
• 4.6 管理器
• 4.7 小结
• 第五章 工作流引擎的实现与应用
• 5.1 工作流引擎的实现
• 5.1.1 XML解析
• 5.1.2 引擎启动
• 5.1.3 持久化管理
• 5.1.4 事务管理器
• 5.1.5 部署管理
• 5.1.6 热部署
• 5.1.7 日志管理
• 5.2 工作流引擎的应用
• 5.2.1 研究生教育管理系统的整体架构
• 5.2.2 改进后的研究生管理系统架构
• 5.2.3 可复用服务库
• 5.2.4 业务流程的迁移
• 5.3 小结
• 第六章 总结
• 6.1 全文总结
• 6.2 下一步的工作
• 致谢
• 参考文献
• 作者在攻读硕士学位期间论文发表情况