工作流引擎设计与实现毕业论文.doc

目录摘要2前言41、绪论41.1研究目的和意义41.2课题研究现状51.3主要研究工作61.4本文的组织安排62、工作流技术概述72.1工作流的相关概念72.2工作流技术的发展与产品82.3工作流引擎92.3.1工作流引擎的功能92.3.2工作流引擎的体系结构102.4工作流参考模型142.5小结153轻量级工作流引擎的设计与实现153.1轻量级工作流引擎概念153.1.1传统工作流引擎153.1.2轻量级工作流引擎153.2系统概述153.2.1 匿名用户角色163.2.2职员角色部分163.2.3管理员角色功能部分163.3系统预览163.4系统特点183.5系统需求分析183.5.1可登陆用户的基本功能183.5.2公司职员具有的功能183.5.3系统管理员具有的功能193.6系统基本框架193.6.1功能上划分193.6.2角色上划分193.6数据库的设计223.6.1数据库需求分析223.6.2数据库概念结构设计223.6.3数据库逻辑结构设计273.7模型（Model）层的设计(部分)283.7.1用户模型类（T_User.cs）283.7.2工作流模型类（T_workflow.cs）313.8业务逻辑层设计（部分类）323.8.1数据库帮助类（SQLHelper.cs）（部分）323.8.2用户操作类（T_User.cs）403.9界面层的设计（部分）443.9.1配置web.config文件443.9.2用户登陆453.9.3工作流管理484、结束语49致谢50参 考 文 献50工作流引擎设计与实现摘要: 工作流引擎是近年来在计算机应用领域发展最为迅速的技术之一。工作流术的主要特点是过程的自动化处理，这些过程包含以人和以机器为基础的活动的结合，特别是对那些与IT应用程序、工具交互的过程进行自动化处理。工作流技术的引入，使应用系统的流程逻辑与业务逻辑耦合度降低，从而降低了复杂流程应用的开发难度，提高了应用系统的开发效率和可维护性。传统工作流引擎的设计从提供功能齐全的工作流服务角度出发，不可避免地导致了系统架构极为庞大，系统的复杂性也随着增大。同时传统的工作流引擎提供的功能是以集成的方式实现，从数据存储到运行环境往往都有自己的一整套独特的体系结构，因而想从中分离出某个功能，将会是一件非常困难的事情。由于这些问题的存在，使得传统的工作流引擎不能快速地根据具体的应用需求定制，灵活地集成到应用系统。为了克服当前工作流在应用中的不足，本文结合具体的应用需求，提出了一个轻量级工作流引擎的框架结构。轻量级工作流架构的核心部分，由几个组件提供工作流的基本功能。在对轻量级工作流引擎进行设计时，本文把它从体系结构上划分为三个层展现层，业务逻辑层，数据层，然后，对工作流系统的设计进行详细介绍。具体研究内容如下：1.对工作流技术的研究现状和理论进行调查和研究，并对主流的开源工作流引擎进行深入的分析和对比。2.在工作流理论的基础上，从够用、灵活和低成本的设计原则出发，对轻量级工作流引擎进行了研究，并对其设计方案和实现技术进行了详细阐述。关键词：工作流、工作流建模、轻量级工作流引擎Abstract：Workflow management system is one of the most rapidly developed tehnology int computer area recently.Its primary characterictic is automation of processes,Which involving combinations of some activities processes.Workflow technologys introduction lowers the coupling between process logic and business logic of the application system,then reducing complexity of the application development process,raising the application system development efficiency and maintainability.The purpose design of traditional workflow architectures aims at providing full fledged support for the widest possible application spectrum.Consequently,most workflow management system,both products and research prototypes,are heavyweight,monolithic,and package a comprehensive set of features in anall-or-nothing manner.Additionally,current workflow systems are hard to integrate with other environments.The solution to the previous probles introduced here is a lightweight workflow architecture that enables software developers to pick and choose the workflow featuresthety need.At the core of the architecture,several components provide basic workflow functionality.In the paper,firstly,the workflow management system is divided into three layers,namely view、business logic and data access.Then,give an elaboration on workflow engine and process definition tools.Details as follows:1.Make investigations and researches on actualities of workflow technology,as well as give deeply analysis and comparisons on mainstream open source workflow management system.2.Based on work flow theory,and based on design principle of sufficient,flexible and low-cost,we make researches on the lightweight workflow management system,as well as elaborate on its design and implementation techniques.We put emphasize on the core modules in workflow engine such as workflow process template management,workflow instance management,the list ofwork-item management,transfer services,time constraints services,and so on. Also,we discuss design and implementation of process definition tools.Keyword:Workflow,workflow modeling, Lightweight WorkflowManagement System前言工作流技术起源于二十世纪七十年代中期办公自动化领域的研究，由于当时计算机尚未普及，网络技术水平还很低以及理论基础匮乏，这项新技术并未取得成功。1983年至1985年间，在图像处理领域和电子邮件领域出现了早期的含有工作流特征的商用系统。进入九十年代以后，随着个人计算机、网络技术的普及和推广，以及信息化建设的日益完善，使得工作流技术的研究与开发进入了一个新的热潮。1993年8月,第一个工作流技术标准化的工业组织工作流管理联盟（Workflow Management Coalition，简称WFMC，下同）成立。1994年，工作流管理联盟发布了用于工作流引擎之间互操作的工作流参考模型，并相继制定了一系列工业标准。与此同时，关于工作流技术的学术研究也十分活跃，许多原型系统在实验室里开发出来。自20世纪90年代中期至今，互联网技术在我国迅速发展和普及，引出了Intranet、Extranet、Internet、政府上网工程、企业上网工程、电子政府、电子商务、电子管理、政府内部网、企业网、数字神经系统和数字化办公等一系列新概念，这些新概念的提出背后都或多或少的存在着工作流的思想，只不过有些概念体现的工作流思想少些，而有些概念的核心思想就是工作流的思想，如办公自动化等。随着企业信息化步伐的加快，工作流的思想已经越来越多地进入了企业应用系统领域。现代化企业为了增强工作效率、缩短信息传播周期、固化业务模式、增加核心竞争力，已经将企业经营过程的各个领域各个环节均纳入了企业信息化的部分。众多的企业应用系统按照功能从大的范围来划分，无非两种，一种是以公文流转、日常办公为主体的办公自动化系统，另一种则是以企业经营过程的业务流程为主要辅助对象的具体业务系统。无论是办公自动化系统还是具体业务系统，都是为企业提供软件服务的，都是本着服务于企业需求为目标的，然而，现实世界中的各个企业的经营过程是无时无刻不在变化和调整中的，以便适应瞬息万变的市场。这种变更带给信息化系统软件的最大的问题在于企业经营过程的调整往往使得原有的信息化系统软件要推倒重新设计开发，使开发成本非常的高，寻找到一种能够相对灵活的架构和管理方式以使得信息化系统能够快速的适应企业经营过程的变更成为了为企业构造信息化系统的软件设计人员的头等课题。工作流及工作流引擎之所以能为企业信息化系统所使用究其原因也在于此。虽然工作流技术已经开始在企业应用中拥有了一片天空，然而，同已经应用于企业的其他技术相比，工作流技术仍然处于其技术发展的初期。进入二十一世纪以来，工作流技术已被越来越多的人认可，与之相关的标准规范、工作流引擎及商业产品不胜枚举。人们在开发推广工作流产品的同时，更加注重工作流的理论研究，以推动该项技术走向成熟。1、绪论1.1研究目的和意义工作流（Workflow）是一类能够完全或者部分自动执行的经营流程（BusinessProcess），根据一系列流程规则，文档、信息或任务能够在不同的执行者之间传递、执行。工作流引擎是定义、执行并监控工作流的软件管理系统。工作流引擎使商业流程以合理有效的方式实施，保证正确的信息在正确的时间到达正确的信息处理者，它更加有效的融入商业流程管理，将人们从繁杂的工作中解脱出来，提高商业流程管理的正确性、高效性和工厂、企业的生产效率。近年来，越来越多的研究机构和企业致力于工作流引擎的研究。从现有的工作流产品来看,许多工作流产品都在不同程度上提供了对外部工具的集成功能，部分产品还提供了基于表单的应用逻辑的定制和开发环境。但是，外部工具的多样性和复杂性决定了对外部工具的集成难以做到无缝；而工作流产品内建的开发工具除了与流行的开发工具不兼容外，其开发功能往往都比较简单。因此，对于简单的应用(例如公文流转、订单的审批等)，这些产品是合适的。但是，如果是开发关键业务的应用系统(特别是行业应用系统)，现有工作流产品所能提供的开发功能是远远不够的。本文在对工作流技术进行深入的分析和研究的基础上，设计了轻量级工作流引擎作为解决方案，它有别于传统的工作流引擎，在设计上从够用、灵活和低成本的原则出发,不追求工作流引擎功能的完备和复杂,只是实现其中必不可少的功能和特征；在使用上更加简单。由于这些特点，它将为使基于工作流技术的应用开发更加易于开发人员接受，提高了开发效率和可维护性，开发成本得到了降低。2、工作流技术概述工作流技术通过信息技术的支持为企业的经营过程提供了一个从模型分析、建立、管理、仿真到运行的完整框架，是实现业务过程管理与控制的一项关键性技术。工作流技术的出现和迅速发展为企业战略的实施提供了重要的技术支持。2.1工作流的相关概念业务流程（Business Process）：一组用来实现一个商业或策略目标联的过程或行为，通常处于一个定义功能角色和关系的组织结构中。在某企业或机构中，它能够实现业务目标和策略的相互连和活动集，如公文处理流程、投保过程、银行客户的取款过程等工作流（Workflow）：工作流是面向特定应用的业务流程的抽象务流程的整体地或部分地自动化处理，文档、信息或任务按照一动从一个参与者传递给另一个参与者处理。工作流引擎（Workflow Engine）：工作流引擎为一个工作流实例环境。它提供的服务包括：过程模型的解释、过程实例的控制（活、暂停、终止等）、在过程各活动之间的游历（控制条件的计的传递等）、参与者的加入与退出、生成工作项通知用户进行处流控制数据和工作流相关数据的维护、调用外部应用和访问工作据等。工作流引擎（Workflow Management System）：运行在一个或流引擎上，使用软件来定义、创建和管理工作流执行过程的系统过程的定义，能与工作流参与者互动，并且能在需要时调用IT用软件。过程定义（Process Definition也称过程建模）：计算机所能识别的的形式化描述，用来支持运行过程的自动化。流程一般被分解成程和活动以及它们之间的关系，其定义主要包括运行过程中所涉种数据和参数，如过程的开始和终止条件、各个工作环节（活动之间的控制流和数据流关系以及一些关于个体行为的信息，如组6与IT相关的应用和数据等。工作流模型（Workflow Model）：工作流模型是对工作流的抽象表是对经营过程的抽象表示。工作流模型是使用工作流定义语言用域的业务过程形式化描述所得到的结果，它包含工作流执行所息。活动（Activity）：活动是工作流中一些逻辑步骤或环节的工作任分为手工操作和自动处理两类。活动是流程执行中的最小工作单有人员的参与或由计算机自动完成。流程实例（Process Instances）：流程实例是实际运行中的一个业每个实例代表一个能独立控制执行、具有内部状态的线程。在流行的业务流程中，WFMS将解释相应的过程定义，生产相关的活根据定义中的控制规则协调这些活动之间的顺序关系，同时根据关系的定义完成活动之间的数据传送。从参与者的角度来说，实实际上是由参与者处理他所涉及的那些环节的数据，完成该环节之后由WFMS根据相应结果激活后续环节，同时通知后续参与行处理，由此依次反复直至整个流程完成。活动实例（Activity Instances）：活动实例是过程实例中的一个逻环节。工作项（Workitem）：可被工作流参与者执行的活动实例的表示动实例通常产生一个或几个工作项，工作项通过赋予相关参与者表而被参与者所感知。任务（Task）：活动和工作项的统一表示，在工作流定义的上下文动，在工作流实例的上下文中表示工作项。路由（Routing）：工作流实例中任务间的关系，基本的路由关系（Sequence）、选择（Choice）、派生（Fork）、合并（Merg（Synchronization）等。组织（Organization）：任务执行所需要的，一般指参与者，可以也可以是人。3轻量级工作流引擎的设计与实现3.1轻量级工作流引擎概念3.1.1传统工作流引擎从现有的工作流产品来看,许多工作流产品都在不同程度上提供了对外部工具的集成功能，部分产品还提供了基于表单的应用逻辑的定制和开发环境。但是，外部工具的多样性和复杂性决定了对外部工具的集成难以做到无缝；而工作流产品内建的开发工具除了与流行的开发工具不兼容外，其开发功能往往都比较简单。因此，对于简单的应用(例如公文流转、订单的审批等)，这些产品是合适的。但是，如果是开发关键业务的应系统(特别是行业应用系统)，现有工作流产品所能提供的开发功能是远远不够的。其次，许多针对数据库管理系统DBMS的开发工具提供了极强的应用开发手段，但是这些开发工具往往不具备对工作流机制的支持，而现有的工作流产品出于其出发点不同，很难与其它开发环境有机地融合在一起。因此开发人员往往苦于找不到一套合适的工作流支撑系统来开发具有工作流特征的应用。还有，具有工作流特征的应用的形态千变万化，要想在工作流系统中对不同的应用(括应用数据)进行统一的表示往往不遂人意.利用这种所谓灵活的工作流系统开发出来的应用在实际运作过程中反而表现不灵活。因此，另外一种相反趋势是，应用的逻辑仍旧采用应用开发工具去完成，工作流引擎只管理相关的控制数据，对应用数据只提供必要的关联手段将其与控制数据链接在一起。综上所述，传统工作流引擎的设计从提供功能齐全的工作流服务角度出发，不可避免地导致了系统架构极为庞大，系统的复杂性也随着增大。同时传统的工作流引擎提供的功能是以集成的方式实现，从数据存储到运行环境往往都有自己的一整套独特的体系结构，因而想从中分离出某个功能，将会是一件非常困难的事情。由于这些问题的存在，使得传统的工作流引擎不能快速地根据具体的应用需求定制，灵活地集成到应用系统。3.6.2数据库概念结构设计由上面的分析，可以设计出满足需求的各种实体。用户与日程安排之间的日程安排如图6-1所示图6-1用户和日程安排之间的E-R图用户与工作流及工作流转换之间的E-R图如图6-2所示图6-2用户与工作流及工作流转换之间的E-R图用户与公文模板之间E-R图如图6-3所示图6-3用户与公文模板之间的E-R图用户与公文之间E-R图如图6-4所示图6-4用户与公文之间的E-R图用户与已处理公文模板之间的E-R图如图6-5所示图6-5用户与已处理公文之间的E-R图用户实体E-R图如图所示用户用户ID用户名密码电子邮件电话地址角色ID图6-6用户信息实体E-R图日程安排实体如图6-7所示日程安排所属用户开始事件内容图6-7日程安排信息实体如图3-13所示公文模板信息实体E-R如图6-8所示公文模板所属用户主题内容图6-8公文模板信息实体E-R图工作流实体E-R图如图6-9所示工作流所属用户主题描述图6-9工作流实体E-R图工作流转换实体E-R图如图6-10所示转换所属用户开始事件内容图6-10工作流中的转换实体E-R图公文实体E-R图如图6-11所示公文主题内容是否为草稿当前等待的转换所属工作流是否可签字是否可查看是否可修改是否可回退图6-11公文实体E-R图已处理公文实体E-R如图6-12所示已处理公文公文ID所属用户图6-12 已处理公文实体E-R图3.9界面层的设计（部分）3.9.1配置web.config文件<?xml version="1.0"?><!- 注意: 除了手动编辑此文件以外，您还可以使用 Web 管理工具来配置应用程序的设置。可以使用 Visual Studio 中的 “网站”->“Asp.Net 配置”选项。 设置和注释的完整列表在 ments 中，该文件通常位于 WindowsMicrosoft.NetFrameworkv2.xConfig 中-><configuration><appSettings/><connectionStrings><add name="ConnectionString_WorkFlow" connectionString="server=ANGELSQLEXPRESS;database=WorkFlow;Integrated Security=True" providerName="System.Data.SqlClient"/></connectionStrings><system.web><!- 设置 compilation debug="true" 将调试符号插入 已编译的页面中。但由于这会 影响性能，因此只在开发过程中将此值 设置为 true。 -><compilation debug="true"/><!- 通过 <authentication> 节可以配置 ASP.NET 使用的 安全身份验证模式，待添加的隐藏文字内容3 以标识传入的用户。 -><authentication mode="Windows"/><!- 如果在执行请求的过程中出现未处理的错误， 则通过 <customErrors> 节可以配置相应的处理步骤。具体说来， 开发人员通过该节可以配置 要显示的 html 错误页 以代替错误堆栈跟踪。 <customErrors mode="RemoteOnly" defaultRedirect="GenericErrorPage.htm"> <error statusCode="403" redirect="NoAccess.htm" /> <error statusCode="404" redirect="FileNotFound.htm" /> </customErrors> -><pages theme="Office"></pages></system.web></configuration>3.9.2用户登陆·用户登陆界面（Login.aspx）图9-1 用户登陆界面图·用户登陆实现（Login.aspx.cs）public partial class Login : System.Web.UI.Page protected void Page_Load(object sender, System.EventArgs e) if (!IsPostBack) if (Session"UserName" != null) Session.Remove("UserName"); Session.Remove("RoleId"); Session.Remove("RoleName"); Session.Remove("UserId"); WorkFlow.BLL.T_User objT_User = new WorkFlow.BLL.T_User(System.Configuration.ConfigurationManager.ConnectionStrings"ConnectionString_WorkFlow".ConnectionString.ToString(); WorkFlow.Model.T_User objT_UserModel = new WorkFlow.Model.T_User(); WorkFlow.BLL.T_Role objT_Role = new WorkFlow.BLL.T_Role(System.Configuration.ConfigurationManager.ConnectionStrings"ConnectionString_WorkFlow".ConnectionString.ToString(); WorkFlow.Model.T_Role objT_RoleModel = new WorkFlow.Model.T_Role(); protected void btnLogin_Click(object sender, System.Web.UI.ImageClickEventArgs e) string UserName = this.txtUserName.Text; string UserPwd = this.txtUserPwd.Text; string strErr = "" Session.Add("UserName", UserName); try object obj = objT_User.CheckLogin(UserName, UserPwd, out strErr);/判断用户登陆 if (obj = null) this.lblError.Text = "你输入的用户名或密码有误,请重新输入" this.txtUserName.Text = "" this.txtUserPwd.Text = "" return; else try4、结束语本文是作者在大量的理论学习、研究基础上，并结合面向对象开发技术的研究完成的，在这个过程中，作者对工作流引擎进行了全面、系统的学习和研究；并根据实际应用的需要，设计和实现了轻量级工作流引擎。现总结如下：1.分析和讨论了工作流与工作流引擎相关概念，分析和阐述了本文的研究背景，并在此基础上提出了本文的研究目标。2分析传统工作流引擎的不足的基础上提出了轻量级工作流引擎的体系架构。3.采用ASP.NET(C#)开发相关技术实现了轻量级工作流引擎。参 考 文 献