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n工作流現(xiàn)狀 （原文）
作者Tom Baeyens 翻譯dinghong 前言如果數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（ database systems）像受人尊敬的智者講述的條理清晰的故事，那么工作流（workflow）就像一群乳臭未干的小子在大談各自的“哲理”。之所以這樣講，我是想指出，工作流系統(tǒng) （workflow management systems）還處于技術(shù)發(fā)展曲線（ technology hype curve）上的初級階段。在這個(gè)領(lǐng)域我們將面臨一個(gè)激動(dòng)人心的階段。 為了描述這一點(diǎn)，可以將工作流和關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（RDBMS）做一個(gè)對比。當(dāng)在軟件開發(fā)團(tuán)隊(duì)中談?wù)揜DBMS時(shí)，大部分人會(huì)有一個(gè)清晰的概念，在你和他們交流的時(shí)候，人們會(huì)通過輕微的點(diǎn)頭表示認(rèn)可或理解你所說的?？僧?dāng)使用工作流術(shù)語討論工作流時(shí)，他們會(huì)搖頭表示不同意，因?yàn)槊總€(gè)人對工作流術(shù)語都有不同的理解。
 Figure 1: Workflow vs. RDBMS positioned in the hype-curve
導(dǎo)致形成這種狀況的原因之一，是在工作流中使用了過多的概念。在這個(gè)領(lǐng)域中的大量規(guī)范和工具沒有一個(gè)是相似的。當(dāng)然，它們相互之間有重疊并且會(huì)相互參考引證。 在本文中，我首先解釋什么是工作流管理系統(tǒng)，然后介紹業(yè)務(wù)流程管理的優(yōu)點(diǎn)。接下來描述一下為什么工作流市場乍看起來如此混亂。本文給出的主要結(jié)論是：選擇工作流系統(tǒng)是想用工作流系統(tǒng)的公司，將要面對的最困難的事情。為此，本文的核心部分描述了一個(gè)流程定義（process definition）的四個(gè)層次，為你選擇工作流提供一個(gè)基礎(chǔ)。本文還用中立的語言描述了工作流和BPM的通用概念。最后，給出了一些規(guī)范和工具的指導(dǎo)性描述。 什么是工作流管理系統(tǒng)（WFMS）定義工作流系統(tǒng)是以規(guī)格化的流程描述作為輸入的軟件組件,它維護(hù)流程的運(yùn)行狀態(tài),并在人和應(yīng)用之間分派活動(dòng)。 為了后面的描述，我們先定義一些基本的術(shù)語：流程定義（process definition）和流程實(shí)例（process instance）. 一個(gè)流程定義是一個(gè)業(yè)務(wù)流程或過程的規(guī)格化描述。一個(gè)流程實(shí)例是流程定義的一個(gè)運(yùn)行實(shí)體。 都目前為止，概念還比較清晰是不是？但當(dāng)再深入一步時(shí)，我們就要小心使用文字了。如何闡述流程中的步驟，現(xiàn)在還沒有一個(gè)統(tǒng)一的方式。這是各種工作流規(guī)范和工具之間主要的分歧。
工作流系統(tǒng)另一個(gè)重要的職責(zé)是維護(hù)每一個(gè)流程運(yùn)行的上下文信息。 流程上下文變量（process context variable） ，或簡稱變量，是與流程實(shí)例相關(guān)的變量。如，休假申請的開始日期、數(shù)據(jù)庫中一條記錄的鍵值、文檔管理系統(tǒng)中一篇文檔的索引等。通常在流程定義中聲明這些變量，然后在流程實(shí)例生成時(shí)，這些流程變量被實(shí)例化。所有成熟的工作流管理系統(tǒng)都支持定制的變量類型。 目標(biāo)領(lǐng)域（Target usage）使用工作流管理系統(tǒng)的 目的之一是作為企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)集成（EAI）的平臺(tái)。在當(dāng)前大部分企業(yè)級IT架構(gòu)中，各種各樣的異構(gòu)（heterogeneous）應(yīng)用和數(shù)據(jù)庫運(yùn)行在企業(yè) 內(nèi)網(wǎng)中。在這些系統(tǒng)被應(yīng)用到組織時(shí)，都有一個(gè)清晰的目標(biāo)。例如，客戶管理、文檔管理、供應(yīng)鏈、訂單、支付、資源計(jì)劃等等。讓我們稱這些系統(tǒng)為專門應(yīng)用（ dedicated applications）。每一個(gè)專門應(yīng)用都包含它們所支持業(yè)務(wù)流程的領(lǐng)域知識(shí)。這些專門應(yīng)用中的自動(dòng)化流程，被拼裝到企業(yè)中更大的非自動(dòng)化流程中。每 當(dāng)一個(gè)這樣的專門應(yīng)用安裝并投入使用，都會(huì)帶來涉及其他多個(gè)應(yīng)用的新功能需求。企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)集成（EAI）就是通過使用多個(gè)專門應(yīng)用滿足軟件新需求的方 法。有時(shí)，這只需要在兩個(gè)應(yīng)用之間提供數(shù)據(jù)通訊的通道。專門應(yīng)用將很多業(yè)務(wù)流程硬編碼在軟件中?？梢赃@么說，在你購買專門應(yīng)用時(shí)，你是購買了一組固定的自 動(dòng)化業(yè)務(wù)流程。而工作流管理系統(tǒng)是不必事先知道問題域的相關(guān)信息的。工作流系統(tǒng)將業(yè)務(wù)流程描述作為輸入并管理流程實(shí)例的執(zhí)行，這使得它比專門應(yīng)用更靈活（當(dāng)然你也要花精力編寫業(yè)務(wù)流程的規(guī)格化描述）。這就是為什么說工作流系統(tǒng)和專門系統(tǒng)是相互補(bǔ)充的。工作流系統(tǒng)可以用來管理全局的業(yè)務(wù)流程。如果專門應(yīng)用支持你所需要的業(yè)務(wù)流程，那么使用專門應(yīng)用。在此討論的工作流系統(tǒng)的第一種使用方式就是：結(jié)合所有的專門應(yīng)用，使用工作流系統(tǒng)構(gòu)建一個(gè)EAI平臺(tái)。 工作流系統(tǒng)能夠發(fā)揮很大價(jià)值的第二個(gè)使用方式是：協(xié)助涉及多人相關(guān)任務(wù)工作流軟件的開發(fā)。為了達(dá)到這個(gè)目的，大部分工作流系統(tǒng)都有一個(gè)方便的機(jī)制，來生成執(zhí)行任務(wù)的表單。對于專注于ISO 或者CMM認(rèn)證的組織，采用這種方式使用工作流系統(tǒng)能夠顯著提高生產(chǎn)率。 不用將過程用文字的形式寫在紙上，工作流系統(tǒng)使你通過流程定義建模實(shí)現(xiàn)過程的自動(dòng)化（如使用基于Web的應(yīng)用）。 工作流系統(tǒng)的第三種使用方式是：將工作流引擎嵌入到其他應(yīng)用中。在前面我們談到，專門應(yīng)用將指定問題域相關(guān)的業(yè)務(wù)流程固化在軟件中。開發(fā)專門應(yīng)用的公司也可以將工作流引擎嵌入到他們的軟件中。在這里，工作流引擎只是作為一個(gè)軟件組件，對于應(yīng)用的最終用戶是不可見的。將工作流引擎嵌入到應(yīng)用中的主要原因是為了重用（不重復(fù)發(fā)明輪子）和應(yīng)用軟件的可維護(hù)性。 The case for workflow對于引入工作流的組織，能夠在軟件開發(fā)和業(yè)務(wù)兩個(gè)層次受益。 方便開發(fā)工作流管理系統(tǒng)能夠簡化企業(yè)級軟件開發(fā)甚至維護(hù)。
業(yè)務(wù)流程管理 (BPM)在自動(dòng)化業(yè)務(wù)流程之前，分析并將它們規(guī)格化是一件艱苦但會(huì)有很好回報(bào)的工作。對于分析流程能夠帶了的益處有不錯(cuò)的闡述：
我認(rèn)為他們還遺漏了一個(gè)使用工作流系統(tǒng)最重要的因數(shù)：提高對迭代開發(fā)的支持。如果軟件中業(yè)務(wù)流程部分不容易更改，組織就會(huì)花很大的精力在開發(fā)前的業(yè)務(wù)流程分析中，希望一次成功。但可悲的是，在任何軟件項(xiàng)目開發(fā)中，這都很少能實(shí)現(xiàn)。工作流系統(tǒng)使得新業(yè)務(wù)流程很容易部署，業(yè)務(wù)流程相關(guān)的軟件可以一種迭代的方式開發(fā)，因此使用工作流系統(tǒng)使開發(fā)更有效、風(fēng)險(xiǎn)更低。 缺失的一環(huán)（Missing link）我確實(shí)認(rèn)為工作流系 統(tǒng)是企業(yè)應(yīng)用開發(fā)中缺失的一環(huán)。將企業(yè)業(yè)務(wù)流程邏輯在企業(yè)級軟件中實(shí)現(xiàn)的缺省方式是分散的。這意味著業(yè)務(wù)流程邏輯散布在各種系統(tǒng)中，如EJB、數(shù)據(jù)庫觸發(fā) 器、消息代理等等。這樣得到的軟件難于維護(hù)，結(jié)果，企業(yè)只能將改變業(yè)務(wù)流程軟件作為最后的選擇。他們經(jīng)常能夠做的是，改變流程以適應(yīng)軟件。上述問題也適用 于采用大型外部ERP軟件包的企業(yè)。進(jìn)一步，假設(shè)我們認(rèn)識(shí)到這個(gè)問題，并打算將一個(gè)流程相關(guān)的代碼都集中起來。對于一個(gè)流程來說這很不錯(cuò)，但當(dāng)你要實(shí)現(xiàn)多 個(gè)流程時(shí)，你會(huì)看到管理狀態(tài)和流程變量的代碼被到處復(fù)制。最后，我們會(huì)整理這些代碼放到一個(gè)集中的庫中。好，...這就是一個(gè)工作流管理系統(tǒng)了，不用費(fèi)心自己來實(shí)現(xiàn)，你可以從本文后面的列表中選擇一個(gè)。A closer lookWFMS interfaces一個(gè)工作流管理系統(tǒng)以流程定義作為輸入。在這里，可以將流程定義看作UML活動(dòng)圖、UML狀態(tài)圖或者有限狀態(tài)機(jī)。在提交一張費(fèi)用單據(jù)、申請休假、要求一個(gè)報(bào)價(jià)、...之后，工作流系統(tǒng)負(fù)責(zé)維護(hù)這些流程定義的執(zhí)行狀態(tài)和上下文。為此，需要通知工作流系統(tǒng)狀態(tài)的變化。運(yùn)行流程的狀態(tài)變化可以記錄下來，以備監(jiān)控管理。
 Figure 2: Interfaces of a WFMS
流程定義的四個(gè)層次在 下面這部分，我嘗試回答這樣的問題“什么是流程定義包括的內(nèi)容？”。這是從各種規(guī)范和工具所使用模型的原則和概念中總結(jié)得來的，反映了大部分模型中通用的 基本思想。流程定義的內(nèi)容可以分為四個(gè)不同的層次：狀態(tài)（state）、上下文（context）、程序邏輯（programming logic）和用戶界面（UI）。狀態(tài)層所 有狀態(tài)和控制流的表述，都屬于業(yè)務(wù)流程的狀態(tài)層。標(biāo)準(zhǔn)編程語言中的控制流來源于Von Neuman體系?？刂屏鞫x了必須被執(zhí)行的指令的順序，控制流由我們書寫的命令、if語句、循環(huán)語句等確定。在業(yè)務(wù)流程中的控制流基本與此一致。但在業(yè) 務(wù)流程中不是使用命令而是使用狀態(tài)作為基本元素。 在流程中，狀態(tài) (或者說等待狀態(tài))代表了一種對外部參與者（actor）的依賴。狀態(tài)的意思就像“現(xiàn)在X系統(tǒng)或某某人必須作某些事，在此等待直到參與者通知這些任務(wù)已完成”。狀態(tài)定義了一種對外部提供結(jié)果的依賴。狀態(tài)典型的例子是批準(zhǔn)步驟（step）。 流程定義中的狀態(tài)也指定了執(zhí)行依賴于哪個(gè)參與者。在活動(dòng)圖中，泳道（swimlanes）的標(biāo)注代表這些參與者的名字。工作流系統(tǒng)使用這些信息構(gòu)建任務(wù)列表，這是一般工作流系統(tǒng)都有的功能。如前所述，參與者可以是人也可以是系統(tǒng)。對于需要人參與的狀態(tài)，工作流系統(tǒng)必須在運(yùn)行時(shí)計(jì)算出具體的個(gè)人。這樣的計(jì)算使工作流系統(tǒng)必須依賴于組織結(jié)構(gòu)信息。關(guān)于這方面的一篇非常有趣的文章是在further reading section提到的“工作流應(yīng)用中的組織管理”（ ‘Organizational Management in Workflow Applications‘）。 流程定義的控制流包含一組狀態(tài)和它們之間的關(guān)系。狀態(tài)之間的邏輯關(guān)系描述了哪些執(zhí)行路徑可以同時(shí)執(zhí)行，那些不可以。同步執(zhí)行路徑用分叉（forks）和聯(lián)合（joins）建模，異步執(zhí)行路徑用判斷（decisions）和合并（ merges）建模。注意在大多數(shù)模型中，在每個(gè)狀態(tài)之前都有一個(gè)隱式合并。 UML 活動(dòng)圖經(jīng)常被用來做業(yè)務(wù)流程建模。作為一種直觀和通用的表達(dá)，活動(dòng)圖在圖形表述上有一個(gè)主要問題，就是沒有區(qū)分狀態(tài)和動(dòng)作，它們都用活動(dòng)來表示。缺少這種 區(qū)分（導(dǎo)致狀態(tài)概念的缺失）是學(xué)術(shù)派對UML活動(dòng)圖的主要批評。UML活動(dòng)圖的第二個(gè)問題是在UML2.0版中引入的。當(dāng)多個(gè)遷移 （transitions）到達(dá)一個(gè)活動(dòng)時(shí)，以前的版本規(guī)定這是一個(gè)缺省合并（merge），在2.0版中規(guī)定這是一個(gè)需要同步的缺省聯(lián)合（join）。 在我看來，UML活動(dòng)圖的圖形部分仍舊可以用來對業(yè)務(wù)流程狀態(tài)層次建模，只要使用時(shí)對兩條構(gòu)建語義作如下的變化：
在流程運(yùn)行過程中，工作流系統(tǒng)用一個(gè)令牌（token）作為指針跟蹤流程的狀態(tài)。這相當(dāng)于Von Neuman體系中的程序計(jì)數(shù)器。當(dāng)令牌到達(dá)一個(gè)狀態(tài)時(shí)，它被分配給工作流系統(tǒng)等待的外部參與者。外部參與者可以是個(gè)人、組織或者計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。我們定義流程運(yùn)行的執(zhí)行人或系統(tǒng)為“參與者”（actor）。只有在工作流系統(tǒng)將令牌分配給一個(gè)參與者時(shí)，才需要訪問組織結(jié)構(gòu)信息。工作流系統(tǒng)通過分配令牌構(gòu)建任務(wù)列表。 上下文層流程上下文變量（process context variable） ，或簡稱變量，是與流程實(shí)例相關(guān)的變量。流程開發(fā)人員可以使用流程變量存儲(chǔ)跨越流程實(shí)例整個(gè)生命周期的數(shù)據(jù)。一些工作流管理系統(tǒng)有固定數(shù)目的數(shù)據(jù)類型，另一些你可以定義自己的數(shù)據(jù)類型。 注意變量也可以用來存放引用（ references）。一個(gè)變量可以引用如數(shù)據(jù)庫中的記錄、網(wǎng)絡(luò)上的文件。什么時(shí)候使用引用，取決于使用引用數(shù)據(jù)的其他應(yīng)用。 和流程變量相關(guān)的另一個(gè)令人感興趣的方面是：工作流系統(tǒng)如何將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為信息。工作流是用于組織內(nèi)部跨越各種異構(gòu)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)任務(wù)和數(shù)據(jù)協(xié)同的。對于業(yè)務(wù)流程中人工執(zhí)行的任務(wù)，工作流系統(tǒng)負(fù)責(zé)從其他相關(guān)系統(tǒng)，如SAP、數(shù)據(jù)庫、CRM系統(tǒng)、文檔管理系統(tǒng)收集數(shù)據(jù)。在業(yè)務(wù)流程的每一個(gè)人工步驟，只有相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)項(xiàng)被從異構(gòu)系統(tǒng)中收集和計(jì)算。通過這種方式，從不同系統(tǒng)來的數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換并展現(xiàn)為信息。 程序邏輯層如前所述，動(dòng)作是在流程運(yùn)行過程中，工作流系 統(tǒng)響應(yīng)指定的事件（event）執(zhí)行的一段程序邏輯（programming logic）。程序邏輯可以是二進(jìn)制或源代碼形式的、用任何語言或腳本編寫的軟件。程序邏輯層是所有這些軟件片斷和關(guān)于在什么事件發(fā)生時(shí)調(diào)用它們的信息的 組合。程序邏輯的例子包括發(fā)Email、通過消息代理發(fā)消息、從ERP系統(tǒng)中拿數(shù)據(jù)和更新數(shù)據(jù)庫。 用戶界面層一個(gè)參與者通過向流程變量中填充數(shù)據(jù)的事件，來觸發(fā)結(jié)束一個(gè)狀態(tài)。比如，在請假的例子中，老板提供“同意”或“不同意”數(shù)據(jù)到流程中。某些工作流系統(tǒng)允許指定哪些數(shù)據(jù)可以填充到流程中，以及它們?nèi)绾卧诹鞒套兞恐写鎯?chǔ)。通過這些信息，可以生成從用戶收集信息的UI表單?；诹鞒潭x生成用戶提交表單的Web應(yīng)用例子，可以訪問the jBpm online demo。工作流全景可執(zhí)行流程與工作流管理系統(tǒng)的比較（Executional processes versus a WFMS）當(dāng) 前在BPM領(lǐng)域中，關(guān)于可執(zhí)行業(yè)務(wù)流程的規(guī)范有趨向于統(tǒng)一集中的趨勢。 XLANG, WSFL 和BPML合并為基于交互（消息交換）的BPEL。BPEL在面向服務(wù)體系結(jié)構(gòu)(SOA)的大背景下定義。它的前提條件之一是涉及的服務(wù)必須用WSDL聲 明。BPEL規(guī)定了一套XML語法，這套語法可以看作一種編程語言，用來描述包括對WSDL定義的服務(wù)調(diào)用的控制流。 在可執(zhí)行業(yè)務(wù)流程和基于狀態(tài)的工作流管理系統(tǒng)所使用的方法中，我注意到了三點(diǎn)主要的區(qū)別：
學(xué)術(shù)界學(xué)術(shù)界對工作流的研究可以回溯到上個(gè)世紀(jì)七十年代。在當(dāng)前，研究領(lǐng)域趨向于認(rèn)為petr 網(wǎng)是所有流程定義語言之母。關(guān)于petri網(wǎng)已有大量先進(jìn)的分析技術(shù)，去年在 2003 conference on Business Process Management上我有幸會(huì)晤了Petri教授。對于大部分人能夠訪問和理解的有關(guān)Petyri網(wǎng)最好的研究之一是工作流模式(workflow patterns)。工作流模式比較了大量的工作流管理系統(tǒng)并以petri網(wǎng)的術(shù)語表述了通用流程建模概念。開放源代碼項(xiàng)目最后我們看看真實(shí)世界中的工作流管理系統(tǒng)。選擇一個(gè)工作流管理系統(tǒng)是一件困難的事情，但有選擇總比沒有選擇好。:-) 本文闡述工作流基本概念的目的之一，就是使你能夠作更好的選擇。但我也意識(shí)到，對于現(xiàn)在的軟件架構(gòu)師來說，選擇工作流系統(tǒng)是一件最具挑戰(zhàn)性的工作。 下面的列表來源于三個(gè)地方：my previous article, the list of Carlos E Perez, 和 list by Topicus.
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規(guī)范Michael zur Muehlen作了一個(gè)所有工作流相關(guān)規(guī)范的介紹性的幻燈片，很不錯(cuò)。 我同意John Pyke 和 Wil van der Aalst 的觀點(diǎn)：工作流標(biāo)準(zhǔn)還處于制定階段?，F(xiàn)在存在大量相互叢疊的規(guī)范。 在我看來，導(dǎo)致規(guī)范如此之多而同時(shí)每個(gè)規(guī)范的應(yīng)用又很有限的原因是，在工作流最基礎(chǔ)概念上大家達(dá)成的共識(shí)很少。工作流是最容易讓你感到心煩的話題，因?yàn)?strong>工作流本身的概念會(huì)和其他相關(guān)概念和技術(shù)混淆在一起?？梢耘e一個(gè)具體的例子，比如說工作流完全是對Web Service的補(bǔ)充。你可以通過暴露接口以Web Service的方式訪問一個(gè)工作流管理系統(tǒng)，但是不能假定總是必須通過Web Service接口訪問工作流系統(tǒng)接口。一些規(guī)范造成了這樣的假設(shè)。除了Web Service，其他容易混淆的概念和技術(shù)包括：Email、流程之間的通訊、Web應(yīng)用和組織結(jié)構(gòu)。 在工作流領(lǐng)域第一個(gè)致力于標(biāo)準(zhǔn)化工作的是Workflow Management Coalition (WfMC)，開始于 1993。 WfMC發(fā)布的參考模型很不錯(cuò)，它定義了工作流管理系統(tǒng)和其他相關(guān)部分之間的接口。WfMC的另一項(xiàng)成果是XPDL規(guī)范。 XPDL定義了描述工作流聲明部分（declarative part）的XML結(jié)構(gòu)。我個(gè)人認(rèn)為，參考模型和XPDL是目前最好的規(guī)范。
結(jié)論我在本文中指出工作流市場還屬于年輕而又混亂（young and wild）的階段，但已經(jīng)有可靠的工具存在了:
從以上所有這些中能得到的結(jié)論是：
我希望本文能夠激發(fā)你對工作流的興趣并且能夠?yàn)槟氵M(jìn)行有效的對比提供正確的背景知識(shí)。 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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