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基于发布/订阅机制的工作流引擎的设计与实现

王韩  
【摘要】:随着工作流技术在实际应用中的发展,工作流技术已经成为计算机领域的研究热点。工作流技术将现实世界中的业务规则表示为计算机能够识别的形式,进而实现业务流程的自动化执行,提高工作效率。随着工作流技术应用的深入,业务流程呈现出复杂多变的特性,这对工作流的灵活性提出了更高的要求。传统控制驱动的工作流需要预先定义一张指定流程活动执行顺序的流程图,工作流的灵活性受到限制。而数据驱动的工作流通过活动执行产生的数据来驱动活动的执行,可拥有较高的灵活性。分布式异构环境中的流程执行过程更加复杂,需要一种更加灵活的流程处理方式。发布/订阅机制因其松耦合等优点被广泛应用于分布式系统中,而发布/订阅机制很少应用于工作流技术的研究。本文结合发布/订阅机制及数据驱动模式的特点,设计了基于发布/订阅机制的工作流,并实现了基于发布/订阅机制的工作流引擎系统,该系统应用于发布/订阅系统场景中,使流程在定义和执行阶段均具有较高的灵活性,在分布式系统中具有较广阔的应用前景。本文主要工作和贡献包括:(1)本文提出了一种基于发布/订阅机制的工作流。给出了数据驱动模式下的流程定义规则,以活动为定义主体,定义时重点考虑活动的输入参数与输出参数。(2)根据活动之间的数据依赖关系,提出了一套基于发布/订阅机制的流程自动建模方案,可生成由活动组成的数据流图,并提供了流程终点是否可达、流程中是否存在环路的预检测机制。(3)参照工作流参考模型的标准,设计并实现了基于发布/订阅机制的工作流引擎系统,该系统既包括工作流引擎的核心调度功能,同时也提供了流程定义、流程监控、流程管理的接口,形成了较完整的工作流管理系统,同时,还考虑了活动具体执行时资源分配层面的任务调度优化问题。该系统采用分布式的实现方式,将引擎的核心功能赋予各个活动执行节点,实现了流程的分布式执行。支持流程在执行过程中的动态修改,具有较高的灵活性。(4)通过实验验证了系统的各项功能,表明本文提出的工作流具有较高的灵活性。


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