BPMN 2.0-IT运维-火龙果软件工程

捐助

BPMN 2.0

作者：李阳孙中良来源：51CTO 发布于 2015-9-7

3825 次浏览

3.1. BPMN 2.0是什么呢？

业务流程模型注解（Business Process Modeling Notation - BPMN）是业务流程模型的一种标准图形注解。这个标准是由对象管理组（Object Management Group - OMG）维护的。

基本上，BPMN规范定义了任务看起来怎样的，哪些结构可以与其他进行连接，等等。这就意味着意思不会被误解。

标准的早期版本（1.2版以及之前）仅仅限制在模型上，目标是在所有的利益相关者之间形成通用的理解，在文档，讨论和实现业务流程之上。 BPMN标准证明了它自己，现在市场上许多建模工具都使用了BPMN标准中的元素和结构。实际上，现在的jPDL设计器也使用了 BPMN元素。

BPMN规范的2.0版本，当前已经处于最终阶段了，已经计划不就就会完成，允许添加精确的技术细节在BPMN的图形和元素中，同时制定BPMN元素的执行语法。通过使用XML语言来指定业务流程的可执行语法， BPMN规范已经演变为业务流程的语言，可以执行在任何兼容BPMN2的流程引擎中，同时依然可以使用强大的图形注解。

3.2. 历史和目标

jBPM BPMN2的实现是在jBPM 4.0发布之后在2009年8月，在与社区进行了紧密协作之后启动的。而后，我们决定了第一个发布版（比如，文档/QA）涉及一部分BPMN2规范，将在jBPM 4.3发布。

我们的目标是建立一个原生BPMN2运行引擎（或者说实现'可执行的BPMN2'）基于流程虚拟机（Process Virtual Machine - PVM）。注意，这个版本的主要目标是原生可执行，不是图形注解 - 但是我们清楚对于未来的版本是很重要的。

如果用户已经了解了jBPM，就会发现

配置结构保持不变

API与已经存在的完全一样或者很类似

测试BPMN2流程也可以使用常用的java测试框架

数据库表结构保持不变

所以，总体来说，我们的主要目标是保持所有在jBPM上好的事情，加强它们，使用一个标准的流程语言。

3.3. JPDL vs BPMN 2.0

第一个问题可能是，很正当的，映入脑海的是，为什么已经有了jPDL还要实现BPMN2。它们两个语言的目标都是定义可执行的业务流程。从高层次来看，两个语言是等效的。主要的区别是 BPMN2是“厂商中立”的，你可以使用标准，而jPDL是绑定在jBPM上的（虽然会有一些争论绑定在开源语言厂商比如jPDL 和绑定在闭源产品）。

在jBPM中，两个语言实现都是建立在jBPM流程虚拟机上的（PVM）。这意味着两个语言共享通用功能（持久化，事务，配置，也有基本流程结构，等等）。结果就是，对jBPM核心的优化会对两个语言有益。依靠PVM，BPMN2实现建立在基础上，已经在过去证明了它自己，并拥有了很大的最终用户社区。

当执行语言，把它们相互比较的时候，下面几点必须纳入考虑：

BPMN2是基于被BPM工业接受的一个标准。

BPMN2是与实现无关的。这一点的缺点是集成java技术 jPDL总会更早。所以，从java开发者的角度，jPDL更简单，感觉更自然（一些BPEL/WSDL的“层次”也在BPMN中）。

jPDL的一个目标是XML可读，BPMN2流程在一定程度上也是可读的，但是工具和更多规范的细节会要求实现同等级的生产力。

java开发者可以很快学会jPDL，因为他们很了解jPDL语言，会发现实用工具有时候很麻烦，语言本身也过于复杂了。

BPMN2包含一个很大的描述结构的集合，在规范中。然而，对接口代码的绑定在规范中是开放的（与XPDL相比），即使WSDL通常会被默认使用。这意味着流程的可移植性丧失了，当我们把流程移植到一个引擎上，而这个引擎不支持同样的绑定机制。比如，调用java类通常是jBPM的默认实现的绑定方式。

很自然的，因为政治原因，BPMN2规范发展的会比较慢。 jPDL就可以快速变化，和新技术进行集成，当他们发布的时候，与BPMN2相比可以加快步伐进行演化。当然，因为两个都建立在同一个PVM上，jPDL中的逻辑也可以一直到BPMN2上，作为一个扩展，不会出现很多麻烦。

3.4. Bpmn 2.0 执行

BPMN2规范定义了非常丰富的语言，为建模和执行业务流程。然而，也意味着它非常困难总览BPMN2可能是怎样为了简化这种情况，我们决定把 BPMN2结构分为三个等级。区分的方式主要基于Bruce Silver写的 'BPMN method and Style'这本书(http://www.bpmnstyle.com/)， Dr. Jim Arlow的培训资料( http://www.slideshare.net/jimarlow/introductiontobpmn005)， 'How much BPMN do you need'( http://www.bpm-research.com/2008/03/03/how-much-bpmn-do-you-need/)，和我们自己的经验。

我们定义了三种BPMN2结构分类：

基本：这个分类的结构很直接并且容易了解。这个分类的结构可以用来为简单的业务流程建模。

高级：包含更强大或更复杂的结构，这些都提高了建模和执行语法的学习曲线。业务流程的主要目标是使用这个和之前的分类来实现结构。

复杂：这个分类的结构用来实现罕见的情况，或者它们的语法难以理解。

3.5. 配置

在你的应用中使用BPMN 2.0是很简单的：只要把下面一行加入jbpm.cfg.xml文件。

<import resource="jbpm.bpmn.cfg.xml" />

这里的引用会启用BPMN 2.0的流程发布，通过把BPMN 2.0发布器安装到流程引擎中。注意流程引擎可以同时使用jPDL和BPMN 2.0流程。这意味着在你的应用里，一些流程可能是jPDL，其他的可能是BPMN 2.0。

流程引擎是根据定义文件的后缀来区分流程定义的。对于BPMN 2.0，使用*.bpmn.xml后缀（jPDL使用*.jpdl.xml后缀）。

3.6. 实例

发布中包含的例子也包含了下面章节中讨论的每个结构的实例。查看BPMN 2.0的流程实例和测试用例，在org.jbpm.examples.bpmn.* 包下。

参考用户指南，第二章（安装），研究一下如何导入实例。查看章节'导入实例'。

3.7. 流程根元素

一个BPMN 2.0 XML流程的根是definitions元素。在命名状态，子元素会包含真正的业务流程定义。每个process子元素可以拥有一个id和 name。一个空的BPMN 2.0业务流程看起来像下面这样。也要注意把BPMN2.xsd放在classpath下，来启用XML自动补全。

<definitions id="myProcesses"
  xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
  xsi:schemaLocation="http://schema.omg.org/spec/BPMN/2.0 BPMN20.xsd"
  xmlns="http://schema.omg.org/spec/BPMN/2.0"
  typeLanguage="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"
  expressionLanguage="http://www.w3.org/1999/XPath"
  targetNamespace="http://jbpm.org/example/bpmn2">

...

</process>
<definitions

如果一个process元素定义了id，它会作为业务流程的key使用（比如，启动流程可以通过调用executionService.startProcessInstanceByKey("myBusinessProcess")，否则jBPM引擎会创建一个唯一流程key（与jPDL相同）。

3.8. 基本结构

3.8.1. 事件

与活动和网关一起，事件用来在实际的每个业务流程中。事件让业务建模工具用很自然的方式描述业务流程，比如 '当我接收到客户的订单，这个流程就启动'， '如果两天内任务没结束，就终止流程' 或者'当我收到一封取消邮件，当流程在运行时，使用子流程处理邮件'。注意典型的业务通常使用这种事件驱动的方式。人们不会硬编码顺序创建，但是他们倾向于使用在他们的环境中发生的事情（比如，事件）。在BPMN规范中，描述了很多事件类型，为了覆盖可能的事情，在业务环境中可能出现的情况。

3.8.2. 事件：空启动事件

一个启动事件说明了流程的开始（或子流程）。图形形式，它看起来是一个圆（可能）内部有一个小图标。图标指定了事件的实际类型会在流程实例创建时被触发。

空启动事件画出来是一个圆，内部没有图标，意思是这个触发器是未知或者未指定的。jPDL的开始活动基本是一样的语法。流程实例的流程定义包含一个空启动事件，可以使用executionService的API调用创建。

一个空开始事件像下面这样定义。id是必填的，name是可选的。

<startEvent id="start"  name="myStart" />

3.8.3. 事件：空结束事件

结束事件指定了流程实例中一个流程路径的结束。图形上，它看起来就是一个圆拥有厚边框（可能）内部有小图标。图标指定了结束的时候会执行哪种操作。

空结束事件画出来是一个圆，拥有厚边框，内部没有图标，这意味着当流程到达事件时，不会抛出任何信号。 jPDL中的结束事件与空结束事件语义相同。

空结束事件可以像下面一样定义，id是必填的，name是可选的。

<endEvent id="end" name="myEnd" />

下面的例子显示了只使用空开始和结束事件的流程：

这个流程对应的可执行XML像这样（忽略声明用的definitions根元素）

<process id="noneStartEndEvent" name="BPMN2 Example none start and end event">

</process>

现在可以通过调用startProcessInstanceXXX操作，创建一个流程实例。

ProcessInstance processInstance = executionService.startProcessInstanceByKey("noneStartEndEvent");

3.8.4. 事件：终止结束事件

终止和空结束事件的区别是实际中流程的路径是如何处理的（或者使用BPMN 2.0的术语叫做token）。终止结束事件会结束整个流程实例，而空结束事件只会结束当前流程路径。他们都不会抛出任何事情当到达结束事件的时候。

一个终止结束事件可以像下面定义。id是必填的，name是可选的。

<endEvent id="terminateEnd" name="myTerminateEnd">
  <terminateEventDefinition/>
</endEvent>

终止结束事件被描绘成结束事件一样（圆，厚边框），内部图标时一个完整的圆。在下面的例子中，完成task1 会结束流程实例，当完成task2时只会结束到达结束事件的流程路径，只剩下task1打开。

参考jBPM发布包中的实例，单元测试和业务流程对应XML。

3.8.5. 顺序流

顺序流是事件，活动和网关之间的连线，显示为一条实线带有箭头，在BPMN图形中（jPDL中等效的是transition）。每个顺序流都有一个源头和一个目标引用，包含了活动，事件或网关的id。

<sequenceFlow id="myFlow" name="My Flow"
        sourceRef="sourceId" targetRef="targetId" />

与jPDL的一个重要区别是多外向顺序流的行为。在jPDL中，只有一个转移会成为外向转移，除非活动是fork （或自定义活动拥有fork行为）。然而，在BPMN中，多外向顺序流的默认行为是切分进入的token（jBPM中术语叫做execution）分成token集合，每个顺序流一个。在下面情况中，在完成第一个任务，就会激活三个任务。

为了避免使用一个顺序流，必须添加condition条件到顺序流中。在运行时，只有当condition条件结果为true，顺序流才会被执行。

为了给顺序流添加condition条件，添加一个conditionExpression 元素到顺序流中。条件可以放在 ${}中。

<sequenceFlow id=....>
  <conditionExpression xsi:type="tFormalExpression">${amount >= 500}</conditionExpression>
</sequenceFlow>

注意，当前必须把 xsi:type="tFormalExpression"添加到 conditionExpression中。在未来的版本中可能会修改。

活动（比如用户任务）和网关（比如唯一网关）可以用户默认顺序流。默认顺序流只会在活动或网关的所有其他外向顺序流的condition条件为false时才会使用。默认顺序流图形像是顺序流多了一个斜线标记。

默认顺序流通过指定活动或网关的 'default' 属性来使用。

也要注意，默认顺序流上的表达式会被忽略。

3.8.6. 网关

BPMN中的网关是用来控制流程中的流向的。更确切的是，当一个token（BPMN 2.0中execution的概念注解）到达一个网关，它会根据网关的类型进行合并或切分。

网关描绘成一个菱形，使用一个内部图标来指定类型（唯一，广泛，其他）。

所有网关类型，都可以设置gatewayDirection。下面的值可以使用：

unspecificed (默认)：网关可能拥有多个进入和外出顺序流。

mixed：网关必须拥有多个进入和外出顺序流。

converging：网关必须拥有多个进入顺序流，但是只能有一个外出顺序流。

diverging：网关必须拥有一个进入顺序流，和多个外出顺序流。

比如下面的例子：并行网关的gatewayDirection属性为'converging'，会拥有json行为。

<parallelGateway id="myJoin" name="My synchronizing join" gatewayDirection="converging" />

注意：gatewayDirection属性根据规范是可选的。这意味着我们不能通过这个属性来在运行时知道一个网关的行为（比如，一个并行网关，如果我们用够切分和合并行为）。然而，gatewayDirection属性用在解析时作为约束条件对进入、外出顺序流。所以使用这个属性会减低出错的机会，当引用顺序流时，但不是必填的。

3.8.7. 网关：唯一网关

唯一网关表达了一个流程中的唯一决策。会有一个外向顺序流被使用，根据定义在顺序流中的条件。

对应的jPDL结构，相同的语法是 decision活动。唯一网关的完全技术名称是'基于数据的唯一网关'，但是也经常称为XOR 网关。 XOR网关被描绘为一个菱形，内部有一个'X'，一个空的菱形，没有网关也象征着唯一网关。

下面图形显示了唯一网关的用法：根据amount变量的值，会选择唯一网关外向的三个外向顺序流中的一个。

这个流程对应的可执行XML看起来像下面这样。注意定义在顺序流中的条件。唯一网关会选择一个顺序流，如果条件执行为true。如果多个条件执行为true，第一个遇到的就会被使用（日志信息会显示这种情况）。

<process id="exclusiveGateway" name="BPMN2 Example exclusive gateway">

<sequenceFlow id="flow2" name="fromGatewayToEndNotEnough"
sourceRef="decideBasedOnAmountGateway" targetRef="endNotEnough">
<conditionExpression xsi:type="tFormalExpression">
${amount < 100}
</conditionExpression>
</sequenceFlow>

<sequenceFlow id="flow3" name="fromGatewayToEnEnough"
sourceRef="decideBasedOnAmountGateway" targetRef="endEnough">
<conditionExpression xsi:type="tFormalExpression">
${amount <= 500 && amount >= 100}
</conditionExpression>
</sequenceFlow>

<sequenceFlow id="flow4" name="fromGatewayToMoreThanEnough"
sourceRef="decideBasedOnAmountGateway" targetRef="endMoreThanEnough">
<conditionExpression xsi:type="tFormalExpression">
${amount > 500}
</conditionExpression>
</sequenceFlow>

</process>

这个流程需要一个变量，这样表达式就可以在运行期间执行。变量可以被提供，当流程实例执行的时候（类似jPDL）。

Map<String, Object> vars = new HashMap<String, Object>();
vars.put("amount", amount);
ProcessInstance processInstance = executionService.startProcessInstanceByKey("exclusiveGateway", vars);

唯一网关需要所有外向顺序流上都定义条件。对这种规则一种例外是默认顺序流。使用default 属性来引用一个已存在的顺序流的id。这个顺序流会被使用当其他外向顺序流的条件都执行为false时。

<exclusiveGateway id="decision" name="decideBasedOnAmountAndBankType" default="myFlow"/>

3.8.8. 网关：并行网关

并行网关用来切分或同步相关的进入或外出顺序流。

并行网关拥有一个进入顺序流的和多于一个的外出顺序流叫做'并行切分或 'AND-split'。所有外出顺序流都会被并行使用。注意：像规范中定义的那样，外出顺序流中的条件都会被忽略。

并行网关拥有多个进入顺序流和一个外出顺序流叫做'并行归并'或 AND-join。所有进入顺序流需要到达这个并行归并，在外向顺序流使用之前。

并行网关像下面这样定义：

<parallelGateway id="myParallelGateway" name="My Parallel Gateway" />

注意，gatewayDirection属性可以被使用，已获得建模错误，在解析阶段（参考上面）。

下面的图形显示了一个并行网关可以如何使用。在流程启动后， 'prepare shipment' 和 'bill customer'用户任务都会被激活。并行网关被描绘为一个菱形，内部图标是一个十字，对切分和归并行为都是一样。

图形对应的XML如下所示：

 <process id="parallelGateway" name="BPMN2 example parallel gatewar">

</process>

3.8.9. 任务

一个任务表示工作需要被外部实体完成，比如人工或自动服务。

重要的是注意BPMN语法的'task'与jPDL语法的区别。在jPDL中，'task'的概念总是用在人工做一些事情的环境。的那个流程引擎遇到jPDL中的task，它会创建一个task，交给一些人的任务列表，然后它会进入等待状态。然而在BPMN 2.0中，这里有很多任务类型，一些表示等待状态（比如，User Task 一些表示自动活动（比如，Service Task。所以小心不要混淆了任务的概念，在切换语言的时候。

任务被描绘成一个圆角矩形，一般内部包含文字。任务的类型（用户任务，服务任务，脚本任务，等等）显示在矩形的左上角，用小图标区别。根据任务的类型，引擎会执行不同的功能。

3.8.10. 任务：人工任务

user task是典型的'人工任务'，实际中的每个workflow或BPMN软件中都可以找到。当流程执行到达这样一个user task时，一个新人工任务就会被创建，交给用户的任务列表。

和manual task的主要区别是（也与人工工作对应）是流程引擎了解任务。引擎可以跟踪竞争，分配，时间，其他，这些不是manual task的情况。

user task描绘为一个圆角矩形，在左上角是一个小用户图标。

user task被定义为下面的BPMN 2.0 XML：

<userTask id="myTask" name="My task" />

根据规范，可以使用多种实现（WebService, WS-humantask，等等）。通过使用implementation属性。当前，只有标准的jBPM任务机制才可以用，所以这里（还）没有定义'implementation'属性的功能。

BPMN 2.0规范包含了一些方法把任务分配给用户，组，角色等等。当前的BPMN 2.0 jBPM实现允许使用一个 resourceAssignmentExpression来分配任务，结合humanPerformer or PotentialOwner结构。这部分希望在未来的版本里能够进一步演化。

potentialOwner用来在你希望确定用户，组，角色的时候。这是一个task的候选人。参考下面的例子。这里的'My task'任务的候选人组是'management'用户组。也要注意，需要在流程外部定义一个资源，这样任务分配器可以引用到这个资源。实际上，任何活动都可以引用一个或多个资源元素。目前，只需要定义这个资源就可以了（因为它是规范中的一个必须的元素），但是在以后的发布中会进行加强（比如，资源可以拥有运行时参数）。

<resource id="manager" name="manager" />

...

<userTask id="myTask" name="My task">
<potentialOwner resourceRef="manager" jbpm:type="group">
<resourceAssignmentExpression>
<formalExpression>management</formalExpression>
</resourceAssignmentExpression>
</potentialOwner>
</userTask>

注意，我们使用了一个特定的后缀 (jbpm:type="group")，来定义这是一个用户组的分配方式。如果删除了这个属性，就会默认使用用户组的语法（在这个例子中也是没问题的）。现在假设Peter和Mary是management组的成员 (这里使用默认的身份服务)：

identityService.createGroup("management");

identityService.createUser("peter", "Peter", "Pan");
identityService.createMembership("peter", "management");

identityService.createUser("mary", "Mary", "Littlelamb");
identityService.createMembership("mary", "management");

Peter和Mary都可以在他们的任务列表中看到这条任务（代码来自实例单元测试）：

// Peter and Mary are both part of management, so they both should see the task
List<Task> tasks = taskService.findGroupTasks("peter");
assertEquals(1, tasks.size());
 tasks = taskService.findGroupTasks("mary");
assertEquals(1, tasks.size());

// Mary claims the task
Task task = tasks.get(0);
taskService.takeTask(task.getId(), "mary");
assertNull(taskService.createTaskQuery().candidate("peter").uniqueResult());

taskService.completeTask(task.getId());
assertProcessInstanceEnded(processInstance);

当分配方式应该是候选用户时，只需要使用jbpm:type="user"属性。

<userTask id="myTask" name="My User task">
  <potentialOwner resourceRef="employee" jbpm:type="user">
    <resourceAssignmentExpression>
      <formalExpression>peter</formalExpression>
    </resourceAssignmentExpression>
  </potentialOwner>
</userTask>

在这个例子里，Peter将可以看到任务，因为他是这个任务的候选用户。

List<Task> tasks = taskService.createTaskQuery().candidate("peter").list();

human performer用来，当你想把一个任务直接分配给一个人，组，角色时。这个方法的使用方式看起来和potential owner很像。

<resource id="employee" name="employee" />

...

在这个例子中，任务会直接分配给Mary。她可以在自己的任务列表中看到这个任务：

List<Task> tasks = taskService.findPersonalTasks("mary");

因为任务分配已经完成，通过使用 formalExpression，它也可以定义表达式在运行期解析。表达式本身需要放在 ${}中，这和jBPM一样。比如，如果流程变量'user'被定义了，然后，它可以用在表达式中。当然也可以使用更复杂的表达式。

<userTask id="myTask" name="My User task">
  <humanPerformer resourceRef="employee">
    <resourceAssignmentExpression>
      <formalExpression>${user}</formalExpression>
    </resourceAssignmentExpression>
  </humanPerformer>
</userTask>

注意不需要在humanPerformer元素中使用'jbpm:type'，因为只能进行直接用户分配。如果任务需要被分配给一个角色或一个组，使用potentialOwner和group类型（当你把任务分配给一个组时，组中的所有成员都会成为候选用户 - 参考potentialOwner的用法）。

3825 次浏览

DevOps转型融入到企业文化

DevOps 能力模型、演进及案例剖析

基于 DevOps 理念的私有 PaaS 平台实践

微软开发团队的DevOps实践启示