7.BPMN 2.0介绍

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2023-12-01

啥是BPMN?

参考我们的FAQ中的BPMN 2.0部分。

定义一个流程

Note

文章假设你在使用Eclipse IDE来创建和编辑文件。 不过,其中只用到了Eclipse很少的特性。你可以使用喜欢的任何工具来创建包含BPMN 2.0的xml文件。

创建一个新的XML文件(右击任何项目选择“新建”->“其他”->“XML-XML文件”)并命名。 确认文件后缀为ends with .bpmn20.xml 或 .bpmn, 否则引擎无法发布。

BPMN 2.0根节点是definitions节点。 这个元素中,可以定义多个流程定义(不过我们建议每个文件只包含一个流程定义, 可以简化开发过程中的维护难度)。 一个空的流程定义看起来像下面这样。注意,definitions元素 最少也要包含xmlnstargetNamespace的声明。 targetNamespace可以是任意值,它用来对流程实例进行分类。

<definitions
  xmlns="http://www.omg.org/spec/BPMN/20100524/MODEL"
  xmlns:activiti="http://activiti.org/bpmn"
  targetNamespace="Examples">

  <process id="myProcess" name="My First Process">
    ..
  </process>

</definitions>

你也可以选择添加线上的BPMN 2.0格式位置, 下面是ecilpse中的xml配置。

xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:schemaLocation="http://www.omg.org/spec/BPMN/20100524/MODEL
                    http://www.omg.org/spec/BPMN/2.0/20100501/BPMN20.xsd

process元素有两个属性:

  • id:这个属性是必须的, 它对应着ActivitiProcessDefinition对象的key属性。 ‘id可以用来启动流程定义的流程实例, 通过RuntimeServicestartProcessInstanceByKey方法。 这个方法会一直使用最新发布版本的流程定义(译者注:实际中一般都使用这种方式启动流程)。

    ProcessInstance processInstance = runtimeService.startProcessInstanceByKey("myProcess");

    注意,它和startProcessInstanceById方法不同。 这个方法期望使用Activiti引擎在发布时自动生成的id。, 可以通过调用processDefinition.getId()方法获得这个值。 生成的id的格式为'key:version', 最大长度限制为64个字符, 如果你在启动时抛出了一个ActivitiException,说明生成的id太长了, 需要限制流程的key的长度。

  • name:这个属性是可选的, 对应ProcessDefinitionname属性。 引擎自己不会使用这个属性,它可以用来在用户接口显示便于阅读的名称。

快速起步:10分钟教程

这张我们会演示一个(非常简单)的业务流程,我们会通过它介绍 一些基本的Activiti概念和API。

前提

教程假设你已经能安装并运行Activiti demo, 并且你使用了独立运行的H2服务器。修改db.properties,设置其中的 jdbc.url=jdbc:h2:tcp://localhost/activiti,然后根据H2的文档启动独立服务器。

目标

教程的目标是学习Activiti和一些基本的BPMN 2.0概念。 最终结果是一个简单的Java SE程序可以发布流程定义, 通过Activiti引擎API操作流程。 我们也会使用一些Activiti相关的工具。当然,我们在教程中所学的 也可以用于你构建自己的业务流程web应用。

用例

用例很直接:我们有一个公司,就叫BPMCorp。 在BPMCopr中,每个月都要给公司领导一个金融报表。 由会计部门负责。 当报表完成时,一个上级领导需要审批文档, 然后才能发给所有领导。

流程图

上面描述的业务流程可以用Activiti Designer 进行可视化设计。 然后,为了这个教程,我们会手工编写XML,这样可以学到更多知识细节。 我们流程的图形化BPMN 2.0标记看起来像这样:

我们看到有空开始事件(左侧圆圈), 后面是两个用户任务: “制作月度财报”“验证月度财报”,最后是 空结束事件(右侧粗线圆圈)。

XML内容

业务流程的XML内容(FinancialReportProcess.bpmn20.xml)如下所示: 很容易找到流程的主要元素(点击链接可以了解BPMN 2.0结构的详细信息):

  • (空)开始事件 是我们流程的入口

  • 用户任务是流程中与操作者相关的任务声明。 注意第一个任务分配给accountancy组, 第二个任务分配给management组。 参考用户任务分配章节 了解更多关于用户任务分配人员和群组的问题。

  • 当流程达到空结束事件就会结束。

  • 这些元素都使用连线连接。 这些连线拥有sourcetarget属性, 定义了连线的方向

<definitions id="definitions"
  targetNamespace="http://activiti.org/bpmn20"
  xmlns:activiti="http://activiti.org/bpmn"
  xmlns="http://www.omg.org/spec/BPMN/20100524/MODEL">

        <process id="financialReport" name="Monthly financial report reminder process">

          <startEvent id="theStart" />

          <sequenceFlow id='flow1' sourceRef='theStart' targetRef='writeReportTask' />

          <userTask id="writeReportTask" name="Write monthly financial report" >
            <documentation>
              Write monthly financial report for publication to shareholders.
            </documentation>
            <potentialOwner>
              <resourceAssignmentExpression>
                <formalExpression>accountancy</formalExpression>
              </resourceAssignmentExpression>
            </potentialOwner>
          </userTask>

          <sequenceFlow id='flow2' sourceRef='writeReportTask' targetRef='verifyReportTask' />

          <userTask id="verifyReportTask" name="Verify monthly financial report" >
            <documentation>
              Verify monthly financial report composed by the accountancy department.
              This financial report is going to be sent to all the company shareholders.
            </documentation>
            <potentialOwner>
              <resourceAssignmentExpression>
                <formalExpression>management</formalExpression>
              </resourceAssignmentExpression>
            </potentialOwner>
          </userTask>

          <sequenceFlow id='flow3' sourceRef='verifyReportTask' targetRef='theEnd' />

          <endEvent id="theEnd" />

        </process>

</definitions>

启动一个流程实例

现在我们创建好了业务流程的流程定义。 有了这个流程定义,我们可以创建流程实例了。 这时,一个流程实例对应了特定月度财报的创建和审批。 所有流程实例都共享同一个流程定义。

为了使用流程定义创建流程实例, 首先要发布业务流程, 这意味着两方面:

  • 流程定义会保存到持久化的数据存储里, 是为你的Activiti引擎特别配置。所以部署好你的业务流程, 我们就能确认引擎重启后还能找到流程定义。

  • BPMN 2.0流程文件会解析成内存对象模型, 可以通过Activiti API操作。

可以通过发布章节获得关于发布的更多信息。

就像章节里描述的一样,有很多种方式可以进行发布。 一种方式是通过下面的API。注意所有与Activiti引擎的交互都是通过services

Deployment deployment = repositoryService.createDeployment()
  .addClasspathResource("FinancialReportProcess.bpmn20.xml")
  .deploy();

现在我们可以启动一个新流程实例, 使用我们定义在流程定义里的id(对应XML文件中的process元素)。 注意这里的id对于Activiti来说, 应该叫做key(译者注:一般在流程模型中使用的ID,在Activiti中都是Key,比如任务ID等...)。

ProcessInstance processInstance = runtimeService.startProcessInstanceByKey("financialReport");

这会创建一个流程实例,首先进入开始事件。 开始事件之后,它会沿着所有的外出连线(这里只有一条)执行, 到达第一个任务(“制作月度财报”)。 Activiti会把一个任务保存到数据库里。 这时,分配到这个任务的用户或群组会被解析,也会保存到数据库里。 需要注意,Activiti引擎会继续执行流程的环节,除非遇到一个 等待状态,比如用户任务。 在等待状态下,当前的流程实例的状态会保存到数据库中。 直到用户决定完成任务才能改变这个状态。这时,引擎会继续执行, 直到遇到下一个等待状态,或流程结束。 如果中间引擎重启或崩溃, 流程状态也会安全的保存在数据库里。

任务创建之后,startProcessInstanceByKey会在到达用户任务 这个等待状态之后才会返回。这时,任务分配给了一个组, 这意味着这个组是执行这个任务的候选组。

我们现在把所有东西都放在一起,来创建一个简单的java程序。 创建一个eclipse项目,把Activiti的jar和依赖放到classpath下。 (这些都可以在Activiti发布包的libs目录下找到)。 在调用Activiti服务之前,我们必须构造一个ProcessEngine, 它可以让我们访问服务。这里我们使用'单独运行'的配置, 这会使用demo安装时的数据库来构建ProcessEngine

你可以在这里下载流程定义XML。 这个文件包含了上面介绍的XML,也包含了必须的BPMN图像信息 以便在Activiti工具中能编辑流程。

public static void main(String[] args) {

  // Create Activiti process engine
  ProcessEngine processEngine = ProcessEngineConfiguration
    .createStandaloneProcessEngineConfiguration()
    .buildProcessEngine();

  // Get Activiti services
  RepositoryService repositoryService = processEngine.getRepositoryService();
  RuntimeService runtimeService = processEngine.getRuntimeService();

  // Deploy the process definition
  repositoryService.createDeployment()
    .addClasspathResource("FinancialReportProcess.bpmn20.xml")
    .deploy();

  // Start a process instance
  runtimeService.startProcessInstanceByKey("financialReport");
}

任务列表

我们现在可以通过TaskService来获得任务了,添加以下逻辑:

List<Task> tasks = taskService.createTaskQuery().taskCandidateUser("kermit").list();

注意我们传入的用户必须是accountancy组的一个成员, 要和流程定义中向对应:

<potentialOwner>
  <resourceAssignmentExpression>
    <formalExpression>accountancy</formalExpression>
  </resourceAssignmentExpression>
</potentialOwner>

我们也可以使用群组名称,通过任务查询API来获得相关的结果。 现在可以在代码中添加如下逻辑:

TaskService taskService = processEngine.getTaskService();
List<Task> tasks = taskService.createTaskQuery().taskCandidateGroup("accountancy").list();

因为我们配置的ProcessEngine使用了与demo相同的数据, 我们可以登录到Activiti Explorer。 默认,accountancy(会计)组里没有任何人。使用kermit/kermit登录,点击组,并创建一个新组。 然后点击用户,把组分配给fozzie。现在使用fozzie/fozzie登录,现在我们就可以启动我们的业务流程了, 选择Processes页,在'月度财报''操作'列 点击'启动流程'

和上面介绍的那样,流程会执行到第一个用户任务。因为我们以kermit登录, 在启动流程实例之后,就可以看到有了一个新的待领任务。 选择任务页来查看这条新任务。 注意即使流程被其他人启动,任务还是会被会计组里的所有人作为一个候选任务看到。

领取任务

现在一个会计要认领这个任务。 认领以后,这个用户就会成为任务的执行人 , 任务会从会计组的其他成员的任务列表中消失。 认领任务的代码如下所示:

taskService.claim(task.getId(), "fozzie");

任务会进入认领任务人的个人任务列表中。

List<Task> tasks = taskService.createTaskQuery().taskAssignee("fozzie").list();

在Activiti Explorer UI中,点击认领按钮,会执行相同的操作。 任务会移动到登录用户的个人任务列表。 你也会看到任务的执行人已经变成当前登陆的用户。

完成任务

现在会计可以开始进行财报的工作了。报告完成后, 他可以完成任务, 意味着任务所需的所有工作都完成了。

taskService.complete(task.getId());

对于Activiti引擎,需要一个外部信息来让流程实例继续执行。 任务会把自己从运行库中删除。 流程会沿着单独一个外出连线执行,移动到第二个任务 ('审批报告')。 与第一个任务相同的机制会使用到第二个任务上, 不同的是任务是分配给 management组。

在demo中,完成任务是通过点击任务列表中的完成按钮。 因为Fozzie不是会计,我们先从Activiti Explorer注销 然后使用kermit登陆(他是经理)。 第二个任务会进入未分配任务列表。

结束流程

审批任务可以像之前介绍的一样查询和领取。 完成第二个任务会让流程执行到结束事件,就会结束流程实例。 流程实例和所有相关的运行数据都会从数据库中删除。

登录Activiti Explorer就可以进行验证, 可以看到保存流程运行数据的表中已经没有数据了。

通过程序,你也可以使用historyService判断流程已经结束了。

HistoryService historyService = processEngine.getHistoryService();
HistoricProcessInstance historicProcessInstance =
historyService.createHistoricProcessInstanceQuery().processInstanceId(procId).singleResult();
System.out.println("Process instance end time: " + historicProcessInstance.getEndTime());

代码总结

把上述代码组合在一起,获得的代码如下所示 (这些代码考虑到你可能会在Activiti Explorer UI中启动一些流程实例。 这样,它会获得多个任务,而不是一个, 所以代码可以一直正常运行):

public class TenMinuteTutorial {

  public static void main(String[] args) {

    // Create Activiti process engine
    ProcessEngine processEngine = ProcessEngineConfiguration
      .createStandaloneProcessEngineConfiguration()
      .buildProcessEngine();

    // Get Activiti services
    RepositoryService repositoryService = processEngine.getRepositoryService();
    RuntimeService runtimeService = processEngine.getRuntimeService();

    // Deploy the process definition
    repositoryService.createDeployment()
      .addClasspathResource("FinancialReportProcess.bpmn20.xml")
      .deploy();

    // Start a process instance
    String procId = runtimeService.startProcessInstanceByKey("financialReport").getId();

    // Get the first task
    TaskService taskService = processEngine.getTaskService();
    List<Task> tasks = taskService.createTaskQuery().taskCandidateGroup("accountancy").list();
    for (Task task : tasks) {
      System.out.println("Following task is available for accountancy group: " + task.getName());

      // claim it
      taskService.claim(task.getId(), "fozzie");
    }

    // Verify Fozzie can now retrieve the task
    tasks = taskService.createTaskQuery().taskAssignee("fozzie").list();
    for (Task task : tasks) {
      System.out.println("Task for fozzie: " + task.getName());

      // Complete the task
      taskService.complete(task.getId());
    }

    System.out.println("Number of tasks for fozzie: "
            + taskService.createTaskQuery().taskAssignee("fozzie").count());

    // Retrieve and claim the second task
    tasks = taskService.createTaskQuery().taskCandidateGroup("management").list();
    for (Task task : tasks) {
      System.out.println("Following task is available for accountancy group: " + task.getName());
      taskService.claim(task.getId(), "kermit");
    }

    // Completing the second task ends the process
    for (Task task : tasks) {
      taskService.complete(task.getId());
    }

    // verify that the process is actually finished
    HistoryService historyService = processEngine.getHistoryService();
    HistoricProcessInstance historicProcessInstance =
      historyService.createHistoricProcessInstanceQuery().processInstanceId(procId).singleResult();
    System.out.println("Process instance end time: " + historicProcessInstance.getEndTime());
  }

}

这段代码包含在实例中的一个单元测试中(似的,你可以运行单元测试来测试你的流程。 参考单元测试章节来了解更多信息)。

更多思考

可以看到业务流程相对于现实来说太简单了。 然而,你可以了解Activiti中的BPMN 2.0结构, 你可以考虑对业务流程进行以下方面的加强:

  • 定义网关来实现决策环节。 这样,经理可以驳回财报, 重新给会计创建一个任务。

  • 考虑使用变量, 这样我们可以保存或引用报告, 把它显示到表单中。

  • 在流程最后加入服务任务, 把报告发给每个领导。

  • 其他

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