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《自己動手寫框架3》:業務流程引擎設計

一般的時候,我們都採用程式設計式開發,程式設計式開發的好處非常明顯:直接、高效、自由,當然其缺點也是有的,與其優點剛好相對,因為直接,所以有些變化都要進行程式碼上的修改;因為高效,所以一旦出問題,導致的結果也比較嚴重,因為自由,所以帶來的修改風險也比較大。  這也就是許多大的公司都在進行流程化開發的重要原因之一,比如:上海普元,Livebos, Justep,還有許許多多知名不知名的公司都有類似的流程化開發引擎存在,通過流程化開發,增強程式碼的複用性,降低軟體開發成本及測試成本,提升軟體的可維護性及降低維護成本。
在設計Tiny框架時,我們也考慮了自己的方案,主要包括以下幾個方面的問題:
a.元件擴充的便捷性
元件的擴充的便捷性是指,流程其實玩的就是元件,如果元件擴充起來非常困難,會直接影響到流程引擎的可用性。所以Tiny框架的流程引擎的元件結構非常之簡單,僅有一個介面方法;流程元件的註冊與載入也是非常重要的,如果在擴充流程元件的時候,需要複雜的註冊或配置過程,這個時候流程擴充的便捷性也會大大降低。Tiny框架採用了引用即註冊的方案,只要把流程元件放入系統執行環境之間,就完成了流程元件的註冊,即可以在流程中使用,便得流程元件的擴充的便捷性大大提高。
b.流程的面向物件特性支援  流程的面向特性支援是指在Tiny框架中流程是具有面向物件的特性的。流程可以進行繼承,這樣帶來一個好處就是多個流程中重複的部分,可以定義在一個父流程中,然後子流程只要繼承父流程,即可;流程節點是可以被覆蓋的,也就是說,在父流程中可以定義一個空節點,但是流程中定義了流轉關係,但是流程節點的實現留在子流程中實現;
c.流程的易編輯性
 流程的編輯必須方便、容易,有專門的流程編輯工具更好,沒有的時候,使用普通的Xml編輯器也可以方便的進行編輯。
d.流程的可重入性
 一般的流程引擎都是不可重入的,也就是隻能從開始執行,執行到結束結點之後完成。Tiny流程引擎支援流程重入,也就是說,不一定是從開始結點執行,可以從任意一個結點執行。這個機制為程式的邏輯提供了非常大的自由度,可以利用此特性容易的構建頁面流引擎或工作流引擎。即使是業務流程引擎,也會由此獲得更大的自由度。
 由於支援流程的可重入性,在本流程處理當中,不僅可以在當前流程中進行切換與轉接,還可以流轉到其他流程的節點當中,這在業務處理及頁面處理,流程處理方面都提供了極大的使得,但是這也是一個雙刃劍,在提供了這麼靈活的功能的同時,也會導致業務流程看起來比較複雜,因此,控制方面最好由架構師或核心開發人員來編寫,普通開發人員只開發具體的業務點即可。
 呵呵,說了這麼多,大家理解起來可能還是比較抽象,那就來個例子看看:

<flow id="1000" name="Hello">
     <nodes>
           <node id="begin">
                 <component class-name="org.tinygroup.flow.HelloWorldComponent">
                     <properties>
                         <property name="name" value="world" />
                     </properties>
                 </component>
           </node>
     </nodes>
< /flow>



HelloWorldComponent的原始碼如下:

public class HelloWorldComponent implements ComponentInterface {
     String name;
     public String getName() {
         return name;
     }
     public void setName(String name) {
         this.name = name;
     }
     public void execute(Context context) {
         context.put("result", String.format("Hello, %s", name));
     }
 }



可以看出,所有元件必須實現ComponentInterface 介面
從其實現邏輯可以看出,它就是把“Hello, ”加上輸入的名字,放在了環境變數的result當中。
下面看看執行結果:
a.按預設開始結點開始執行

Context context = new ContextImpl();
 flowExecutor.execute("1000",  context);
 assertEquals("Hello, world", context.get("result"));



b.從指定節點開始執行

Context context = new ContextImpl();
 flowExecutor.execute("1000","begin", context);
 assertEquals("Hello, world", context.get("result"));



可以看到確實是執行並返回了結果,但是它的執行機理是怎麼樣的呢??
實際上,上面的流程是一個簡化的流程,就是說Tiny流程引擎的有些引數不輸入,也可以按照約定正確的執行,實際上寫得完整的話,例子是下面這個樣子的:  

<flow id="1000" version="1.0" privateContext="false" extend-flow-id="" name="Hello" title="你好示例" default-node-id="end" begin-node-id="begin" end-node-id="end" enable="true">
   <description>some thing....</description>
   <nodes>
     <node id="begin">
       <component class-name="org.tinygroup.flow.HelloWorldComponent">
         <properties>
           <property name="name" value="world"/> <span></span> </properties>
       </component>
       <next-nodes>
         <next-node exception-type="java.lang.Exception" next-node-id="end"/>
       </next-nodes>
     </node>
   </nodes>
< /flow>



其中flow節點的屬性含義為:
id,唯一確定一個流程
privateContext,如果是true,則在流程單獨申請一個context,否則共用呼叫者的context,這樣可以有效避免環境變數衝突問題
extend-flow-id,繼承的流程id,這個繼承id是一個非常強大的功能,後面詳細介紹
version版本號,同一id的流程可以存在多個版本,訪問時,如果不指定版本則預設採用最新版本
name,title僅用於說明其英文,中文名稱,易於理解而已。
default-node-id表示,預設執行節點,即如果一個元件執行完畢,其項值沒有指定下一處理節點則執行預設節點
begin-node-id,開始節點
end-node-id,結束節點
如果不指定,則begin-node-id預設為begin,end-node-id預設為end

node節點:id必須指定,在一個流程當中id必須唯一。
component節點
class-name用於指定組織實現類名
properties是元件的屬性列表
property中的name與value是元件的屬性的值,value,這裡傳入的是個字串,但是實際當中可以處理中可以非常靈活,後面再介紹。
next-nodes,是指根據執行結果進行後續處理的規則。
next-node,具體的一條規則,component-result,匹配項,支援正則表示式,節點中的元件執行結果進行匹配,匹配成功則執行此規則中的下一節點。
exception-type是異常的類名稱,如果出現異常且與這裡定義的型別匹配,則執行此規則中的下一節點。
上面說到繼承,流程繼承實現起來是非常簡單的,只要在extend-flow-id屬性中指定即可。
繼承不支援多繼承,即流程只能繼承自一個流程,但是可以支援多層繼承,即
a>b>c>d.....
實際開發過程中,不要把繼承搞得太複雜,這樣會把程式邏輯搞得更難理解的。

 繼承實際會起到什麼作用呢?
首先,會繼承一些屬性,另外會把節點資訊繼承過來。
簡單來說就是:兩者都有,當前流程說了算,當前沒有,父流程說了算。

 繼承應用到什麼場景呢??
繼承應用於業務處理的模式非常相似,只有中間處理環境不同的時候。
比如:
A  B  C  D ---O--- -D -C -B -A
型別的業務處理流程,只有O不同,其他處理模式完全相同,此時採用繼承方式都非常舒服了,
只要定義父流程,在子流程中只用定義O一個流程節點即可。以後要統一進行流程調整,只要在父流程中進行調整就可以了。

比如:flow aa定義為 

<flow id="aa" name="aa">
   <nodes>
     <node id="begin">
       <next-nodes>
         <next-node component-result="begin" next-node-id="hello"/>
       </next-nodes>
     </node>
     <node id="hello">
       <component class-name="org.tinygroup.flow.HelloWorldComponent">
         <properties>
           <property name="name" value="world"/>
         </properties>
       </component>
       <next-nodes>
         <next-node next-node-id="end"/>
       </next-nodes>
     </node>
   </nodes>
< /flow>



 flow bb定義為

<flow id="bb" name="bb" extend-flow-id="aa">
< nodes>
< node id="hello">
< component class-name="org.tinygroup.flow.HelloWorldComponent">
< properties>
< property name="name" value="world" />
< /properties>
< /component>
< /node>
< /nodes>
< /flow>


則流程bb也可以順利執行,且執行結果是Hello, world  
非常重要的一個亮點就是屬性賦值。  
屬性賦值是否好用,決定了框架的易用性。  
可以支援常量賦值"1"表示數字常量  
aa 表示字串常量可以支援,環境變數賦值  
比如:xx表示從環境變數取xx鍵值的物件  
可以支援屬性賦值  
比如:xx.abc表示取環境變數xx的屬性abc  
比如:xx.abc.def表示取環境變數xx的屬性abc的屬性def  
可以支援組合賦值  
比如:${in:aa.abc.def}-${in:bb.cc.dd}   
表示把環境aa中的屬性abc的屬性def中間加"-"再加上環境變數bb中的cc的屬性的dd屬性  
其中屬性的層次不受限制。  
另外,取值方式,也支援自行擴充套件:  
比如:可以用${in:xmlkey.aa}也取在環境中xmlkey對應的xml節點的aa屬性  
所以,只有想不到的,沒有做不到的。   
應用開發與部署方式,比較典型的有B/S與B/A/S,C/A/S等。對於B/A/S和C/A/S方式,因為A與B和C是分離部署的,所以,所有的內容都需要是通過Context進行傳遞的。  
如果是通過分離式部署,那麼就需要通過網路來傳遞請求環境資料。  
如果是想通過B/S環境來構建系統,此時就會期望通過HTTP處理執行緒來同布呼叫流程處理結果。  
同時,有時流程處理的資料可能是在Request,RequestAttribute,Session,Cookie中,如果把這些資料COPY到環境當中去,其實是有較大的效能消耗的。  

本流程引擎即支援通過服務方式呼叫,也可以通過短路方式進行呼叫。  
雖然我們推薦使用B/A/S體系架構,但是不能否認,目前我們的許多產品還是在B/S架構下執行的。  
但是好在,這個對於流程引擎來說,他並不直接訪問Request和Session,Cookie等內容,所以,即使是整合在一起部署,也不妨礙進行分離式部署,依然可以保證服務的無狀態特性,前提就是需要實現一個Context的介面。  
小結:
Tiny的流程引擎,提供了相當強悍的功能及擴充套件性,上面只說了一部分,有些也沒有完全說清楚,實際上,還提供了包含EL表示式等許多高階功能,對於期望進行流程式編排開發來說,有相當好的支援。  從後期效果來看,在Tiny框架中,業務流程編排及頁面流程編排都是基於此引擎構建,應用效果非常良好。

歡迎訪問開源技術社群:http://bbs.tinygroup.org。本例涉及的程式碼和框架資料,將會在社群分享。《自己動手寫框架》成員QQ群:228977971,讓我們一起動手,瞭解開源框架的奧祕!