一个BPMN流程示例带你认识项目中流程的生命周期

摘要：本文详细说明了在工作流Activiti框架中的BPMN流程定义整个运行的生命周期。

本文分享自华为云社区《本文详细说明了在工作流Activiti框架中的BPMN流程定义整个运行的生命周期》，作者：攻城狮Chova。

BPMN 2.0介绍

• 业务流程模型注解(BusinessProcess 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
• BPMN规范的2.0版本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
• 简单来说,BPMN即图标与标签的结合

定义一个流程

• 创建一个新的XML文件并命名,确认文件后缀为 .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)
• 一个空的流程定义如下所示:注意definitions元素最少也要包含xmlns和 targetNamespace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>

• 可以选择添加线上的BPMN 2.0格式位置:

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,对应着Activiti ProcessDefinition对象的key属性.id可以用来启动流程定义的流程实例,通过RuntimeService的startProcessInstanceByKey方法

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ProcessDefinition的name属性.引擎自己不会使用这个属性,是用来在用户接口显示便于阅读的名称

BPMN流程示例前提

• 已经安装Activiti并且能够运行Activiti Demo
• 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,然后启动独立服务器

目标

• 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
• 使用一些Activiti相关的工具,构建自己的业务流程web应用

用例

• 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

• 流程的图形化BPMN 2.0标记:
  
  空开始事件(左侧圆圈),后面是两个用户任务:制作月度财报和验证月度财报,最后是空结束事件(右侧粗线圆圈)

XML内容

• 在业务流程的XML中很容易找到流程的主要元素:
  • (空)开始事件是流程的入口
  • 用户任务是流程中与操作者相关的任务声明:
    • 第一个任务分配给accountancy组
    • 第二个任务分配给management组
  • 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source和target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

• 创建好业务流程的流程定义,就可以创建流程实例
• 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:
  • 流程定义会保存到持久化的数据存储里,是为Activiti引擎特别配置的.所以部署好业务流程,在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
• 通过下面的API发布流程,所有与Activiti引擎的交互都是通过services

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

• 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==,一般在流程模型中使用的ID,在Activiti中都是Key:比如任务ID

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

• 这样创建一个流程实例:
  • 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
• 现在将所有东西都放在一起,来创建一个简单的java程序:
  • 创建一个Java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,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

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

• 可以通过TaskService来获得任务,添加以下逻辑:

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

• 注意传入的用户必须是accountancy组的一个成员,要和流程定义中相对应:

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

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

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

• 因为配置的ProcessEngine使用了与demo相同的数据,可以登录到Activiti Explorer.默认,accountancy(会计)组里没有任何人:
  • 登录
  • 点击组
  • 创建一个新组
  • 点击用户
  • 把组分配给fozzie
  • 使用fozzie/fozzie登录
• 就可以启动我们的业务流程了,选择Processes页,在[月度财报]的[操作]列点击[启动流程]
  
• 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:

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

• 任务会进入认领任务人的个人任务列表:

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
• 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

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(经理),第二个任务会进入未分配任务列表

结束流程

• 审批任务像之前一样查询和领取.
• 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:
  
• 可以使用historyService判断流程是否已经结束:

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

源码

• 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());
  }

}

总结

• 可以通过Activiti中的BPMN 2.0结构,对业务流程进行以下方面的:
  • 定义网关来实现决策环节: 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: 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

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