基于SOA的工作流系統集成研究與設計

摘 要：SOA的軟件架構也能為企業未來的下一步信息化建設提供更便捷的服務，更易于軟件的移植或重用。在此為了開發出符合業務流程的工作流系統，以管理企業的業務需求為出發點，通過研究與分析工作流系統集成的關鍵技術，采用SOA的思想，把一些方法封裝為服務，將其開發為基于SOA的工作流系統。這在最大程度上解決企業現有應用信息系統間的耦合，也便于后續開發的系統與現有系統保持一致的規范。

關鍵詞：SOA； 工作流； 系統集成； 管理系統

中圖分類號：TN91934 文獻標識碼：A 文章編號：1004373X（2012）22002904

軟件技術的發展日新月異，從最初的面向過程的軟件開發，到面向對象的開發模式，這些技術雖然提高了軟件開發的效率，但很難解決現有軟件所存在的問題［1］，所以需要對軟件的架構進行進一步研究。現有的軟件系統大多是緊耦合、封閉式、相互獨立的，基本上都是一次性交付一次性使用，很難以進行二次開發或改造。于是軟件技術開發人員開始把軟件系統開發的架構轉向SOA［2］。

本文以企業的業務需求為出發點，通過研究與分析工作流系統集成的關鍵技術，通過SOA的思想，能夠為企業的2個部門開發出符合其業務流程的工作流系統，在最大程度上解決企業現有應用信息系統間的耦合，也便于后續開發的系統與現有系統保持一致的規范，增強流程管理對業務需求變化做出響應的靈活性與敏捷性，提高各系統間協同工作的效率。

1 工作流管理系統體系結構

工作流技術，也稱工作流管理技術，最初的應用領域是生產組織和辦公自動化領域，是“將業務過程從應用程序中抽取出來”的一門技術［34］。工作流管理系統要求能夠支持企業經營過程高效率地執行并監控經營過程的執行過程［5］。通常情況下，工作流管理系統是指運行在一個或多個工作流引擎上的用于定義、實現、管理工作流運行的軟件系統，通過與人或應用程序的交互，推動著工作流實例的執行，并對工作流運行狀態進行監控［6］。

工作流管理系統一般都要提供3個階段的基本功能：

（1） 建立階段的功能：工作流過程建模和相關活動類型的定義等。將企業的業務流程在計算機內進行形式化定義，可以用圖形，或Pertri網等描述。

（2） 運行階段的監控功能：負責對過程定義的解釋和執行。創建工作流實例并監控工作流實例的運行狀態，負責每個過程中的資源分配及任務調度。

（3） 運行階段的交互功能：實現工作流執行過程中，與人、與應用程序之間的交互。

如圖1所示，工作流管理系統通常主要由3部分內容組成。

具體功能的實現部分。

（2） 系統控制數據：各部分功能構件所使用的工作流系統內部數據。

（3） 應用程序與應用數據：是指可以被工作流系統調用的，用來完成工作流管理系統整體或部分功能的外部系統和數據。

2 SOA的組成結構

面向服務架構（Service Oriented Architecture，SOA）。是以服務為導向的企業級系統架構，具有松耦合、高內聚、開放式的特點［7］。相對于其他軟件架構，SOA更有優勢［8］。基于SOA開發并實施的應用系統可以更好地滿足企業“隨需應變”的需求。SOA架構核心是服務，與服務代理、服務請求者、服務提供者及相關協議和操作，共同組成了SOA的基本結構，如圖2所示。

圖2 SOA的基本結構服務提供者，是服務的創建者和提供方，負責服務的設計、開發與實現，一般是企業或組織開發的具有某種功能的軟件系統、組件或計算單元。

服務請求者，是服務消費者，一般指企業、單位或個人。當需要某個功能的服務時，通過向服務代理機構查找，發現自己所需要的服務，然后訂閱服務，通過SOAP（Simple Object Access Protocol）與服務提供者綁定、執行服務。

服務代理，是服務提供者與服務使用者的中介，向外提供已注冊的服務目錄及對應的網絡地址和功能、參數等描述信息。負責對服務發布數據的增加、刪除等管理功能。

3 面向服務的工作流系統特點

基于SOA的工作流系統改變了傳統的使用工作流技術開發應用系統的方式，具有面向服務的特點，也具有傳統工作流系統所不具備的優點：

（1） 降低了工作流與應用程序的耦合度，由服務層來封裝推進工作流向前流轉的方法及工作流的通信服務。

（2） 易于實現與其他系統的集成，具有更強的集成特性，在實現對應用系統的業務數據與業務過程的集成上有優勢。既可以服務封裝的形式集成現有的系統，又可以集成未來的多種新技術。

（3） 便于業務流程的優化與整合，由于在系統架構設計中把工作流的流程定義部分與控制部分采取分離的措施，而且簡化了方法定義的數目，所以當對流程定義根據業務變更的需要做出更改時，只需要工作流作一些變動就可以實現了，可以滿足敏捷開發的要求。

4 傳統的系統集成解決方案

在最早期的企業應用系統集成方案是采用“點對點”的集成方式，它是采用橋接的方式，這種技術一般是特定的、彼此獨立的專用鏈接，通用性不強［9］。隨著業務的增加，集成的需求越來越多，給程序開發人員的代碼開發與維護帶來很大的工作量，也給集成研發人員帶來了技術上新難題。

為了克服“點對點”的集成方式帶來的問題和缺陷，星型架構被引入到企業應用中，她是由一個集線器Hub和多個適配器Adapter組成［10］。這種集成方案有一個致命的安全隱患是一旦集線器出現故障，所有處于集成方案中的應用系統都無法相互通信，可以造成方案的崩潰。

另一種基于消息總線的總線型集成架構，將方案中的集線器Hub換成了消息總線［11］。各應用系統將要發送的消息傳遞給適配器，適配器對消息進行數據格式轉換后傳輸給消息總線，由消息總線負責消息傳遞的路由。這種集成方式增加了系統的復雜度，使得消息總線與各應用系統之間成了緊耦合的關系，不利于與基于新技術開發的系統實現集成。

5 基于SOA架構的系統集成

基于SOA架構開發的軟件系統能提高業務的敏捷性與靈活性，對企業業務的變更做出快速而有效的響應，更為系統集成提供了一種快速的解決方案［12］。基于SOA的系統集成方案中，首先將企業應用系統中的業務邏輯提取出來，并將與業務相關的操作方法封裝起來向外公開為服務。其他系統只需要知道已經向外公開的服務的IP地址，就可以實現服務的調用，進而實現與業務相關的過程集成或系統集成。基于SOA的系統集成方案有很多優點：

（1） 基于標準的服務，采用開放式的標準將應用系統的某些功能封裝為大小不同的粒度，可很輕松地實現同構或異構系統的集成。

（2） 以業務為核心，基于服務架構的軟件開發，可以實現代碼的重用，而且可以由一些小粒度的服務單元根據業務流程組合成復雜的業務功能，這樣開發人員可以將更多的精力轉移到業務領域，使開發出來的系統能更好地符合企業業務流程與規則。

（3） 支持企業級的系統集成，目前面向服務的軟件開發在技術上也逐漸趨向成熟，微軟、IBM等大公司推出的SOA開發平臺都能都很好地支持企業級的應用開發，能方便地整合企業的業務數據與業務流程。

（4） 兼顧開發效率與經濟效益，由于基于SOA開發的軟件系統是松耦合的，而且采用開放式標準，以服務的方式向外發布，所以可以實現短周期的應用軟件開發，及時地響應企業業務變更的需求。減少人力、物力投資的同時，又能為企業的發展提供有力的工具支持，無疑是企業的最佳選擇。

基于SOA的系統集成方案具有以上的諸多優點，在企業的應用軟件系統集成中相比于其他的集成方案，占據著絕對的優勢。因此設計的面向服務的工作流系統架構如圖3所示。

本方案設計中應用程序直接與服務交互，通過調用服務中封裝的方法完成與工作流的通信及推動工作流的狀態向下一步流轉。確保了工作流與應用程序的松散耦合及相互獨立。服務向外發布的時候，是以IP地址的形式公開給應用程序的，因此，可以供本系統調用，也可以供外部系統中的應用程序調用。

由于將工作流運行時服務也封裝在服務里，由同一宿主托管，因此本地通信的接口及參數類的定義，也在此層實現。由此對應的系統集成方案的總體設計架構如圖4所示。

圖4 基于SOA的系統集成架構這個集成方案也是采用多層架構的設計方式，從圖中可以看出系統的集成其實是基于服務的集成。其中，把工作流系統作為整個服務發布出去，就是除去表示層之外的部分以服務的方式向外提供并被調用。這種工作流服務的封裝模型如圖5所示。

圖5 工作流系統服務封裝在這種集成架構中，服務是基于WCF開發的。系統與系統之間的集成其實就是各系統所對外發布的服務與服務之間的集成，系統間的通信也就成了服務與服務之間的通信了。集成的內容實現主要在服務管理與應用層之間。可以根據業務流程對所開發的WCF服務進行整合，或重新編排，然后在應用層被客戶端應用程序調用。

6 結 語

本文通過SOA的思想，將一些方法封裝為服務，向系統內也向系統外有選擇地公開一些方法，就是將其開發為基于SOA的工作流系統。彼此之間互相調用對方向外公開的服務，可以很輕松地實現數據共享、業務流程集成等系統集成方面的需求。這種基于SOA的工作流系統集成解決方案的應用能滿足企業當前的業務需求，也為其他現有系統的集成提供一個很有效的集成思路，符合企業的長遠利益，改善了傳統的系統集成方案及其不足。

參 考 文 獻

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作者簡介： 趙紅毅 男，工學碩士，講師。研究方向為計算機控制、人工智能。

孟德恩 男，碩士研究生。研究方向為計算機系統結構。