CN102426519A - 基于关联数据的bpel模板和服务的复用方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于关联数据的BPEL模板和服务的复用方法及其系统，包括：模型层，用于提供整个系统图形化和各项功能所需要的模型；控制层，用于对整个系统中的可视化过程进行控制操作，以及实现BPEL脚本解析、模板抽取和封装、服务组合和新业务导出的功能；用户界面UI层，主要用于实现调色板、编辑窗口、属性视图、大纲视图和向导视图的功能；服务资产库，具体为领域本体、模板本体和服务本体。采用本发明可实现多粒度服务资产复用，包括BPEL子流程作为模板复用，原子Web服务复用，能通过预先设计的流程模板或者用户自定义复用模板，提高服务组合的开发效率，缩短开发周期。

Description

基于关联数据的BPEL模板和服务的复用方法及其系统

技术领域

本发明涉及面向服务的开发技术，尤其涉及一种面向服务的开发环境中基于关联数据实现业务流程执行语言（BPEL，，Business Process Execution Language）模板和服务复用的方法及系统。

背景技术

Web Services技术是目前把一个信息系统封装成服务的主要方法，也是面向服务的体系结构（SOA，Service-Oriented Architecture）设计思想的一个重要部分，基于Web Service的服务组合的方法可以降低系统开发的难度和复杂度，提高系统对复杂多变的业务需求的适应能力。技术人员可以通过对已有Web Service的组合，设计并实现一套完整的解决方案来适应复杂多变的业务需求。

关联数据（Linked Data）是万维网的发明人——蒂姆·伯纳斯-李(Tim Berners-Lee)——提出的一种万维网上发布数据的方式，可以看成语义Web的一种实现方式。它一般要求采用RDF数据模型，利用统一资源标识符（URI）命名数据实体，发布和部署实例数据和类数据，从而可以通过HTTP协议揭示并获取这些数据。

 在Web Service的服务组合中，一般可以通过某种脚本语言来描述最终的组合流程，并在支持该脚本语言的引擎上部署和运行。这种脚本语言被成为服务编排语言，属于服务编排这一层。目前，比较成熟的服务编排语言主要有业务流程执行语言（BPEL）。目前，对于BPEL脚本的开发，IBM、Oracle和微软等公司都提供了广泛的支持。这些公司都提供了自己开发的BPEL执行引擎和与之配套的BPEL脚本图形化的开发环境。但是在众多的执行引擎和图形化开发环境中，对于BPEL脚本的复用机制始终缺乏一套灵活完善的解决方案，绝大多数的系统只是提供部分支持，且使用起来难度大。

考虑到在现实生活中，实际上利用BPEL来进行Web Services间的组合和系统开发，大都是基于一定的行业领域内进行开发的。而一个行业领域内部，其实有很多业务的逻辑和功能是可以被重复使用的。但是这种重复使用的层次和粒度也可能是多种多样的。因此希望能够有效的复用这些逻辑功能，也必然需要提供一套灵活性高的复用机制。同时，同一行业领域内部，不同的解决方案间，对于同样的业务也都会有着自己特有的逻辑设计，这就意味着系统也要给用户足够的自主性，让其对复用的逻辑能进行自主控制。

现有的BPEL应用方面存在着如下不足：首先，BPEL流程开发对具体实际场景的依赖性较大，针对不同的业务场景需要使用原子粒度的开发单元设计实现新的流程，缺乏一定的灵活性；其次，目前对BPEL的开发缺乏一套完备的复用机制，现有的BPEL Designer仅提供BPEL基本活动，这样导致重复开发的工作量很大，目前，针对这一问题，还没有一套有效的解决方案。而且，流程开发过程中服务资产的复用和替换主要靠调用匹配算法，服务复用的准确性和效率都难以保证。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种基于关联数据实现BPEL模板和服务复用的方法及其系统，能够根据模板及服务间的关联实现对BPEL模板和服务的推荐复用，也能存储预先设定行业内通用的业务流程模板，从而大大减少开发人员的工作量，提高面向服务的开发效率，缩短开发周期。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于关联数据的业务流程执行语言BPEL模板和服务的复用系统，其包括：

模型层，为所述复用系统的基础，用于提供整个系统图形化和各项功能所需要的模型；

控制层，用于对整个系统中的可视化过程进行控制操作，以及实现BPEL脚本解析、模板抽取和封装、服务组合和新业务导出的功能；

用户界面UI层，为整个系统的可视化部分，主要用于实现调色板、编辑窗口、属性视图、大纲视图和向导视图的功能；

服务资产库，采用本体系统存储领域、模板和服务信息，具体为领域本体、模板本体和服务本体。

进一步地，所述控制层包括BPEL解析模块、服务推荐模块和服务组合模板块；其中，

所述BPEL解析模块，用于对模板的BPEL脚本进行解析，通过基于Dom的可扩展标记语言XML解析，依赖BPEL的EMF模型，对模板的BPEL脚本以及相关联的WSDL文件建立树形模型，获取BPEL脚本中的每一个BPEL活动的信息，同时定义模板和服务的链接数据本体，用于基于语义的模板和服务推荐；

所述服务推荐模块，用于推荐匹配的模板和服务，基于本体定义中的语义关联信息，使业务开发者可以在系统推荐的模板和服务基础上迅速找到合适的服务和模板，降低传统业务开发时调用模板和服务匹配算法的代价和不准确性；

所述服务组合模块，用于开发BPEL业务流程并且融合模板机制，完成对业务流程的开发；完成对模板及服务的组合操作，包括：对服务组合接口中定义的所有输入变量进行对应地赋值操作；对接口中定义的所有控制条件进行对应地重设操作。

所述服务资产库即本体库描述的服务资产关联为业务开发者提供分析服务资产功能行为的信息，该本体库采用RDF形式存储信息，通过JENA API与外界读写交互；所述本体系统包括三个本体，粒度从大到小分别是领域本体、合作模板本体和服务本体；具体为：所述领域本体定义了业务应用领域的商业逻辑，即某个业务流程的总体框架；所述合作模板本体逻辑上处于领域本体和服务本体之间，一个业务应用通常由若干个主要的合作模板来实现各个功能单元，而一个合作模板连接一组在模板工作流中合作与交互的服务；服务本体描述与分类了原子服务，即提供给BPEL流程中的最小活动单元调用的网络服务，用以实现快速的服务发现。

所述UI层，包括调色板、编辑窗口、属性视图、大纲视图和向导视图；所述调色板进一步包括BPEL活动和模板库中的模板；所述编辑窗口主要用来进行流程的编辑组合；所述属性视图主要用来显示在编辑窗口中被选中的图标代表的活动的属性；所述大纲视图主要用来显示当前窗口中所有的活动的简单信息和层次包含关系；所述向导视图，用于完成推荐服务和模板过程的用户交互，最终实现将推荐服务和模板添加入流程和保密，这里，主要实现了两个向导视图，一个是推荐的服务向导，另一个是推荐的模板向导。

一种基于关联数据的BPEL模板和服务的复用方法，该方法包括服务推荐过程和服务组合过程，其中：所述服务推荐过程包括：

A、用户在业务编辑窗口选中需要填充模板或者服务的流程图标，选择推荐模板或服务功能，则会触发读取模板或者服务信息操作；

B、根据读取的信息，在本体库中根据选中模板或服务的数据关联进行SPARQL搜索推理，可以向用户自动推荐一个满足条件的模板或者服务列表，按照匹配程度排序，用户可以选中其中的模板或者服务进行详细内容查看及模板内部流程结构的可视化查看；

C、的、用户选择某个推荐的模板并替换进编辑窗口之后，编辑窗口中显示模板的层次结构，提取模板本体中保存的信息，将相关BPEL代码片段替换原流程中选定的模板代码段，并导入该模板所依赖的WSDL文件、partnerLink和变量信息；

D、用户选择某个推荐的服务并替换进编辑窗口之后，将会在编辑窗口中显示服务图标，提取服务本体中保存的信息，将服务对应的BPEL代码替换在原流程中选定的服务代码，并导入该服务的WSDL文件、partnerLink和变量信息；

E、在传统的服务生成过程中，服务资产的复用和发现一般通过调用匹配算法实现，服务复用的准确性和效率都难以保证。基于关联数据的服务推荐预先将流程活动、模板、服务见的匹配关联进行处理，将经过验证的可靠关联存储在关联数据本体库中，避免了匹配算法本身的局限性，因而更加准确和高效；

所述服务组合过程具体包括：

a、读取服务资产库中所有不同粒度的服务资产信息，并且导入到图形界面显示面板中；

b、用户从所述图形界面显示面板中选择不同粒度的本体对应的BPEL模板、原子服务以及BPEL基本活动、控制和错误处理；

c、如果用户选择了领域本体对应的模板，在编辑窗口中显示展开的业务流程框架模板内部细节；

d、如果用户选择了合作模板本体对应的模板并拖拽到编辑窗口特定位置，首先在编辑窗口中显示模板图标，在特定位置添加与原有流程的连接，展开显示模板内部活动细节，提取模板库中保存的信息，导入该模板所依赖的WSDL文件、partnerLink和变量信息；

e、如果用户选择了服务本体对应的Web服务，首先在编辑窗口中显示服务图标，提取服务库中保存的信息，导入该服务的WSDL文件、partnerLink和变量信息；

f、如果用户选择的是BPEL基本活动，先在编辑窗口中显示此BPEL活动的图标，然后由用户对所添加的BPEL活动的属性进行设置，为该活动创建或者导入其依赖的partnerLink，再为该活动创建和导入相关的变量；如果用户选择的是BPEL基本控制，同时有控制条件需要指定，由用户添加对应的控制条件；如果用户选择的是BPEL基本错误处理，同时有错误处理条件需要指定，由用户添加对应的错误处理条件。

本发明所提供的基于关联数据实现BPEL模板和服务复用的方法及系统，具有以下优点：

通过对模板、服务进行本体和模型定义，描述模板和服务的功能及之间的关联，以保存使用BPEL子流程作为模板进行复用及原子服务进行复用所需要的相关信息；基于本体关联数据技术的服务资产主动推荐、发现，从而降低需要调用模板或服务时查找合适模板或服务的难度。从模板库中读取模板信息，从服务库中读取原子服务信息，将模板调入到BPEL流程可视化开发窗口，使用户在进行BPEL流程开发的同时也能调用模板来辅助流程设计和开发，也可将系统推荐的原子服务调入可视化开发窗口，方便用户进行功能服务选择和替换.本发明可实现多粒度服务资产复用，包括BPEL子流程作为模板复用，原子Web服务复用，能通过预先设计的流程模板或者用户自定义复用模板，提高服务组合的开发效率，缩短开发周期。本发明的面向服务的开发环境中基于模板机制实现BPEL子流程复用的方法及系统，其灵活性好，抽取和组合的层次多样，粒度也能进行很好的控制；可以基于图形化的开发界面，同时包含了BPEL流程和模板融合的业务流程开发，能有效的降低用户二次开发的工作；利用本发明，用户可以使用基于模板的扩展标签来协助开发，但是最终可转换成可执行的、符合规范的WS-BPEL脚本，能在不同的BPEL执行引擎上运行；能够很好的根据用户的需求来生成其所需的模板，或者预先设计好行业内的通用业务流程模板，具有很高的可定制性。

附图说明

图1为本发明的系统的结构图；

图2为模板模型的schema的定义结构的一实施例的示意图；

图3为对BPEL文件进行解析的流程图；

图4为用户通过调色板使用模板库进行编辑的流程图；

图5为开发过程进行拼接的流程图；

图6为进行模板推荐的流程图；

图7为进行服务推荐的流程图；

图8为完成对流程的一个操作编辑后对修改进行保存的流程图。

具体实施方式

下面结合附图及本发明的实施例对本发明的方法及系统作进一步详细的说明。

为了增加BPEL开发的灵活性和有效降低开发人员的二次开发的难度，本发明不仅提供了一套完整的BPEL图形化的开发环境，更提出和实现了一套基于模板机制实现BPEL子流程复用的方法和系统，从而让开发人员不仅能通过图形化的方式进行业务流程开发，也能有效的提供一套可行的复用机制降低二次开发的难度，通过预设的行业通用流程模板提高开发效率。本发明还拥有独立的模板模型，定义了一套模板标签来扩展实现了模板的抽取、封装、拼接和导出的机制，最终得到的仍然是符合WS-BPEL规范的可执行的BPEL文件，因此，本发明开发的业务流程最终仍然是以BPEL脚本的形式展现，也能在所有的通用的BPEL执行引擎上运行。

该系统是基于Eclipse插件开发技术来实现的，主要是利用EMF（Eclipse Model Framework）和GEF（Graphical Eclipse Framework）来实现的。其中EMF用来完成建模的工作，GEF用来完成图形化的功能。

图1为整个系统设计的结构图，该系统采用MVC（Model-View-Controller）的设计思路来实现。其中，

1、模型层，是整个系统的基础，提供整个系统图形化和各项功能所需要的模型。系统主要建立了两个基本的模型：BPEL模型和模板模型。

1）BPEL模型

由于是在BPEL的基础上来生成模板的，首先需要对BPEL进行建模。在WS-BPEL2.0的规范中，已经定义好了BPEL语法的schema，此方案也是基于此而完成BPEL的建模。由于使用了EMF来建模，在导入了BPEL的schema定义后，还需要在模型中增加，对于WSDL的建模来支持BPEL与web service的结合。

2）模板模型

针对模板进行建模，主要用来实现对于BPEL代码的封装，从而构建能够重复使用的模板。考虑到模板的几个特点：可重复性，灵活性。需要对抽取出来作为模板使用的BPEL代码进行建模，模板模型能清楚的说明BPEL模板的“输入变量”、“输出变量”、“控制条件”和“结构”等信息。这些都是抽取的BPEL代码形成模板后会进行匹配修改的地方，

2、控制层，是对整个系统中的可视化过程进行控制操作，并且实现了BPEL脚本解析、模板抽取和封装、服务组合和新业务导出的功能。其主要包括BPEL解析模块、服务推荐模块和服务组合模板块；其中，

1）BPEL解析模块，提供了对BPEL脚本进行解析的功能，通过基于Dom的XML解析，依赖BPEL的EMF模型，就能对用户要抽取的BPEL脚本以及相关联的WSDL文件建立树形模型，获取BPEL脚本中的每一个BPEL活动的信息。具体地讲，所述BPEL解析模块，用于对模板的BPEL脚本进行解析，通过基于Dom的可扩展标记语言XML解析，依赖BPEL的EMF模型，对模板的BPEL脚本以及相关联的WSDL文件建立树形模型，获取BPEL脚本中的每一个BPEL活动的信息，同时定义模板和服务的链接数据本体，用于基于语义的模板和服务推荐。

2）服务组合模块，主要用来完成对模板的组合操作。主要用于推荐匹配的模板和服务，基于本体定义中的语义关联信息，使业务开发者可以在系统推荐的模板和服务基础上迅速找到合适的服务和模板，降低传统业务开发时调用模板和服务匹配算法的代价和不准确性。服务组合模块还提供了基于BPEL的可视化的交互界面来方便用户完成以上的操作。分析现在编辑的流程中存在哪些变量，以树形结构将其展示出来，能够快捷的编辑这些变量来完成交互操作。

3）服务推荐模块，主要用来实现期望服务和模板用推荐的服务和模板来替换的功能。服务推荐模块针对需要匹配的服务或模板，筛选出符合上下文条件的服务或模板列表，并且提供查看功能，选中之后可以将原服务或模板替换为推荐的服务或模板。具体地讲，所述服务组合模块，用于开发BPEL业务流程并且融合模板机制，完成对业务流程的开发；完成对模板及服务的组合操作，包括：对服务组合接口中定义的所有输入变量进行对应地赋值操作；对接口中定义的所有控制条件进行对应地重设操作。

3、用户界面（UI）层，主要是整个系统的可视化的部分，主要实现了调色板、编辑窗口、属性视图、大纲视图和向导视图等功能。

1）调色板，主要用来显示用于流程组合的活动和模板，这里是图形化编辑的起点。

调色板的内容有两部分组成：BPEL活动和模板库中的模板。所以每次打开图形化的编辑界面时，调色板都会完成与模板库的同步跟新操作，包括：

（1）读取模板库

（2）遍历模板库中的所有模板

（3）在调色板中显示出所有的模板，如果模板库添加了新的模板，或者是删除了过时的模板，都能在调色板中保持更新。

2）编辑窗口，主要用来进行流程的编辑组合。当从调色板中选中一个BPEL活动或者模板，然后拖拽到编辑窗口中。这里能将BPEL活动和模板二者有机的结合在一起进行业务逻辑的开发。

3）属性视图，主要用来显示在编辑窗口中被选中的图标代表的活动的属性，当没有选中任何图标时，属性窗口显示背景的相关信息。

4）大纲视图，主要显示当前窗口中所有的活动的简单信息和层次包含关系。

5）向导视图

该系统主要实现了两个向导视图，一个是推荐服务向导，另一个是推荐模板向导。向导用来完成推荐服务和模板过程的用户交互，最终实现将推荐服务和模板添加入流程和保存。向导视图用JENA API与服务资产库交互。

4、服务资产库

不同于传统数据库的形式存储，本系统采用本体系统存储领域、模板和服务信息，分别是领域本体、模板本体和服务本体。其中，领域本体定义了业务应用领域的商业逻辑，即某个业务流程的总体框架；合作模板本体逻辑上处于领域本体和服务本体之间，一个业务应用通常由若干个主要的合作模板来实现各个功能单元，而一个合作模板连接一组在工作流中合作与交互的服务；服务本体描述与分类了服务，即提供给BPEL流程中的最小活动单元调用的网络服务，用以实现快速的服务发现。三个本体库之间存在相互关联，比如一个在模板库中的合作模板会包含若干服务库中的服务；一个服务本体中的服务能够被若干模板本体中的合作模板使用。本体系统使得从领域框架到合作模板，合作模板到服务，这种从粗粒度到细粒度的建模变得方便。

本发明的代码复用系统为了有效的复用BPEL代码，首先需要完成对于BPEL代码段的描述工作。因此，该系统必须首先提供了一套模板和服务的模型定义，用来保存所需要的相关信息。

系统的模型层完成了对于模板的定义，系统主要通过自定义的扩展标签来完成对模板的各项操作。所以，系统通过定义模板的schema来实现建模的过程。对于需要被复用的BPEL片段，可以理解为一个函数中的代码，而模板就是要给这段代码进行类似函数接口的定义和描述工作。那么作为一个模板，暴露给用户使用时，就必须声明其中的接口定义，主要包括几个方面：

<name>保存当前模板的自身名称；

<inputVariable>保存模板中作为输入变量的变量相关信息。包括输入消息中的所有输入参数和参数的结构，以及在哪个活动中使用该输入变量；

<outputVariable>保存模板中作为输出变量的变量相关信息。包括输出消息中的所有输出参数和参数的结构，以及在哪个活动使用了该输出变量；

<parternerLinks>保存在BPEL片段中包含的BPEL活动的合作伙伴信息；

<activity>保存在BPEL片段中包含的BPEL活动信息；

<imports>保存模板所依赖的变量以及合作伙伴的导入命名空间URI以及类型信息。

作为一个服务，暴露给用户使用时，就必须声明其中的接口定义，主要包括几个方面：

<name>保存服务的自身名称；

<inputVariable>保存服务中作为输入变量的变量相关信息。包括输入消息中的所有输入参数和参数的结构。

<outputVariable>保存服务中作为输出变量的变量相关信息。包括输出消息中的所有输出参数和参数的结构。

<location>保存服务对应描述文件wsdl的URI。

模板和服务模型的schema的定义如图2所示。

为了快速查找和推荐合适的服务和模板，本发明采用了语义方式存储模板和服务的基本信息，即本体库，具体有3个本体库：领域本体定义了业务应用领域的商业逻辑，即某个业务流程的总体框架；合作模板本体逻辑上处于领域本体和服务本体之间，一个业务应用通常由若干个主要的合作模板来实现各个功能单元，而一个合作模板连接一组在工作流中合作与交互的服务；服务本体描述与分类了服务，即提供给BPEL流程中的最小活动单元调用的网络服务，用以实现快速的服务发现。

领域本体（ApplicationOntology）中定义的类和属性如下所述：

类： ApplicationOntology : Domain

Domain  – 描述定义了一个共同的要求，术语集和功能的一个研究领域，不同行业的流程模板服务将会归类到不同的领域

类： ApplicationOntology : Sattribute

Sattribute – 描述定义了一个领域模板的静态变量

类： ApplicationOntology : BusinessProcess

BusinessProcess – 描述了一个为了实现特定领域应用服务的一组有结构的服务的组合体，即流程

类： ApplicationOntology : Activity

Activity – 描述了流程中的一个基础功能元素

属性： ApplicationOntology : order

order – 描述了Activity之间先后顺序的属性

OWL类型 – 对象属性

域：Activity

值域：Activity

属性： ApplicationOntology : has_domain

has_domain  – 描述了一个对象有所属领域的关系属性

OWL类型 – 对象属性

域：Thing

值域：Domain

属性： ApplicationOntology : has_template

has_template  – 描述了一个活动所属合作模板的关系属性

OWL类型 – 对象属性

域：Activity

值域：CTemplate

属性： ApplicationOntology : subdom_of

subdom_of  – 描述了一个子领域有所属于父领域的关系属性

OWL类型 – 对象属性

域：Domain

值域：Domain

合作模板本体（CollaborationOntology）中定义的类和属性如下所述：

类： CollaborationOntology : CTemplate

CTemplate – 合作模板，通常作为由期望的服务组成，即需要具体填充实际服务参数或者去使用推荐的服务来匹配

类： CollaborationOntology : ICTemplate

ICTemplate –合作模板实例，即包含实际服务的合作模板，参数已经设定完善 

属性： CollaborationOntology : has_eservice

has_eservice – 描述了一个合作模板有期望服务的关系属性 

OWL类型 – 对象属性

域：CTemplate

值域：EService

属性： CollaborationOntology : has_rservice

has_rservice – 描述了一个合作模板有真实服务的关系属性 

OWL类型 – 对象属性

域：ICTemplate

值域：Rservice

属性： CollaborationOntology : location

location  – 描述了一个合作模板对应的BPEL代码的存储文件的URI 

OWL类型 – 数据属性

域：ICTemplate

值域：Literal

属性： CollaborationOntology : part_of

part_of – 描述了一个合作模板是另一个合作模板的一部分的关系属性 

OWL类型 – 对象属性

域： CTemplate

值域：CTemplate

服务本体（ServiceOntology）中定义的类和属性如下所述：

类： ServiceOntology : Service

Service – 描述了一个服务的总称，还细分为期望服务和实际服务

类： ServiceOntology : Rservice

Service –实际服务

类： ServiceOntology : Eservice

Service –期望服务

类： ServiceOntology : InputType

InputType – 输入类型

类： ServiceOntology : OutputType

OutputType – 输出类型

属性： ServiceOntology : eservice_of

eservice_of – 描述了一个合作模板在其合作流中包含一个期望服务的关系属性 

OWL类型 – 对象属性

域： CTemplate

值域：Eservice

属性： ServiceOntology : rservice_of

eservice_of – 描述了一个合作模板实例在其合作流中包含一个实际服务的关系属性 

OWL类型 – 对象属性

域： ICTemplate

值域：Rservice

属性： ServiceOntology : has_input

has_input – 描述了一个期望服务所对应输入消息类型

OWL类型 – 对象属性

域： Eservice

值域：InputType

属性： ServiceOntology : has_output

has_output – 描述了一个期望服务所对应输出消息类型

OWL类型 – 对象属性

域： Eservice

值域：OutputType

属性： ServiceOntology : has_output

has_output – 描述了一个服务与一个真实服务之间的匹配关系，一个服务可以被多个真实服务匹配

OWL类型 – 对象属性

域： Service

值域：Eservice

属性： ServiceOntology : has_wsdl

has_output – 描述了一个真实服务所对应wsdl描述文件

OWL类型 – 数据属性

域： Rservice

值域：Literal

属性： ServiceOntology : rating

has_output – 描述了一个期望服务所对应输出消息类型

OWL类型 – 对象属性

域： Eservice

值域：OutputType

本发明的系统为用户提供了一套定制自己所需要的BPEL模板，也就是模板另存为的机制。在开发BPEL流程时，尤其是在开发行业领域相关的流程时，有不少的业务逻辑其实都是类似的，或者是部分类似的。对于这些会被频繁使用到的业务逻辑，如果能够将其封装成模板，在开发时作为一个整体使用，必然给开发人员带来极大的便利。

模板另存为是从一个已有的BPEL文件开始的。用户对于自己感兴趣的BPEL流程以及相关联的网页服务描述语言（WSDL）文件，通过系统的向导引入到系统中来，然后系统会自动解析该BPEL流程和相关联的WSDL文件，建立BPEL和WSDL模型。然后将BPEL流程的整个结构都以图形化的树形结构展示给用户。用户此时可以选择自己需要复用的BPEL逻辑，让系统进行模板的抽取和封装，生成用户感兴趣的模板，或者是用户创建自己行业内通用的业务流程模板，然后保存到模板库中。

该系统提供了良好的灵活性和定制性，能让用户使用该系统建立自己的模板库，可以将自己感兴趣的BPEL业务逻辑封装成模板保存到模板库中。系统提供给用户一套完整的模板抽取和封装的功能。而这些抽取出来的模板能有效降低用户的开发难度。

如图3所示，该系统在进行服务抽取的时候主要包括以下步骤：

1、BPEL文件的解析。其具体的过程如图4所示。

a) 读取用户指定进行模板另存为的BPEL文件，通过XML解析，首先创建BPEL Document对象。

b) 根据用户指定的WSDL文件，配合解析BPEL文件时，取得所引入的WSDL文件信息。提取WSDL文件中的message、partnerLinkType和portType元素的信息进行保存。

c) 采用递归的方式来遍历整个BPEL文件的树形结构，解析每一个BPEL活动。对于是BPEL基本活动提取出variable、partnerLinkType和portType等属性添加到模板中进行保存。对于BPEL容器活动，如果存在控制条件的，应该提取其condition的属性值添加到模板信息中进行保存。

2、对进行模板抽取的BPEL文件和WSDL文件的解析工作完成后，系统会相应的建立BPEL的树形结构，并把这个结构提供给wizard的图形化显示模块。

3、图形化显示模块在接收到请求后，会用可选多叉树的方式来展示整个BPEL的层次结构给用户，其中会清楚表示出节点的层次包含关系，以及节点的名称，类型和一些有关的属性，如condition或variable等。

4、然后，用户针对展示出来的BPEL结构图，选取自己需要另存为成为模板的部分。

5、然后，系统就会将用户选中的BPEL片段，通常应该是一个Sequence代码段，提取出来，保存至模板中。同时，将这段BPEL代码相关联的属性信息和WSDL信息都一并提取出来。

6、展示提取的BPEL片段中，需要用户进行操作的接口信息，主要包括输入变量、输出变量和控制条件。用户此时还可以对每个变量和条件添加自己的注释，以方便其他的用户使用该模板。

7、然后，将BPEL片段解析出来的变量值和控制条件等信息都保存至模板文件中，也就完成了对模板的封装工作。

8、最后，将得到的模板保存到指定的模板库中。

本发明的系统对于模板的使用和创建一个BPEL活动没有什么区别，也就是说该系统将模板的使用与BPEL的流程开发有机的结合在一起。当该系统的用户打开图形编辑窗口，希望开发一个新的业务流程时，该系统会在提供BPEL的基本编辑能力之外，也提供基于模板的流程编辑方式。

系统会自动读入在模板库中保存的模板的信息，将模板导入到当前的业务流程编辑窗口中，以供用户随时使用。这样用户就能轻松的复用已经抽取出来的模板了。为自己的模板定义上相关的变量信息和控制条件，同时配合上BPEL活动来进行模板的控制和补全，这样就能快速组合开发出用户所需要的新流程了。

当已经建立了对应的模板库后，就可以以模板库中的模板作为起点，配合上BPEL的基本活动和容器活动实现灵活的业务开发方式。

如图4所示，当用户打开编辑窗口开始创建新的业务时，调色板模块会自动读取此时模板库中所有的模板信息，并且导入到图形界面显示，以供调用。然后用户会多次拖拽需要使用的BPEL活动或者是模板进入编辑窗口，通过连线来确定各个活动之间的关系。通过图形化的方式来完成系统和用户之间的交互，帮助用户以图形拖拽的方式来完成流程的编辑工作。

在进行流程的拼接的过程中，其具体的步骤如图5所示，包括：

1、调色板模块会自动读取此时本体库中所有的模板和服务信息，建立相应的模型来存放这些信息，并且导入到图形界面显示面板中，以供调用；模板和服务信息的读取是通过JENA API实现的：

a)如果是读取模板，首先在模板本体对应的RDF文件下逐条读取Name, Input, Output, Domain和Location这些信息，然后根据Location获取模板对应BPEL代码文件的字符流，转化为Document对象，这些信息作为模板的模型参数来创建模板模型；

b)如果是读取服务，则在服务本体对应的RDF文件下逐条读取Name, Input, Output, Domain, rServiceOf, match_by和wsdl这些信息, 作为服务的模型参数来创建服务模型。

2、用户从所述图形界面显示面板中选择不同粒度的本体对应的BPEL模块以及BPEL基本活动、控制和错误处理：

a)如果用户选择的是BPEL基本活动，先在编辑窗口中显示此BPEL活动的图标，然后由用户对所添加的BPEL活动的属性进行设置，为该活动创建或者导入其依赖的partnerLink，再为该活动创建和导入相关的变量；如果用户选择的是BPEL基本控制，同时有控制条件需要指定，由用户添加对应的控制条件；如果用户选择的是BPEL基本错误处理，同时有错误处理条件需要指定，由用户添加对应的错误处理条件；

b)如果用户选择了领域本体对应的模板，读取模板模型中对应法BPEL代码段的Document对象，添加到编辑中的流程Process对象的相应位置，在编辑窗口中显示展开的模板内部细节；

c)如果用户选择了合作模板本体对应的模板并拖拽到编辑窗口特定位置，读取模板模型中对应法BPEL代码段的Document对象，添加到编辑中的流程Process对象的相应位置，在编辑窗口中显示模板图标，在特定位置添加与原有流程的连接，展开显示模板内部活动细节，提取模板库中保存的信息，导入该模板所依赖的WSDL文件、partnerLink和变量信息。

d)如果用户选择了服务本体对应的BPEL活动，首先在编辑窗口中显示模板图标，提取服务库中保存的信息，导入该活动的WSDL文件、partnerLink和变量信息。

3、用户是否还继续编辑流程：如果继续则重复上面的过程；如果用户完成了编辑的话，就可以保存退出了。

如图6所述，用户在编辑窗口选中模板，选择推荐模板功能，则会触发下列操作：

1、根据编辑窗口选中的活动监听器得到对应模板的模型，从而找到其模板库中的URI；

2、使用JENA API在模板库中查询选中模板的match_by信息，match_by属性对应着能够匹配这个模板的其他模板URI，可以得到一个满足条件的模板列表；

3、按照模板模型中的rating信息即匹配程度降序排序（rating是在创建模板的时候就针对其匹配的程度由用户自定义或者根据功能匹配来计算的匹配程度分值）；

4、使用Jface的API将这个模板列表填充在一个对话框的表格中，供用户选择；

5、用户可以选中其中的模板进行详细内容在新的编辑窗口查看，会触发以下操作：

a)根据选中的列表中的动作获得要查看的模板模型，进而从模型得到对应BPEL代码的文件位置；

b)根据模型对应BPEL代码的文件位置读取字节码，在一个临时项目工程下面新建一个BPEL文件用来存储这段代码，这样做是因为编辑窗口显示的BPEL代码应该是在工作区中的文件下以方便操作管理；

c)调用Eclipse的API以在新图形窗口打开这个模板文件，这样可以对这个模板实现查看编辑另存为功能；

6、用户可以选中其中的模板进行详细内容在浏览器以网页形式查看，会触发以下操作：

a)根据选中的列表中的动作获得要查看的模板模型，进而从模型得到对应RDF文件的URL；

b)使用JAVA调用系统浏览器的API在新网页窗口打开这个RDF的URL，如果系统默认浏览器是装有Tabular插件的火狐浏览器，则会将RDF文件显示成表格形式，并且能提供关联数据链接来提供进一步查看。

7、用户选择采用某个推荐的模板之后，将会在编辑窗口中显示模板图标，并依次将模板内部活动添加到编辑中的流程中，以展开模板内部详细组成，提取选中模板模型中保存的信息，导入所依赖的WSDL文件、partnerLink和变量信息。

如图7所述，用户在编辑窗口选中服务，选择推荐服务功能，则会触发下列操作：

1、根据在编辑窗口选中的活动监听器得到对应服务的模型，从而找到其服务库中的URI。

2、使用JENA API在服务库中查询选中模板的match_by信息，match_by属性对应着能够匹配和替换这个服务的其他服务的URI，可以得到一个满足条件的服务列表。

3、按照服务模型中的rating信息即匹配程度排序（rating是在创建模板的时候就针对其匹配的程度由用户自定义或者根据功能匹配来计算的匹配程度分值）。

4、使用Jface的API将这个服务列表填充在一个对话框的表格中，供用户选择。

5、用户可以选中其中的模板进行详细内容在浏览器以网页形式查看，会触发以下操作：

a)根据选中的列表中的动作获得要查看的模板模型，进而从模型得到对应RDF文件的URL；

b)使用JAVA调用系统浏览器的API在新网页窗口打开这个RDF的URL，如果系统默认浏览器是装有Tabular插件的火狐浏览器，则会将RDF文件显示成表格形式，并且能提供关联数据链接来提供进一步查看。

6、用户选择采用某个推荐的服务之后，将会在编辑窗口中显示服务图标，提取选中服务模型中保存的信息，导入该服务的WSDL文件、partnerLink和变量信息。

如图8所述，当用户处于流程的编辑中，完成一个编辑操作时，会触发下列步骤来实现对修改的保存。

1、首先读取variableList中的变量信息，并获取某节点所在模板信息。

2、判断是否是当前正在编辑的模板。

3、如果不是当前正在编辑的模板，则继续读取variableList中的变量信息。

4、如果是当前正在编辑的模板，则首先建立对应的BPEL Document，即建立完整的BPEL树。

5、根据模板中保存的变量路径信息，定位到要修改的变量或者是条件在模板中的位置。

6、然后更新BPEL代码的信息。

7、判断是否还有variableList中的变量没有处理。

8、如果variableList中还有变量没有处理，回到第1步进行循环。

9、如果variableList中的变量都已经处理了，结束循环。

当用户完成了基于模板的新的业务流程的开发工作后，此时得到的是基于扩展标签完成的包含有模板的文件。此时得到的文件不是标准的BPEL脚本，无法部署到BPEL执行引擎中运行。所以，该系统提供了一套导出的机制，用来实现将包含模板的流程转换为标准的BPEL可执行文件。这样得到的BPEL脚本就能在任何一个BPEL执行引擎上运行了。

当用户完成了基于模板的业务流程的开发之后，都是为了最终能够得到一个可执行的BPEL文件。此时用户需要将自己编辑好的业务流程导出成BPEL文件，也就是调用系统中的模板导出功能，生成可执行的BPEL文件。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。 

Claims (6)

1.一种基于关联数据的业务流程执行语言BPEL模板和服务的复用系统，其特征在于，其包括：

模型层，为所述复用系统的基础，用于提供整个系统图形化和各项功能所需要的模型；

控制层，用于对整个系统中的可视化过程进行控制操作，以及实现BPEL脚本解析、模板抽取和封装、服务组合和新业务导出的功能；

用户界面UI层，为整个系统的可视化部分，主要用于实现调色板、编辑窗口、属性视图、大纲视图和向导视图的功能；

服务资产库，采用本体系统存储领域、模板和服务信息，具体为领域本体、模板本体和服务本体。

2.根据权利要求1所述的基于关联数据的BPEL模板和服务的复用系统，其特征在于，所述控制层包括BPEL解析模块、服务推荐模块和服务组合模板块；其中，

所述BPEL解析模块，用于对模板的BPEL脚本进行解析，通过基于Dom的可扩展标记语言XML解析，依赖BPEL的EMF模型，对模板的BPEL脚本以及相关联的WSDL文件建立树形模型，获取BPEL脚本中的每一个BPEL活动的信息，同时定义模板和服务的链接数据本体，用于基于语义的模板和服务推荐；

所述服务推荐模块，用于推荐匹配的模板和服务，基于本体定义中的语义关联信息，使业务开发者可以在系统推荐的模板和服务基础上迅速找到合适的服务和模板，降低传统业务开发时调用模板和服务匹配算法的代价和不准确性；

所述服务组合模块，用于开发BPEL业务流程并且融合模板机制，完成对业务流程的开发；完成对模板及服务的组合操作，包括：对服务组合接口中定义的所有输入变量进行对应地赋值操作；对接口中定义的所有控制条件进行对应地重设操作。

3.根据权利要求1所述的基于关联数据的BPEL模板和服务的复用系统，其特征在于，所述服务资产库即本体库描述的服务资产关联为业务开发者提供分析服务资产功能行为的信息，该本体库采用RDF形式存储信息，通过JENA API与外界读写交互；所述本体系统包括三个本体，粒度从大到小分别是领域本体、合作模板本体和服务本体；具体为：所述领域本体定义了业务应用领域的商业逻辑，即某个业务流程的总体框架；所述合作模板本体逻辑上处于领域本体和服务本体之间，一个业务应用通常由若干个主要的合作模板来实现各个功能单元，而一个合作模板连接一组在模板工作流中合作与交互的服务；服务本体描述与分类了原子服务，即提供给BPEL流程中的最小活动单元调用的网络服务，用以实现快速的服务发现。

4.根据权利要求1所述的基于关联数据的BPEL模板和服务的复用系统，其特征在于，所述UI层，包括调色板、编辑窗口、属性视图、大纲视图和向导视图；所述调色板进一步包括BPEL活动和模板库中的模板；所述编辑窗口主要用来进行流程的编辑组合；所述属性视图主要用来显示在编辑窗口中被选中的图标代表的活动的属性；所述大纲视图主要用来显示当前窗口中所有的活动的简单信息和层次包含关系；所述向导视图，用于完成推荐服务和模板过程的用户交互，最终实现将推荐服务和模板添加入流程和保密，这里，主要实现了两个向导视图，一个是推荐的服务向导，另一个是推荐的模板向导。

5.一种基于关联数据的BPEL模板和服务的复用方法，其特征在于，该方法包括服务推荐过程和服务组合过程，其中，

所述服务推荐过程具体包括：

A、用户在业务编辑窗口选中需要填充模板或者服务的流程图标，选择推荐模板或服务功能，则会触发读取模板或者服务信息操作；

B、根据读取的信息，在本体库中根据选中模板或服务的数据关联进行SPARQL搜索推理，可以向用户自动推荐一个满足条件的模板或者服务列表，按照匹配程度排序，用户可以选中其中的模板或者服务进行详细内容查看及模板内部流程结构的可视化查看；

C、的、用户选择某个推荐的模板并替换进编辑窗口之后，编辑窗口中显示模板的层次结构，提取模板本体中保存的信息，将相关BPEL代码片段替换原流程中选定的模板代码段，并导入该模板所依赖的WSDL文件、partnerLink和变量信息；

D、用户选择某个推荐的服务并替换进编辑窗口之后，将会在编辑窗口中显示服务图标，提取服务本体中保存的信息，将服务对应的BPEL代码替换在原流程中选定的服务代码，并导入该服务的WSDL文件、partnerLink和变量信息；

E、在传统的服务生成过程中，服务资产的复用和发现一般通过调用匹配算法实现，服务复用的准确性和效率都难以保证。

6.基于关联数据的服务推荐预先将流程活动、模板、服务见的匹配关联进行处理，将经过验证的可靠关联存储在关联数据本体库中，避免了匹配算法本身的局限性，因而更加准确和高效；

所述服务组合过程具体包括：

a、读取服务资产库中所有不同粒度的服务资产信息，并且导入到图形界面显示面板中；

b、用户从所述图形界面显示面板中选择不同粒度的本体对应的BPEL模板、原子服务以及BPEL基本活动、控制和错误处理；

c、如果用户选择了领域本体对应的模板，在编辑窗口中显示展开的业务流程框架模板内部细节；

d、如果用户选择了合作模板本体对应的模板并拖拽到编辑窗口特定位置，首先在编辑窗口中显示模板图标，在特定位置添加与原有流程的连接，展开显示模板内部活动细节，提取模板库中保存的信息，导入该模板所依赖的WSDL文件、partnerLink和变量信息；

e、如果用户选择了服务本体对应的Web服务，首先在编辑窗口中显示服务图标，提取服务库中保存的信息，导入该服务的WSDL文件、partnerLink和变量信息；

f、如果用户选择的是BPEL基本活动，先在编辑窗口中显示此BPEL活动的图标，然后由用户对所添加的BPEL活动的属性进行设置，为该活动创建或者导入其依赖的partnerLink，再为该活动创建和导入相关的变量；如果用户选择的是BPEL基本控制，同时有控制条件需要指定，由用户添加对应的控制条件；如果用户选择的是BPEL基本错误处理，同时有错误处理条件需要指定，由用户添加对应的错误处理条件。

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