CN104809551B - 一种基于移动Agent客户端的跨系统工作流协同方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于移动Agent客户端的跨系统工作流协同方法，包括：步骤1，构建基于xml的跨系统工作流交互描述，以及解析该描述的Agent的交互规则解析器；步骤2，构建基于移动Agent的跨系统工作流协同构架；步骤3，在步骤2基于移动Agent的跨系统工作流协同构架的基础上，实现跨系统工作流的动态交互。本发明解决跨系统的工作流之间的流程的交互部分问题。通过Agent系统与工作流系统的接口适配，能够有效的解决系统间工作流活动接口不兼容的问题。设计了一种通用的流程交互描述方法，屏蔽了异构工作流的描述差异。

Description

一种基于移动Agent客户端的跨系统工作流协同方法

技术领域

本发明涉及一种本发明属于计算机信息处理与信息交互技术领域，特别是一种基于移动Agent客户端的跨系统工作流协同方法。

背景技术

工作流技术是实现企业业务过程自动化的主要支撑技术，采用工作流技术的管理系统支持企业内部分布于不同部门、地点的管理者、办事员协同一致地完成一项任务。随着企业内部管理系统越来越多，系统之间也存在协同的需求。跨系统工作流动态协同就是借助信息技术手段，使得一个企业内多个系统之间的人和应用，在时间、空间上有序配合，协同工作共同完成任务。

由于不同管理系统采用的工作流技术、平台存在差异性，协同需求也存在动态变化性，而传统的工作流技术主要解决单一系统内的业务流程管理问题，在跨系统工作流协同方面存在很多难题。

目前，在工作流协同方面的研究大多集中在同一工作流系统构架下，组织间的协同问题，包括跨越组织边界进行业务重组、协同过程中的信息共享和隐私保护等问题，而对于跨系统的协同研究较少。上海大学提出了一种基于SOA的开发框架。将系统中某些单独的业务功能或模块开放成为服务，呈现给其他的系统。系统间采用统一的服务调用标准进行协同交互，应用层采用BPEL等服务组合方法，进行服务编排。唐迪等提出了一种异构工作流互联接口设计，从调用接口、调用方式、调用返回等三个方面描述了基于Web服务的流程互联解决方案。跨系统的工作流存在的主要问题是，流程交互的不确定性强，在流程交互中存在比较多的查找、等待、协商的过程，前面两种方案克服了系统之间接口不兼容的问题。但不适用于复杂的系统间流程交互，数据频繁交互的情况。自主性和灵活性方面都有很大的局限。

分布在网络中的系统，由于自身特点或者历史原因，采用的工作流管理系统有所不同，因此流程描述与流程控制方式有所不同，不具备协同的前提。因此，需要通过一种跨平台的技术来屏蔽接口的不兼容。运行于不同系统中的流程，在运行过程中是互不干扰的，协同如果是同等的地位，如果强制改变流程执行，必然造成一些资源浪费，因此要适应协同环境的不同，动态的进行流程协同。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，本发明采用多Agent技术，利用Agent的自主性，社会性，移动性等特点，设计了流程Agent、移动Agent的多Agent分布式协同框架、一种工作流协同描述方式以及Agent推理机，使Agent能够根据协同需求与流程执行状况，自主的在网络中移动，选择最佳的协同对象。并能在协同结束后，返回源执行环境。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种基于移动Agent客户端的跨系统工作流协同方法，包括以下步骤：

步骤1，构建基于xml的跨系统工作流交互描述，以及解析该描述的Agent的交互规则解析器；

步骤2，构建基于移动Agent的跨系统工作流协同构架；

步骤3，在步骤2基于移动Agent的跨系统工作流协同构架的基础上，实现跨系统工作流的动态交互。

本发明中，进一步地，步骤1中构建基于xml的跨系统工作流交互描述，包括以下步骤：

(1a)针对跨系统工作流中不同系统流程的活动交互关系，采用xml的描述方式描述跨系统工作流交互描述的基本元素；基本元素包括：activity，表示交互活动；relation，表示交互顺序；

(1b)构建交互通信方式以及交互通信是否需要返回结果的表示方式；

(1c)建立支持顺序、并发、分支工作流结构。

步骤1中Agent的交互规则解析器对采用xml的描述跨系统工作流交互描述的描述方式进行解析，按照既定的交互流程驱动Agent的行为，Agent的交互规则解析器执行以下步骤：

(1d)确定当前需要交互流程的活动，分配活动令牌；

(1e)从开始节点，记录当前需要进行的活动的执行状态，如果当前活动执行完毕，修改该活动的执行状态，将活动令牌传递到后继活动中；

(1f)遍历当前交互流程的活动，如果某一未执行的交互流程的前驱状态都为执行结束，就将活动令牌传递给它，直到交互描述中的协同活动全部执行结束，表示流程协同结束，返回执行(1d)。

(1c)中的顺序工作流结构中，交互活动relation与交互顺序activity为一对一的关系；并发工作流结构中，交互活动relation与交互顺序activity为多对一的关系；分支工作流结构中，交互活动relation与交互顺序activity为一对多的关系。

步骤2包括以下步骤：

(2a)将通用的Agent运行环境部署于不同的工作流系统中，该通用的Agent运行环境中包含Agent管理中心；

(2b)创建流程管理Agent，Agent管理中心建立与工作流管理系统(工作流管理系统是一个现有技术中公知系统，它完成工作流活动的定义和管理，并按照在系统中预先定义好的工作流模板进行工作流实例的执行，每个工作流都需要依托于工作流管理系统才能执行。)的关联关系，获取工作流引擎接口，每当有一个有交互需求的流程产生建，就创建一个流程管理Agent，流程管理Agent包括交互规则解析器、Agent交互器、行为产生器、流程监控器、流程控制器、Agent生成器；流程控制器具有暂停流程、获取流程执行数据的功能；

(2c)生成移动Agent，包括：交互规则解析器解析所述的基于xml的跨系统工作流交互描述，并将解析的结果转移到行为产生器；Agent交互器提供移动Agent与流程管理Agent之间交互的接口并返回结果；行为产生器根据Agent交互器返回的结果以及交互规则解析器解析的结果驱动相应的行为；流程监控器结合交互规则解析器和Agent交互器提供的交互活动信息，监控流程的执行过程，向行为产生器反馈信息；当反馈信息满足条件(例如活动时间在一定范围以内，或者活动产生的效益高于某个数值)时，行为产生器向Agent生成器发出命令，Agent生成器生成携带交互规则的移动Agent。

(2c)中的移动Agent携带三个部分的信息：前驱活动产生的参数、前驱活动的执行状态、所需要的后继活动的状态信息。

(2c)中的移动Agent包括：交互规则解析器、行为产生器、交互器，规则路由器。

步骤3包括以下步骤：

(3a)根据基于xml的跨系统工作流交互描述，将协同过程描述与xml文件中第一个流程管理Agent解析描述，生成移动Agent；

(3b)移动Agent客户端等待初始流程执行到相应的活动，携带描述中的参数信息，即携带描述中的下一个流程活动的输入参数，通过移动Agent传输环境，移动到目的执行环境中；

(3c)移动Agent在目的执行环境中，与流程管理Agent基于交互协议进行交互，当交互活动执行结束，移动Agent携带活动执行结果参数信息，移动到下一个目标执行环境中，继续执行(3b)。

步骤3包含移动Agent协同容错机制，包括：利用ESP(event-state-process事件-状态-流程)规则描述，超时或者某一前提条件发生时，移动Agent自动移动到同一类型系统中，与其他的同类活动进行协同交互；在同一类型系统中保存有一类流程的地址表格，协同失败后，移动Agent移动到同一类型的其他系统中，与流程活动进行交互，直到完成交互为止，然后移动到流程定义的下一个系统中。

步骤3包含基于合同网的协同交互机制，包括：移动Agent移动到目标系统中，当发现正在运行的符合要求的流程实例时，移动Agent向这些流程实例的流程管理Agent发出招标信息，流程管理Agent返回相应的指标，移动Agent根据返回结果确定与之协同的Agent，招标成功。

本发明中流程由活动组成，协同是目的，交互是手段。

有益效果：本发明解决跨系统的工作流之间的流程的交互部分问题。通过Agent系统与工作流系统的接口适配，能够有效的解决系统间工作流活动接口不兼容的问题。设计了一种通用的流程交互描述方法，屏蔽了异构工作流的描述差异。利用了移动Agent的特点，将交互活动移动到不同的工作流系统中，减少了集中式协同的通信代价。设计了协同容错机制和合同网协同交互机制，提高了协同流程的成功率，提高了协同的动态性。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。

图1是交互解析器实现算法。

图2是跨系统工作流协同构架。

图3是Agent系统与工作流管理系统接口。

图4是流程管理Agent结构图。

图5是移动Agent结构图。

图6是移动Agent决策过程图。

具体实施方式

步骤1，流程交互描述，采用xml的描述方式，将两个流程中的活动交互，作为交互流程中的活动，通过执行控制将他们的关系进行描述。例如流程1中活动A与流程2中活动B的交互关系，A活动执行之后，将活动结果作为参数，传递给活动B，B执行之后，返回给活动A，继续执行流程1。活动由不同工作流系统提供的完成，其标准状态有:

·notready:表示某些作为先决条件的活动尚未完成；

·ready:表示所有的先决条件已经执行，但是活动尚未开始；

·executing:表示活动正在执行；

·suspended:表示活动被挂起；

·done:表示活动执行完毕；

·aborted:表示活动执行失败。

若任何活动都是非done的，则工作流是active的。工作流是inactive的意味着该工作流已经结束或者还没有开始。在执行完成之前中止的工作流处于Aborted状态。

流程交互描述基本元素为：

<prcocess>表示交互流程，属性有：Type，表示工作流的类型；id，表示流程标识；

<avtivity>表示交互活动，属性有：processid，表示所属流程；id，id表示所属流程活动id；

<relation>表示交互顺序，属性有：from表示前驱活动；to表示后继活动；

<parermeters>表示需要传递的参数，交互过程要保证参数的类型与个数，与活动输入的一致性。

<status>表示需要等待的活动状态。

C表示与通信方式有关的调用语义的集合，

R表示与返回结果有关的调用语义的集合，则C与R的直积集C×R表示同时使用上述两类调用语义的调用语义集合。根据上面的分析:

C＝{Synchronous，Asynchronous}

R＝{Result，Noresult，Ack}

其中Ack表示要求返回确认信息。由于在服务器既不返回执行结果，也不返回确认信息的情形下，客户程序的等待将造成死锁，因此，应禁止(Synchronous，Noresult)调用语义，从而表示上述两类调用。

移动Agent根据描述中的交互类型，与当前环境中的Agent进行交互。

例如：流程A中活动1要与流程B活动m进行交互，流程描述如下：

<process type＝ id＝A>

<activity processid＝A>

<relation from＝A to＝B>

<status c＝Synchronous，R＝result>

协同描述中支持顺序、并发、分支等工作流结构。如果是顺序关系的协同，交互活动relation与交互顺序activity是一对一的关系。如果是分支协同关系，交互活动relation与交互顺序activity是一对多的关系，如果是并发的协同关系，交互活动relation与交互顺序activity是多对一的关系。

步骤2，Agent中的交互规则解析器实现算法。如图1所示，

1.确定当前需要交互流程活动，分配令牌token；

2.通过Agent通信实现执行相应的流程交互；

3.当某一个活动执行完毕时，修改活动的执行状态；

4.遍历当前交互活动，如果某一未执行的交互的前驱状态都为执行结束，就将活动令牌传递给它；

5.转而执行1。

步骤2-1，在流程状态不可控制的环境中，协同流程时常可能发生没有响应的情况。

如果流程管理Agent发现移动Agent返回超时，则重新生成新的移动Agent；如果移动Agent发现目标环境中的流程管理Agent返回超时，重新选择新的流程管理Agent进行交互。

步骤3，基于Agent的跨系统工作流协同构架如图2所示。工作流管理系统A,B,C中运行有不同的工作流，Agent管理中心通过工作流接口能够对流程的执行过程进行监控。Agent管理中心中有管理Agent、移动Agent，移动Agent通过Agent移动环境在三个系统之间移动，完成交互任务。Agent系统与工作流系统的接口如图3所示，

Agent系统能通过工作流流管理系统的流程控制流接口，获取当前流程的执行到哪一个活动和和活动的状态；通过流程数据流接口，能够获取活动的输入输出参数。

步骤3-1，将流程交互描述导入管理Agent，对于控流程执行进行监听，当执行到交互描述的活动时，创建移动Agent，移动Agent携带三个部分的信息：

1.前驱活动产生的参数；

2.前驱活动的执行状态；

3.所需要的后继活动的状态信息。

Agent交互消息格式基于FIPA acl标准，以JADE平台为例，设计了需要用到的消息类型

Sender:<发送者>

Reciver:<接收者>

Protical:<交互协议>

Type：<消息类型>

Content:<参数，活动名称，同步(异步)>

步骤3-2，基于BDI模型的移动Agent，决策过程如图6所示，Agent移动到目标环境中，发起交互请求后，移动Agent修改当前的愿望为寻找最优协同流程，当收到了多个返回的对于某一活动的参数详细信息。在知识库中查找流程过滤规则，选择具体协同的流程Agent，意图修改为发送部分协同描述，产生的行为是选择部分流程描述发送inform类型的Agent消息。根据协同行为是同步或者异步，修改下一步的愿望，如果是同步则选择等待Agent回复，如果是异步则解析执行下一步协同活动。

步骤4，流程管理Agent结构如图4所示，

(4-a)交互规则解析器：能够解析权利1中的交互描述，转移到行为产生器。

(4-b)行为产生器：根据Agent交互器返回的结果、交互规则解析器解析的结果，驱动相应的行为。

(4-c)流程控制器：具备工作流引擎对于一个流程的控制接口，例如暂停流程、获取流程执行数据等能力。

(4-d)流程监控器：结合交互解析器提供的交互活动信息，监控流程的执行过程。向行为产生器反馈信息。

(4-e)Agent生成器：满足一定条件时，行为产生器向Agent生成器发出命令，生成携带交互规则的移动Agent。

(4-f)Agent交互器，管理Agent与移动Agent之间交互的接口。

步骤5，移动Agent结构图如图5所示。移动Agent能够解析所携带的交互描述，能够自主的移动到目标环境中与流程管理Agent进行交互。它包括：交互规则解析器、行为产生器、交互器，规则路由器。

(5-a)交互规则解析器：能够解析步骤1中的交互描述，转移到行为产生器。

(5-b)行为产生器：根据Agent交互器返回的结果、交互规则解析器解析的结果，驱动相应的行为。

(5-c)Agent交互器，移动Agent与管理Agent之间交互的接口。

(5-d)规则路由器：确定Agent移动的目标环境地址。

步骤6，基于移动Agent的动态流程协同的方法，

步骤3中提出的交互框架的基础上，移动Agent在多个工作流系统中，实现流程的动态交互。

步骤6-1，首先根据步骤1中的交互描述方法，将协同过程描述与xml文件中，第一个流程管理Agent解析描述，生成移动Agent。

步骤6-2，移动Agent等待源流程执行到相应的活动，携带描述中的参数信息，通过移动Agent传输环境，移动到目的执行环境中。

步骤6-3，移动Agent在目的执行环境中，与管理Agent，基于一定的交互协议进行交互，当交互活动执行结束，移动Agent携带活动执行结果参数信息，移动到下一个目标执行环境中，执行步骤6-2。

步骤7，移动Agent容错路由机制。

移动Agent在目标系统中协同，有可能出现异常或者失败的情况。利用ESP(event-state-process事件-状态-流程)规则描述，当超时或者某一前提条件的发生，Agent自动移动到同一类型的系统中，与其他的同类活动进行协同交互。在同类系统中保存有一类流程的地址表格，例如完成活动类型A的工作流系统A1中，存有工作流系统A2，A3，A4的地址列表。协同失败后。移动Agent从系统A1中获取地址，移动到同一类型的其他系统中，与流程活动进行交互，直到完成该交互活动为止，然后移动到一个流程定义的下一个工作流系统中。

步骤8，基于合同网的协同机制。

移动Agent移动到目标系统中，可能有这在运行的符合要求的流程实例。移动Agent向这些流程实例的管理Agent发出招标信息，管理Agent接收协同招标，返回相应的指标，例如对于某一流程活动参数的范围要求。移动Agent根据返回结果，进行对比计算选择最优管理Agent，向其发送招标成功结果。

本发明提供了一种基于移动Agent客户端的跨系统工作流协同方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (1)

1.一种基于移动Agent客户端的跨系统工作流协同方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，构建基于xml的跨系统工作流交互描述，以及解析该描述的Agent的交互规则解析器；

步骤2，构建基于移动Agent的跨系统工作流协同构架；

步骤3，在步骤2基于移动Agent的跨系统工作流协同构架的基础上，实现跨系统工作流的动态交互；

步骤1中构建基于xml的跨系统工作流交互描述，包括以下步骤：

(1a)针对跨系统工作流中不同系统流程的活动交互关系，采用xml的描述方式描述跨系统工作流交互描述的基本元素，基本元素包括：activity，表示交互活动；relation，表示交互顺序；

(1b)构建交互通信方式以及交互通信是否需要返回结果的表示方式；

(1c)建立支持顺序、并发、分支工作流结构；

步骤1中Agent的交互规则解析器对采用xml的描述跨系统工作流交互描述的描述方式进行解析，按照既定的交互流程驱动Agent的行为，Agent的交互规则解析器执行以下步骤：

(1d)确定当前需要交互流程的活动，分配活动令牌；

(1e)从开始节点，记录当前需要进行的活动的执行状态，如果当前活动执行完毕，修改该活动的执行状态，将活动令牌传递到后继活动中；

(1f)遍历当前交互流程的活动，如果某一未执行的交互流程的前驱状态都为执行结束，就将活动令牌传递给它，直到交互描述中的需要交互流程的活动全部执行结束，表示工作流协同结束，返回执行(1d)；

(1c)中的顺序工作流结构中，交互活动relation与交互顺序activity为一对一的关系；并发工作流结构中，交互活动relation与交互顺序activity为多对一的关系；分支工作流结构中，交互活动relation与交互顺序activity为一对多的关系；

步骤2包括以下步骤：

(2a)将通用的Agent客户端运行环境部署于不同的工作流系统中，该通用的Agent客户端运行环境中包含Agent管理中心；

(2b)创建流程管理Agent，Agent管理中心建立与工作流管理系统的关联关系，获取工作流引擎接口，每当一个有交互需求的流程产生，就创建一个流程管理Agent，流程管理Agent包括交互规则解析器、Agent交互器、行为产生器、流程监控器、流程控制器、Agent生成器；流程控制器具有暂停流程、获取流程执行数据的功能；

(2c)生成移动Agent，包括：交互规则解析器解析所述的基于xml的跨系统工作流交互描述，并将解析的结果转移到行为产生器；Agent交互器提供移动Agent与流程管理Agent之间交互的接口并返回结果；行为产生器根据Agent交互器返回的结果以及交互规则解析器解析的结果驱动相应的行为；流程监控器结合交互规则解析器和Agent交互器提供的交互活动信息，监控流程的执行过程，向行为产生器反馈信息；当反馈信息满足条件时，行为产生器向Agent生成器发出命令，Agent生成器生成携带交互规则的移动Agent；

(2c)中的移动Agent携带三个部分的信息：前驱活动产生的参数、前驱活动的执行状态、所需要的后继活动的状态信息；

(2c)中的移动Agent包括：交互规则解析器、行为产生器、交互器，规则路由器；

步骤3包括以下步骤：

(3a)根据基于xml的跨系统工作流交互描述，将协同过程描述与xml文件中第一个流程管理Agent解析描述，生成移动Agent客户端；

(3b)移动Agent客户端等待初始流程执行到相应的活动，移动Agent客户端携带描述中的参数信息，即携带描述中的下一个流程活动的输入参数，通过移动Agent客户端传输环境，移动到目的执行环境中；

(3c)移动Agent在目的执行环境中，与流程管理Agent基于交互协议进行交互，当交互活动执行结束，移动Agent携带活动执行结果参数信息，移动到下一个目标执行环境中，继续执行(3b)；

步骤3包含移动Agent协同容错机制，包括：利用ESP规则描述，超时或者某一前提条件发生时，移动Agent自动移动到同一类型系统中，与其他的同类流程管理Agent，即管理同一类型流程的Agent进行协同交互；在同一类型系统中保存有一类流程的地址表格，协同失败后，移动Agent移动到同一类型的其他系统中，与流程活动进行交互，直到完成交互为止，然后移动到流程定义的下一个系统中；步骤3包含基于合同网的协同交互机制，包括：移动Agent移动到目标系统中，当发现正在运行的符合要求的流程时，移动Agent向这些流程的流程管理Agent发出招标信息，流程管理Agent返回相应的指标，移动Agent根据返回结果确定与之协同的Agent，招标成功。