CN1996356B - 一种将xpdl格式的工作流模型转换成bpel格式的方法 - Google Patents
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Abstract
一种将XPDL格式的工作流模型转换成BPEL格式的方法，它属于计算机应用领域的工作流技术。为解决传统的将XPDL流程转化成BPEL流程的方法，所存在的BPEL引擎解析转换后的流程结构复杂，解析效率低的问题，本发明所述方法按如下步骤进行：将用XPDL描述的工作流脚本转换成图，用邻接矩阵存贮；依次扫描矩阵，识别流程中的各种结构块；对识别的结构块进行转换；更新邻接矩阵；生成BPEL流程代码。本发明所述将XPDL格式的工作流模型转换成BPEL格式的方法，可高效地完成格式的转换，使得用XPDL来建模的客户能够可靠地参与到BPEL建模的体系架构中来。
Description
技术领域
本发明属于计算机应用领域的工作流技术，具体涉及一种把XPDL格式的工作流模型转换成BPEL格式的方法。
背景技术
工作流是针对工作中具有固定程序的常规活动提出的一个概念。通过将工作活动分解成定义良好的任务、角色、规则和过程来进行执行和监控，以达到提高生产组织水平和工作效率的目的。工作流技术为企业更好地实现经营目标提供了先进的手段。
九十年代，企业信息资源出现异构、分布、松散耦合的特点，同时CS/BS体系结构、分布式处理等技术日益成熟，这对工作流技术提出新的挑战：在大规模的异构分布式执行环境中，需要使相互关联的任务能够高效运转、并接受密切监控。因此工作流技术转而成为同化企业复杂信息环境、实现业务流程自动执行的必要工具。随着更多的技术被集成到工作流中来，文件管理系统、数据库、电子邮件、移动计算、Web Service等，工作流逐渐成为支持企业业务过程重组BPR、业务过程自动化BPA的有效手段，越来越受到产业界和学术界的重视。对工作流技术进行深入研究对于进一步提高我国企业信息化程度，增强企业核心竞争力有着非常重要的意义。
现阶段主要有两种类型的工作流语言：XPDL和BPEL。XPDL(XML ProcessDefinition Language)是WfMC制定的工作流管理系统的参考模型接口的规范，它主要应用于企业内部过程建模。BPEL(Business Process Execution LanguageFor Web Services)是由IBM/BEA/Microsoft等几家厂商联合提出的一个规范。它本质上来说是IBM的WSFL和Microsoft的XLANG的结合物，目前已经成为业界标准，其定位是成为整合Web服务方面的标准，它可以创建能够如完成Web服务调用、操纵数据、抛出故障或终止一个流程等工作的不同活动，然后将它们连接起来，从而创建出复杂的流程。BPEL建立在web服务之上，它是一种面向服务的体系架构(SOA，Service Oriented Architecture)，为跨企业和业务合作伙伴之间端到端的集成提供了一种灵活的业务流程模型。目前，很多企业的应用使用BPEL来建模，而有一部分使用XPDL来建模，为了很好的移植XPDL流程模型，使BPEL工作流引擎能够执行这些流程，因此需要将用XPDL描述的流程转换成BPEL流程。
将XPDL流程转化成BPEL流程传统的方法是利用XSLT(eXtensibleStylesheet Language Transformation)技术来转换。XSLT是一种转换语言，它主要用于在两种XML格式文件之间的转换。XPDL和BPEL都是用XML文件描述的流程，因此可以用XSLT来实现从XPDL到BPEL的转换。其主要实现方法为：先分析XPDL和BPEL流程结构特点和元素作用，找出BPEL中与XPDL元素作用相同的元素，然后针对这些相同的元素编写XSLT文件，再用程序来执行XSLT文件就得到了结果。这种转换具有以下优点：只要写XSLT文件，几乎不用程序设计语言写代码，实现起来比较容易。缺点是：只能实现简单的XPDL流程向BPEL流程转换，对于控制结构比较复杂的XPDL流程就不能很好的转换。
另外一种方法是设计算法将XPDL直接转换成BPEL，算法的主要思想是将XPDL中各种活动的结构转换成BPEL里面的flow结构，XPDL里面各种活动的关系用flow活动里面的link元素连接起来。这种算法虽然实现简单，容易处理XPDL中的各种活动，但是有明显的缺点：BPEL引擎解析转换后的流程结构复杂，解析效率低。转换结果里面使用了大量的link来表示各种活动关系，不易于人来阅读，而且如果XPDL里面的活动很多(比如上千个)，活动之间的关系也很复杂。
发明内容
为解决传统的将XPDL流程转化成BPEL流程的方法，所存在的BPEL引擎解析转换后的流程结构复杂，解析效率低的问题。本发明提供了一种将XPDL格式的工作流模型转换成BPEL格式的方法，该方法能够处理比较复杂的XPDL流程，转换速度快，转换结果可读性好、活动的结构关系分明，BPEL引擎解析效率高。
本发明提供一种把XPDL流程转换成BPEL流程的方法，其步骤为：
a.将用XPDL描述的工作流脚本转换成图，用邻接矩阵存贮；
b.依次扫描矩阵，识别流程中的各种结构块；
c.对识别的结构块进行转换；
d.更新邻接矩阵；
e.生成BPEL流程代码。
本发明先分析XPDL流程里面的各种活动以及它们之间的转移，得出XPDL流程的图状结构，用邻接矩阵表示；然后扫描邻接矩阵，使用堆栈的方法依次完成活动与转移的转换，最后得到BPEL流程。本发明所述将XPDL格式的工作流模型转换成BPEL格式的方法，可高效地完成格式的转换，使得用BPEL来建模的客户能够可靠地参与到BPEL建模的体系架构中来。具体而言，本发明主要有以下特点：
(1)转换速度快：只需要扫描一次流程就可以了。
(2)容错性：当XPDL流程不符合流程语法时，转换系统能够根据XPDL流程中不合法的地方提供一些改进的建议。
(3)功能强大：可以转换比较复杂的XPDL流程。
(4)可读性强：转换后流程的结构直观，易于人阅读，且易于机器执行。
附图说明
图1为本发明的整体转换流程图；
图2为XPDL中的基本活动结构图；
图3为具体实施方式二的XPDL流程图；
图4为XPDL流程转换成邻接矩阵的流程图；
图5为图4中处理转移限制部分的流程图；
图6为结构块识别并转换的流程图；
图7为图6中结构块处理部分的流程图。
具体实施方式
具体实施方式一：(参见图1、图2、图4、图5、图6和图7)下面结合附图和实例对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，本实施方式包括以下步骤：
a.将用XPDL描述的工作流脚本转换成图，用邻接矩阵存贮；
b.依次扫描矩阵，识别流程中的各种结构块；
c.对识别的结构块进行转换；
d.更新邻接矩阵；
e.生成BPEL流程代码。
本发明的实现部分包括五个模块：流程转换成图模块，结构块识别模块，结构块转换模块，矩阵更新模块，BPEL代码生成模块。下面具体介绍本发明的实现方法。
流程转换成图模块
XPDL流程由活动(Activity)和转移(transition)构成，一个活动可以转移到多个活动，它们之间的关系有and(同时执行多个活动)，or(选择性的执行一个活动)，这个关系通过XPDL流程里面的转移限制(TransitionRestrictions)表示。
为了使计算机对流程很好的处理，我们先把流程转换成图，用邻接矩阵表示。
A.转换说明
先用一维数组存贮流程里面的活动名称及活动分支数目，然后用邻接矩阵Ann存贮流程里面的活动的转移，在邻接矩阵里面，aij取值表示的意义如下所示：
aij＝0表示节点i与j之间没有任何转移；
aij＝1表示节点i与j是顺序结构的关系，即只有一个活动转移到活动i，也只有一个活动转移到活动j(以下用箭头表示流程中的转移，用椭圆表示流程中的活动，见图2-a)；
aij＝2表示节点i与j是and split结构的关系，即活动i有一个and split结构的转移到活动j(见图2-b)；
aij＝3表示节点i与j是or split结构的关系，即活动i有一个or split结构的转移到活动j(见图2-c)；
aij＝4表示节点i与j是and join结构的关系，即活动i有一个and join结构的转移到活动j(见图2-d)；
aij＝5表示节点i与j是or join结构的关系，即活动i有一个or join结构的转移到活动j(见图2-f)。
B.转换过程描述
转换流程(如图4所示)具体实施如下：
1 依次扫描流程里面的活动，把这些活动的名称存贮到数组activities里面去，这个数组的大小即为流程中活动的个数n；
2 初始化矩阵Ann里面的每个元素为0；
3 对流程里面的每个Transition元素执行下面的步骤：
3.1取出这个Transition里面的from和to元素，
3.2在活动数组里面查找from和to元素对应的活动的数组下标，设分别为i，j，
3.3置矩阵的aij为1；
4 对流程里面的每个活动执行下面的步骤(如图5所示)：
4.1如果该活动里面有TransitionRestrictions元素，则判断这个转移限制是split还是join，
4.2如果转移限制是split，则保存活动的分支数目，读取TransitionRefs里面的所有转移ID，并在流程中查找这些转移对应的to元素的活动在数组中的下标，如果split类型是and，则置矩阵相应的元素为2，如果split类型是or，则置矩阵相应的元素为3，
4.3如果转移限制是join，则读取join的类型，如果join类型是and，则修改矩阵中到这个活动的aij为4，如果join类型是or，则修改矩阵中到这个活动的aij为5。
结构块识别模块
本发明使用堆栈的方法依次读取流程中的活动(如图6所示)，在读取的时候判断是否存在一个结构块，如果不存在则相应的活动入栈，如果存在，则弹出栈里面相应的活动，并调用结构块转换模块进行转换，把转换结果入栈。这样依次处理流程中的活动，直到所有的活动都处理完，并且活动栈中只有一个活动了，这时就可以把这个活动转换成BPEL里面的顶层活动sequence。
下面说明这个部分的实现过程。
1 先初始化活动栈和临时活动栈为空；
2 读取流程的第一个活动，即活动数组里面的第一个活动，该活动入活动栈；
3 从矩阵中读取与活动栈顶活动邻接的一个活动a，如果不存在这个活动，则转4，如果存在这个活动，则根据邻接矩阵判断进行下面的步骤：
3.1 如果活动栈栈顶活动与活动a的转移关系是sequence，则把活动栈
栈顶活动的分支数减1，活动a入活动栈，转3；
3.2如果活动栈栈顶活动与活动a的转移关系是split，则把活动栈栈顶活动的分支数减1，活动a入活动栈，转3；
3.3如果活动栈顶活动与活动a的转移关系是join，则
3.3.1从活动栈栈顶向栈底方向找出第一个split转移关系的活动c、b，活动b之上的所有活动(包含活动b)便是一个顺序结构块了；
3.3.2判断活动栈栈顶活动和活动a的转移关系与活动c、b的转移关系是否是同一and或or，如果不是，则可以断定流程出现语义错误，提示用户出错信息并给出改进性建议，处理结束；
3.3.3弹出活动b到活动栈顶的一些活动，不包括活动b，包含活动栈顶活动(如图7所示)，调用顺序结构块转换模块对这个顺序结构块进行转换，并把转换结果保存到一个临时活动栈s中；
3.3.4如果活动栈顶元素的活动分支数不为0，则转3；
3.3.5判断活动栈顶元素是and split还是or split结构，如果是and spilt，则临时活动栈s里面上面的序列(活动的个数为栈顶元素的分支数)为BPEL里面的flow结构，这时调用并行结构块转换模块进行转换，并将转换结果入活动栈，转3；如果是or spilt，则临时活动栈s里面上面的序列(活动的个数为栈顶元素的分支数)为BPEL里面的switch结构，这时调用选择结构块转换模块进行转换，并将转换结果入活动栈，转3；4这时活动栈里面的活动序列是顺序结构的，调用顺序结构块转换模块完成最后的转换。
结构块转换模块
A.顺序结构块转换
顺序结构就是一个活动执行完后就执行下面的活动，这个执行是无条件的。我们把顺序结构转换成BPEL里面的sequence活动，sequence结构里面的活动就是这个结构里面的活动；同时，要在邻接矩阵里面添加这个活动，为了不增加邻接矩阵的维数，我们把原流程里面这个顺序结构序列的第一个活动修改成这个活动，因此调用下面的矩阵更新模块。
B.选择结构块转换
选择结构就是一个活动执行完后，可以有多个执行路径，并且只能执行一条路径。我们把选择结构转换成BPEL里面的switch活动，switch结构里面的活动就是这个结构里面的活动，其余的处理方法同顺序结构块。
C.并行结构块转换
并行结构就是一个活动执行完后，可以有多个执行路径，并且同时执行这些路径。我们把并行结构转换成BPEL里面的flow活动，flow结构里面的活动就是就是这个结构里面的活动，其余的处理方法同顺序结构块。
矩阵更新模块
为了使活动的转换保持一致性，需要不断的更新邻接矩阵和活动的名称数组。我们先把矩阵中与要转换的活动序列邻接的活动对应元素置1(表示顺序结构)，然后把结构块内部的邻接元素置0(表示没有任何连接，相当于去掉了)。把活动名称数组里面活动序列第一个活动的名称修改为新增加的活动名称(可以按照一定的方法来生成名称，确保整个系统里面活动的名称唯一)。
BPEL代码生成模块
本发明的最终目的是生成正确的且易于人阅读的BPEL流程代码。在上面的转换中，我们通过识别各种结构块，然后生成对应的BPEL代码，把这些代码写入到XML文件中。
具体实施方式二：为了更加具体地说明本发明中的方法，现举一个实例进行说明。XPDL流程结构图如图3所示。
这个流程中有10个活动，其中活动a1是流程的首活动，活动a1执行完后就执行活动a2，活动a2执行完后就选择性(or)地执行活动a3，a4.a3执行完后就顺序地执行活动a5，a6.a4执行完后并行(and)地执行活动a7，a8，a7和a8都执行完后就执行活动a9，a6或者a9执行完后就执行活动a10，至此，整个流程执行完毕。
本实施方式按照具体实施方式一所述的方法建立活动名数组和邻接矩阵，再依次识别流程中的活动快。首先扫描活动a1进活动栈，扫描a2进活动栈，a2的分支数为2；当扫描到a3时，把a2的分支数减1，同时a3进栈，随后a5，a6分别进栈，当扫描到a6的邻接活动a10后，a3，a5，a6活动出栈，这3个活动便是顺序结构快，调用顺序结构快转换模块进行转换，把转换后的结果活动a3_1(该活动的名称用上述序列的第1个活动名称作为基础)放到临时栈中，同时更新邻接矩阵和活动名数组，生成a3，a5，a6这3个活动的顺序结构的代码。
现在活动栈顶层活动是a2，其分支数为1，则扫描a2邻接的一个活动a4进活动栈，a4的分支数为2；当扫描到a7时，把a4的分支数减1，同时a7进活动栈；当扫描到a9后，a7出栈，这一个活动构成一个顺序结构块，调用顺序结构快转换模块进行转换，把转换后的结果活动a7(由于是一个活动构成的活动块，活动名称保持不变)放到临时栈，此时临时栈的活动为a3_1，a7。由于a4的分支数为1(2-1＝1)，则扫描a4邻接的一个活动a8，a4分支数减1，a8进栈，此时又扫描到活动a9，此时a8构成一个顺序块，调用顺序结构快转换模块进行转换，把转换后的结果活动a8(活动名称不变)放到临时栈，此时临时栈的活动为a3_1，a7，a8。由于a4的分支数为0，则判断活动栈顶元素a4是and spit还是or split结构(参见具体实施方式一的步骤3.3.5)，a4是andsplit，则临时栈上面的活动序列a7，a8(活动个数为a4的总分支数)为BPEL里面的flow结构，这时调用并行结构块转换模块进行转换，并将转换结果(用a7_1表示)入活动栈，随之更新邻接矩阵。
随后a9进活动栈，扫描到a10后，a4，a7_1，a9出栈，他们3个构成一个顺序块，调用顺序结构块转换模块进行转换，把转换结果(用a4_1表示)入临时栈，此时a2活动的当前分支数为0，则判断栈顶元素a2是and spit还是or split结构，由于a2是or split结构，则临时活动栈上面的序列a3_1，a4_1(活动的个数为栈顶元素的总分支数)为BPEL里面的switch结构，这时调用选择结构块转换模块进行转换，并将转换结果a3_2入活动栈.此时活动栈里面的活动序列为a1，a2，a3_2。
接着扫描到a10，a10进活动栈，此时没有与a10邻接的活动了，则执行上面算法的4，此时活动栈里面的序列a1，a2，a3_2，a10为顺序结构块，调用顺序结构块转换模块进行最后的转换，生成对应的BPEL代码。
Claims (4)
1.一种将XPDL格式的工作流模型转换成BPEL格式的方法，其特征在于包括下述步骤：
a.将用XPDL描述的工作流脚本转换成图，用邻接矩阵Ann存贮，在邻接矩阵Ann里面，aij取值表示的意义如下所示：
aij＝0表示节点i与j之间没有任何转移，
aij＝1表示节点i与j是顺序结构的关系，即只有一个活动转移到活动i，也只有一个活动转移到活动j，
aij＝2表示节点i与j是and split结构的关系，即活动i有一个and split结构的转移到活动j，
aij＝3表示节点i与j是or split结构的关系，即活动i有一个or split结构的转移到活动j，
aij＝4表示节点i与j是and join结构的关系，即活动i有一个and join结构的转移到活动j，
aij＝5表示节点i与j是or join结构的关系，即活动i有一个or join结构的转移到活动j；
b.依次扫描矩阵，识别流程中的各种结构块；
c.对识别的结构块进行转换；
d.更新邻接矩阵；
e.生成BPEL流程代码；
所述步骤b按下述步骤进行：
b-1.初始化活动栈和临时活动栈为空；
b-2.读取流程的第一个活动，即活动数组里面的第一个活动，这个活动入活动栈；
b-3.从矩阵中读取与活动栈顶活动邻接的一个活动a，如果不存在这个活动，则转b-4，如果存在这个活动，则根据邻接矩阵判断，进行下述步骤：
b-3-1.如果活动栈栈顶活动与活动a的转移关系是sequence，则把活动栈栈顶活动的分支数减1，活动a入活动栈，转步骤b-3，
b-3-2.如果活动栈栈顶活动与活动a的转移关系是split，则把活动栈栈顶活动的分支数减1，活动a入活动栈，转步骤b-3，
b-3-3.如果活动栈顶活动与活动a的转移关系是join，则
b-3-3-1.从活动栈栈顶向栈底方向找出第一个split转移关系的活动c、b，活动b之上的所有活动便是一个顺序结构块，
b-3-3-2.判断活动栈栈顶活动和活动a的转移关系与活动c、b的转移关系是否是同一and或or，如果不是，则可以断定流程出现语义错误，提示用户出错信息并给出改进性建议，处理结束，
b-3-3-3.弹出活动b到活动栈顶的一些活动，这些活动不包括活动b，包含活动栈顶活动，调用顺序结构块转换模块对这个顺序结构块进行转换，并把转换结果保存到一个临时活动栈s中，
b-3-3-4.如果活动栈顶元素的活动分支数不为0，则转b-3，
b-3-3-5.判断活动栈顶元素是and split还是or split结构，如果是andspilt，则临时活动栈s里面上面的m个活动组成的序列为BPEL里面的flow结构，其中m就是临时活动栈s栈顶元素的分支数，这时调用并行结构块转换模块进行转换，并将转换结果入活动栈，转b-3，如果是or spilt，则临时活动栈s里面上面的m个活动组成的序列为BPEL里面的switch结构，这时调用选择结构块转换模块进行转换，并将转换结果入活动栈，转b-3；
b-4.活动栈里面的活动序列是顺序结构的，调用顺序结构块转换模块完成最后的转换。
2.根据权利要求1所述的一种将XPDL格式的工作流模型转换成BPEL格式的方法，其特征在于
先用一维数组存贮流程里面的活动名称及活动分支数目，然后用邻接矩阵Ann存贮流程里面的活动的转移，
所述步骤a包括下述步骤：
a-1.依次扫描流程里面的活动，把这些活动的名称存贮到数组activities里面去，这个数组的大小即为流程中活动的个数n；
a-2.初始化矩阵Ann里面的每个元素为0；
a-3.对流程里面的每个Transition元素执行下述步骤：取出这个Transition里面的from和to元素；在活动数组里面查找from和to元素对应的活动的数组下标，设分别为i，j；置矩阵的aij为1；
a-4.对流程里面的每个活动执行下述步骤：如果这个活动里面有TransitionRestrictiohs元素，则判断这个转移限制是split还是join；如果转移限制是split，则保存活动的分支数目，读取TransitionRefs里面的所有转移ID，并在流程中查找这些转移对应的to元素的活动在数组中的下标，如果split类型是and，则置矩阵相应的元素为2，如果split类型是or，则置矩阵相应的元素为3；如果转移限制是join，则读取join的类型，如果join类型是and，则修改矩阵中到这个活动的aij为4，如果join类型是or，则修改矩阵中到这个活动的aij为5。
3.根据权利要求2所述的一种将XPDL格式的工作流模型转换成BPEL格式的方法，其特征在于所述对识别的结构块进行转换时，把顺序结构转换成BPEL里面的sequence活动，sequence结构执行的活动就是该顺序结构里面的活动；选择结构转换成BPEL里面的switch活动，switch结构执行的活动就是该选择结构里面的活动；并行结构转换成BPEL里面的flow活动，flow结构执行的活动就是该并行结构里面的活动。
4.根据权利要求2所述的一种将XPDL格式的工作流模型转换成BPEL格式的方法，其特征在于更新邻接矩阵时，先把矩阵中与要转换的活动序列邻接的活动对应元素置1，然后把结构块内部的邻接元素置0，把活动名称数组里面活动序列中第一个活动的名称修改为新增加的活动名称。
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| CN1752928A (zh) * | 2005-08-25 | 2006-03-29 | 复旦大学 | 一个Web Services的实时、动态合成方法 |
-
2006
- 2006-12-13 CN CN2006101254509A patent/CN1996356B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
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