基于JBPM的電子政務(wù)系統的設計

摘要：隨著(zhù)信息技術(shù)的深入發(fā)展,電子政務(wù)已成為信息化建設的重要領(lǐng)域。由于電子政務(wù)建設中軟件費用支出巨大,本文提出了一個(gè)基于開(kāi)源工作流引擎JBPM的電子政務(wù)系統的設計方案,該設計方案既能提高了電子政務(wù)系統性能,又能有效的節省軟件開(kāi)發(fā)的費用。

1 引言

所謂電子政務(wù)，是指各級政務(wù)部門(mén)利用現代信息技術(shù)，開(kāi)展辦公決策、業(yè)務(wù)處理和公 共服務(wù)等政務(wù)活動(dòng)，提高工作效率、管理能力和服務(wù)水平的過(guò)程。近幾年，隨著(zhù)國內信息化 建設速度的不斷加快以及國家對電子政務(wù)工作重視程度的日漸加深，電子政務(wù)呈現出強勁的 發(fā)展勢頭[1]。

同時(shí)，工作流技術(shù)也發(fā)展迅速，商業(yè)和開(kāi)源工作流產(chǎn)品相繼推出。由于電子政務(wù)工程中 軟件費用支出巨大，在不影響系統功能和性能的前提下，采用開(kāi)源軟件成為電子政務(wù)工程降 低成本的一個(gè)重要途徑。而且，開(kāi)源軟件具有開(kāi)放的特性，開(kāi)源社區都在不斷的努力提高開(kāi) 源代碼的可靠性，逐漸完善開(kāi)源系統的質(zhì)量。

本文在對比分析當今三大開(kāi)源的工作流引擎的基礎上，重點(diǎn)分析并研究了基于JBPM 構 建電子政務(wù)系統。基于JBPM 所設計的電子政務(wù)系統，既提高了政府的辦公效率又降低了系 統開(kāi)發(fā)的費用。

2 開(kāi)源工作流引擎之間的比較

目前,在工作流領(lǐng)域，具有代表性的開(kāi)源工作流產(chǎn)品有Shark、OSWorkflow 和JBPM。 在此對這三大工作流引擎進(jìn)行分析比較，如表1。

由于JBPM 的圖形化流程設計工具jbpm-designer 目前只是一個(gè)eclipse 插件，只能在 eclipse IDE 環(huán)境下使用,故在JBPM 開(kāi)發(fā)中通常使用的是eclipse 開(kāi)發(fā)環(huán)境。安裝JBPM 很 簡(jiǎn)單，只需將文件jbpm-STarters-kit-3.1.1jbpm-designerjbpm-gpd-featureeclipse 拷貝到eclipse 安裝目錄的pulgins 目錄下即可。如果安裝成功，重啟eclipse，就可在 Eclipse 的首選項里發(fā)現多了一個(gè)JBoss jBPM 。

　　JBPM 具體的開(kāi)發(fā)流程如下: 1) 初始化數據庫。 任何系統都需要數據庫支持，jBPM 會(huì )把自己的一個(gè)初始化數據存 儲到數據庫，同時(shí)工作流的數據也是存儲到數據庫中的。jBPM 使用了Hibernate 做為自己 的存儲層，因此只要是 Hibernate 支持的數據庫，JBPM 也就支持。

　　本文所設計系統使用的 數據庫是MySQL,故以MySQL 為例，簡(jiǎn)單介紹JBPM 數據庫的初始化操作： 首先安裝MySQL 和MySQL 客戶(hù)端，安裝MySQL 客戶(hù)端是為了方便查看數據庫中的數據； 接著(zhù)在MySQL 中創(chuàng )建一個(gè)庫并將下載的文件 jbpm-starters-kit-3.1.1 下的子目錄 jbpm 改名為 jbpm.3；最后在DOS 窗口下進(jìn)入jbpm-starters-kit-3.1.1jbpm-db 子目錄，執行 命令“ant mysql. scripts ”。若執行成功，會(huì )在bpm-starters-kit-3.1.1jbpm-dbbuild mysql scripts 子目錄中生成四個(gè)sql 文件。再在MySQL 客戶(hù)端中的腳本界面執行 “mysql.create.sql”腳本，這樣就在JBPM 庫中創(chuàng )建了一個(gè)數據表。

　　2) 在Eclipse 中配置JBPM。進(jìn)入Eclipse 的首選項中找到JBoss JBPM,指定 JBPM 的安裝路徑，目的是為了在Eclipse 找到JBPM 下的各種 jar 包，設置項目的JBPM 庫引用。

　　3)新建JBPM 項目。進(jìn)入Eclipse 的主菜單，依次點(diǎn)擊文件、新建、項目、JBoss JBPM、 Process Project,取個(gè)項目名，點(diǎn)擊完成即可。

　　4)設置Hibernate 的配置文件，主要是設定相關(guān)的數據庫連接信息。以MySQL 為例，在 JBPM 項目中點(diǎn)擊進(jìn)入hibernate.cfg.xml 文件，其中做如下修改：

　　!-- jdbc connection properties -->

　　property name=hibernate.dialect>org.hibernate.dialect.MySQLDialect/property>

　　property nAME=hibernate.connection.driver_class>com.mysql.jdbc.Driver/property>

　　property name=hibernate.connection.url>jdbc:mysql://localhost:3306/jbpm

　　/property>

　　property name=hibernate.connection.username>root/property>

　　property name=hibernate.connection.password>******/property>

　　5) 添加庫引用。為了連接JBPM 工作流引擎與Hibernate 持久層的通信，要將Hibernate 的Hibernate3.jar 包添加進(jìn)JBPM 項目的庫引用。而本系統使用了MySQL 數據庫，故也要將 其JDBC 庫添加進(jìn)庫引用，使用其他數據庫與此類(lèi)似。

　　6) 具體工作流的開(kāi)發(fā)。使用JPDL 定義工作流,保存在processdefinition.xml 文件中。 流程定義法則參考JBPM 工作流開(kāi)發(fā)指南[2]。

　　4 電子政務(wù)系統的設計與實(shí)現

　　本文采用工作流引擎JBPM作為政務(wù)系統的核心,利用Struts +Spring +Hibernate架構[3] 作為政務(wù)系統的框架,構建一個(gè)結構清晰、實(shí)用價(jià)廉的電子政務(wù)系統。系統架構如圖3所示。

通過(guò)對上表的分析可以得出：如果開(kāi)發(fā)電子政務(wù)系統，JBPM 是最適用的開(kāi)源工作流引 擎。因為相對于Shark，JBPM 更加靈活，而且以當前流行的Hibernate 作為它的持久層，這使它能在不同的數據庫服務(wù)器上輕松部署并方便地進(jìn)行管理,另外還有全面的文檔；相對于 OSWorkflow，JBPM 更加簡(jiǎn)單，可以作為嵌入工作流，給了開(kāi)發(fā)者更大的靈活性。同時(shí)，JBPM 系統最大的特色是使用自己的流程定義語(yǔ)言JPDL 來(lái)精確描述業(yè)務(wù)流程，過(guò)程建模結合了UML 活動(dòng)圖和狀態(tài)圖的知識，為用戶(hù)提供了可視化的面向圖形的編輯流程定義的方法，業(yè)務(wù)人員 能很直觀(guān)的與軟件進(jìn)行交互，更好的發(fā)揮了電子政務(wù)系統的作用。

3 JBPM 剖析

JBPM，全稱(chēng)是Java BusinESS Process Management，是基于J2EE 的輕量級工作流管理系 統[2]。JBPM 是公開(kāi)源代碼項目，它使用要遵循Apache License，可以免費應用于商業(yè)開(kāi)發(fā)。 JBPM 在2004 年10 月18 日，發(fā)布了2.0 版本，并在同一天加入了JBoss，成為JBoss 企業(yè) 中間件平臺的一個(gè)組成部分，它的名稱(chēng)也改成JBoss JBPM。JBPM 的系統結構如圖2 所示。

由于JBPM 的圖形化流程設計工具jbpm-designer 目前只是一個(gè)eclipse 插件，只能在 eclipse IDE 環(huán)境下使用,故在JBPM 開(kāi)發(fā)中通常使用的是eclipse 開(kāi)發(fā)環(huán)境。安裝JBPM 很 簡(jiǎn)單，只需將文件jbpm-STarters-kit-3.1.1jbpm-designerjbpm-gpd-featureeclipse 拷貝到eclipse 安裝目錄的pulgins 目錄下即可。如果安裝成功，重啟eclipse，就可在 Eclipse 的首選項里發(fā)現多了一個(gè)JBoss jBPM 。

JBPM 具體的開(kāi)發(fā)流程如下: 1) 初始化數據庫。 任何系統都需要數據庫支持，jBPM 會(huì )把自己的一個(gè)初始化數據存 儲到數據庫，同時(shí)工作流的數據也是存儲到數據庫中的。jBPM 使用了Hibernate 做為自己 的存儲層，因此只要是 Hibernate 支持的數據庫，JBPM 也就支持。

本文所設計系統使用的 數據庫是MySQL,故以MySQL 為例，簡(jiǎn)單介紹JBPM 數據庫的初始化操作： 首先安裝MySQL 和MySQL 客戶(hù)端，安裝MySQL 客戶(hù)端是為了方便查看數據庫中的數據； 接著(zhù)在MySQL 中創(chuàng )建一個(gè)庫并將下載的文件 jbpm-starters-kit-3.1.1 下的子目錄 jbpm 改名為 jbpm.3；最后在DOS 窗口下進(jìn)入jbpm-starters-kit-3.1.1jbpm-db 子目錄，執行 命令“ant mysql. scripts ”。若執行成功，會(huì )在bpm-starters-kit-3.1.1jbpm-dbbuild mysql scripts 子目錄中生成四個(gè)sql 文件。再在MySQL 客戶(hù)端中的腳本界面執行 “mysql.create.sql”腳本，這樣就在JBPM 庫中創(chuàng )建了一個(gè)數據表。

2) 在Eclipse 中配置JBPM。進(jìn)入Eclipse 的首選項中找到JBoss JBPM,指定 JBPM 的安裝路徑，目的是為了在Eclipse 找到JBPM 下的各種 jar 包，設置項目的JBPM 庫引用。

3)新建JBPM 項目。進(jìn)入Eclipse 的主菜單，依次點(diǎn)擊文件、新建、項目、JBoss JBPM、 Process Project,取個(gè)項目名，點(diǎn)擊完成即可。

4)設置Hibernate 的配置文件，主要是設定相關(guān)的數據庫連接信息。以MySQL 為例，在 JBPM 項目中點(diǎn)擊進(jìn)入hibernate.cfg.xml 文件，其中做如下修改：

　　!-- jdbc connection properties -->

　　property name=hibernate.dialect>org.hibernate.dialect.MySQLDialect/property>

　　property nAME=hibernate.connection.driver_class>com.mysql.jdbc.Driver/property>

　　property name=hibernate.connection.url>jdbc:mysql://localhost:3306/jbpm

　　/property>

　　property name=hibernate.connection.username>root/property>

　　property name=hibernate.connection.password>******/property>

5) 添加庫引用。為了連接JBPM 工作流引擎與Hibernate 持久層的通信，要將Hibernate 的Hibernate3.jar 包添加進(jìn)JBPM 項目的庫引用。而本系統使用了MySQL 數據庫，故也要將 其JDBC 庫添加進(jìn)庫引用，使用其他數據庫與此類(lèi)似。

6) 具體工作流的開(kāi)發(fā)。使用JPDL 定義工作流,保存在processdefinition.xml 文件中。 流程定義法則參考JBPM 工作流開(kāi)發(fā)指南[2]。

4 電子政務(wù)系統的設計與實(shí)現

本文采用工作流引擎JBPM作為政務(wù)系統的核心,利用Struts +Spring +Hibernate架構[3] 作為政務(wù)系統的框架,構建一個(gè)結構清晰、實(shí)用價(jià)廉的電子政務(wù)系統。系統架構如圖3所示。

圖中用戶(hù)（User）負責以下工作：

（1）登錄電子政務(wù)系統界面，使用流程定義工具（Modeling Tool）將要進(jìn)行流程運行的 業(yè)務(wù)流程定義完整后發(fā)送業(yè)務(wù)請求到中央控制器（ActionServlet）；

（2）在系統界面（System Interface）上查看本人所發(fā)起的業(yè)務(wù)流程的詳細信息，包括到 達流程路線(xiàn)中各節點(diǎn)的時(shí)間以及各節點(diǎn)負責人的意見(jiàn)；

（3）通過(guò)系統界面（System Interface）讀取由視圖模塊（JSP）傳遞出來(lái)的業(yè)務(wù)流程的 最終結果。

接著(zhù)再分析電子政務(wù)系統架構圖中其他組件的具體實(shí)現：

（1）表示層。在該系統架構中，表示層實(shí)際包含了Struts框架中的兩個(gè)層次結構：控制層 和視圖層?？刂茖邮鞘褂弥醒肟刂破鳎ˋctionServlet）和處理器（Action）實(shí)現，視圖層 則是使用JSP實(shí)現。表示層中的處理器表單（ActionForm）本質(zhì)上是一種JavaBean,是專(zhuān)門(mén)用 來(lái)傳遞表單數據的DTO（Data Transfer Object）,它包括用于表單數據驗證的validate() 方法和用于數據復位的reset()方法。在表示層的設計中，嚴格遵照MVC模式設計系統，頁(yè)面中需要的數據均由控制層傳遞，用戶(hù)提交的業(yè)務(wù)請求和數據都是通過(guò)控制層處理，訪(fǎng)問(wèn)合法 性判斷、頁(yè)面跳轉、響應用戶(hù)請求等工作也是由控制層完成；視圖層負責顯示模型的數據、 接受模型的數據更新通知更新視圖、接受用戶(hù)輸入的數據傳送給中央控制器和接受處理器處 理后的結果傳送給系統界面，將控制層和視圖層代碼分離。表示層具體實(shí)現的流程如圖4。

（2）業(yè)務(wù)層。業(yè)務(wù)層是電子政務(wù)系統的核心，負責處理繁瑣復雜的日常事務(wù)和工作流 事務(wù)，并根據業(yè)務(wù)需求進(jìn)行動(dòng)態(tài)擴展，同時(shí)業(yè)務(wù)層還為表示層組件提供必要的接口服務(wù)，本 系統使用Spring管理bean的機制。具體的實(shí)現流程是：當業(yè)務(wù)請求流轉到業(yè)務(wù)層時(shí)，模型層 （JavaBean、EJB）負責與工作流引擎（JBPM）連接，把業(yè)務(wù)請求傳送到JBPM進(jìn)行業(yè)務(wù)流轉， 流程定義文件通過(guò)JBPM流程解析器解析進(jìn)入工作流引擎的核心完成業(yè)務(wù)流轉的具體實(shí)現。業(yè) 務(wù)流程實(shí)現后將結果返回模型層，模型層再返回給表示層中的Action。在JBPM流程運轉中， 模型層還負責與持久層通信，實(shí)現對數據庫中數據的調用。

（3）持久層。本文所描述的系統采用了輕量級O/R Mapping工具－Hibernate，進(jìn)行數據 持久化的工作。實(shí)例中只要把對象的屬性抽象出來(lái)，Hibernate就會(huì )根據映射文件自動(dòng)將對 象映射到基于SQL的關(guān)系模型數據結構中去，則在使用JBPM的時(shí)候可以不用考慮數據持久化 操作的具體實(shí)現細節，而只專(zhuān)注于流程的設計，并且業(yè)務(wù)中需要保存和修改的信息都將會(huì )實(shí) 時(shí)的在數據庫中更新，保證了整個(gè)數據系統數據一致。這些特性使Hibernate 為電子政務(wù)系 統提供良好的持久層支持環(huán)境。

5 結束語(yǔ)

本文創(chuàng )新點(diǎn)：JBPM系統的過(guò)程建模技術(shù)結合了UML活動(dòng)圖和狀態(tài)圖的技術(shù)，能實(shí)現并提 高電子政務(wù)系統的可視化設計，并且，作為當今市場(chǎng)上擴展性能最好的開(kāi)源工作流引擎，為 電子政務(wù)系統的升級奠定了堅實(shí)的基礎。故基于開(kāi)源工作流引擎JBPM構建電子政務(wù)系統，既 節省了軟件開(kāi)發(fā)費用又提高了政務(wù)系統的性能。