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Java Flowable 技术全面解析

简介

Java Flowable 是一个轻量级、可扩展的开源工作流和业务流程管理（BPM）平台。它基于 Java 语言开发，提供了丰富的 API 和工具，用于创建、执行和管理各种业务流程。通过使用 Flowable，开发者可以将业务流程建模为流程图，然后在 Java 应用程序中实现自动化执行，从而提高业务处理效率和可维护性。本文将深入介绍 Java Flowable 的基础概念、使用方法、常见实践以及最佳实践，帮助读者更好地掌握和运用这一强大的工具。

目录

  1. 基础概念
    • 工作流与 BPM
    • Flowable 核心组件
  2. 使用方法
    • 环境搭建
    • 流程定义与部署
    • 流程实例启动与执行
  3. 常见实践
    • 用户任务处理
    • 服务任务实现
    • 并行网关与排他网关的使用
  4. 最佳实践
    • 流程设计原则
    • 错误处理与日志记录
    • 性能优化
  5. 小结
  6. 参考资料

基础概念

工作流与 BPM

工作流是指一系列相互关联的任务按照一定的规则和顺序执行的过程。而业务流程管理（BPM）则是一种以流程为中心的管理方法，旨在对企业的业务流程进行建模、执行、监控和优化。Flowable 作为一个 BPM 平台，提供了对工作流的全面支持，使得开发者可以将业务流程抽象为流程图，并通过代码实现自动化执行。

Flowable 核心组件

  • 流程引擎：Flowable 的核心，负责解析流程定义、创建流程实例、执行任务等操作。
  • 流程定义：描述业务流程的模型，通常使用 BPMN 2.0 标准进行建模。
  • 流程实例：流程定义的一次具体执行，每个流程实例都有自己的状态和数据。
  • 任务：流程中的一个具体步骤，可以是用户任务（需要人工参与）或服务任务（自动执行的任务）。

使用方法

环境搭建

首先，需要在项目中添加 Flowable 的依赖。如果使用 Maven，可以在 pom.xml 中添加以下依赖：

<dependency>
    <groupId>org.flowable</groupId>
    <artifactId>flowable-engine</artifactId>
    <version>6.7.2</version>
</dependency>

然后，创建一个 ProcessEngine 实例：

import org.flowable.engine.ProcessEngine;
import org.flowable.engine.ProcessEngineConfiguration;
import org.flowable.engine.impl.cfg.StandaloneProcessEngineConfiguration;

public class FlowableExample {
    public static void main(String[] args) {
        ProcessEngineConfiguration cfg = new StandaloneProcessEngineConfiguration()
               .setJdbcUrl("jdbc:h2:mem:flowable;DB_CLOSE_DELAY=1000")
               .setJdbcUsername("sa")
               .setJdbcPassword("")
               .setJdbcDriver("org.h2.Driver")
               .setDatabaseSchemaUpdate(ProcessEngineConfiguration.DB_SCHEMA_UPDATE_TRUE);

        ProcessEngine processEngine = cfg.buildProcessEngine();
    }
}

流程定义与部署

使用 BPMN 2.0 标准创建一个流程定义文件，例如 leave_request.bpmn20.xml：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<definitions xmlns="http://www.omg.org/spec/BPMN/20100524/MODEL"
             xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance">
    <process id="leaveRequestProcess" name="Leave Request Process">
        <startEvent id="startEvent"/>
        <userTask id="submitLeaveRequest" name="Submit Leave Request"/>
        <userTask id="approveLeaveRequest" name="Approve Leave Request"/>
        <endEvent id="endEvent"/>
        <sequenceFlow id="flow1" sourceRef="startEvent" targetRef="submitLeaveRequest"/>
        <sequenceFlow id="flow2" sourceRef="submitLeaveRequest" targetRef="approveLeaveRequest"/>
        <sequenceFlow id="flow3" sourceRef="approveLeaveRequest" targetRef="endEvent"/>
    </process>
</definitions>

然后，将流程定义文件部署到 Flowable 引擎中：

import org.flowable.engine.RepositoryService;
import org.flowable.engine.repository.Deployment;

public class DeploymentExample {
    public static void main(String[] args) {
        ProcessEngine processEngine = ...; // 获取 ProcessEngine 实例
        RepositoryService repositoryService = processEngine.getRepositoryService();
        Deployment deployment = repositoryService.createDeployment()
               .addClasspathResource("leave_request.bpmn20.xml")
               .deploy();
    }
}

流程实例启动与执行

启动一个流程实例：

import org.flowable.engine.RuntimeService;
import org.flowable.engine.runtime.ProcessInstance;

public class ProcessInstanceExample {
    public static void main(String[] args) {
        ProcessEngine processEngine = ...; // 获取 ProcessEngine 实例
        RuntimeService runtimeService = processEngine.getRuntimeService();
        ProcessInstance processInstance = runtimeService.startProcessInstanceByKey("leaveRequestProcess");
    }
}

获取并完成用户任务：

import org.flowable.engine.TaskService;
import org.flowable.task.api.Task;

import java.util.List;

public class TaskExample {
    public static void main(String[] args) {
        ProcessEngine processEngine = ...; // 获取 ProcessEngine 实例
        TaskService taskService = processEngine.getTaskService();
        List<Task> tasks = taskService.createTaskQuery().taskAssignee("user1").list();
        for (Task task : tasks) {
            taskService.complete(task.getId());
        }
    }
}

常见实践

用户任务处理

用户任务是需要人工参与的任务，通常需要指定任务的办理人或候选人。可以在 BPMN 模型中设置任务的办理人：

<userTask id="submitLeaveRequest" name="Submit Leave Request" flowable:assignee="user1"/>

也可以在代码中动态分配任务：

taskService.setAssignee(task.getId(), "user2");

服务任务实现

服务任务是自动执行的任务，可以通过实现 JavaDelegate 接口来实现服务任务的逻辑：

import org.flowable.engine.delegate.DelegateExecution;
import org.flowable.engine.delegate.JavaDelegate;

public class MyServiceTask implements JavaDelegate {
    @Override
    public void execute(DelegateExecution execution) {
        System.out.println("Service task is executed.");
    }
}

在 BPMN 模型中引用该服务任务：

<serviceTask id="myServiceTask" name="My Service Task" flowable:class="com.example.MyServiceTask"/>

并行网关与排他网关的使用

并行网关用于实现并行执行的流程分支，排他网关用于根据条件选择不同的流程分支。以下是一个简单的示例：

<process id="parallelExclusiveProcess" name="Parallel and Exclusive Process">
    <startEvent id="startEvent"/>
    <parallelGateway id="parallelGateway1"/>
    <userTask id="task1" name="Task 1"/>
    <userTask id="task2" name="Task 2"/>
    <parallelGateway id="parallelGateway2"/>
    <exclusiveGateway id="exclusiveGateway"/>
    <userTask id="task3" name="Task 3"/>
    <userTask id="task4" name="Task 4"/>
    <endEvent id="endEvent"/>
    <sequenceFlow id="flow1" sourceRef="startEvent" targetRef="parallelGateway1"/>
    <sequenceFlow id="flow2" sourceRef="parallelGateway1" targetRef="task1"/>
    <sequenceFlow id="flow3" sourceRef="parallelGateway1" targetRef="task2"/>
    <sequenceFlow id="flow4" sourceRef="task1" targetRef="parallelGateway2"/>
    <sequenceFlow id="flow5" sourceRef="task2" targetRef="parallelGateway2"/>
    <sequenceFlow id="flow6" sourceRef="parallelGateway2" targetRef="exclusiveGateway"/>
    <sequenceFlow id="flow7" sourceRef="exclusiveGateway" targetRef="task3" flowable:condition="${condition == 'true'}"/>
    <sequenceFlow id="flow8" sourceRef="exclusiveGateway" targetRef="task4" flowable:condition="${condition == 'false'}"/>
    <sequenceFlow id="flow9" sourceRef="task3" targetRef="endEvent"/>
    <sequenceFlow id="flow10" sourceRef="task4" targetRef="endEvent"/>
</process>

最佳实践

流程设计原则

  • 简洁性：流程设计应尽量简洁，避免过于复杂的流程结构。
  • 可维护性：将业务逻辑与流程定义分离，提高代码的可维护性。
  • 可扩展性：设计流程时应考虑到未来的扩展需求，避免频繁修改流程定义。

错误处理与日志记录

在服务任务中捕获异常，并进行相应的错误处理：

import org.flowable.engine.delegate.DelegateExecution;
import org.flowable.engine.delegate.JavaDelegate;

public class ErrorHandlingServiceTask implements JavaDelegate {
    @Override
    public void execute(DelegateExecution execution) {
        try {
            // 业务逻辑
        } catch (Exception e) {
            // 错误处理
            execution.setVariable("errorMessage", e.getMessage());
        }
    }
}

同时，使用 Flowable 提供的日志功能记录流程执行的详细信息。

性能优化

  • 合理使用缓存：使用 Flowable 提供的缓存机制，减少数据库查询次数。
  • 异步执行：对于耗时的任务，可以使用异步执行的方式，提高系统的并发性能。
  • 数据库优化：合理设计数据库表结构，优化数据库查询语句。

小结

本文介绍了 Java Flowable 的基础概念、使用方法、常见实践以及最佳实践。通过学习这些内容，读者可以更好地理解和运用 Flowable 来实现业务流程的自动化管理。Flowable 提供了丰富的功能和工具，使得开发者可以轻松地创建、执行和管理各种复杂的业务流程。在实际应用中，需要根据具体的业务需求和系统架构，合理运用 Flowable 的特性，以提高系统的性能和可维护性。

参考资料