基于JBPM的電子政務系統(tǒng)的設計

摘要：隨著信息技術的深入發(fā)展,電子政務已成為信息化建設的重要領域。由于電子政務建設中軟件費用支出巨大,本文提出了一個基于開源工作流引擎JBPM的電子政務系統(tǒng)的設計方案,該設計方案既能提高了電子政務系統(tǒng)性能,又能有效的節(jié)省軟件開發(fā)的費用。

1 引言

所謂電子政務，是指各級政務部門利用現(xiàn)代信息技術，開展辦公決策、業(yè)務處理和公 共服務等政務活動，提高工作效率、管理能力和服務水平的過程。近幾年，隨著國內信息化 建設速度的不斷加快以及國家對電子政務工作重視程度的日漸加深，電子政務呈現(xiàn)出強勁的 發(fā)展勢頭[1]。

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

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

2 開源工作流引擎之間的比較

目前,在工作流領域，具有代表性的開源工作流產品有Shark、OSWorkflow 和JBPM。 在此對這三大工作流引擎進行分析比較，如表1。

由于JBPM 的圖形化流程設計工具jbpm-designer 目前只是一個eclipse 插件，只能在 eclipse IDE 環(huán)境下使用,故在JBPM 開發(fā)中通常使用的是eclipse 開發(fā)環(huán)境。安裝JBPM 很 簡單，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(xiàn)多了一個JBoss jBPM 。

　　JBPM 具體的開發(fā)流程如下: 1) 初始化數(shù)據(jù)庫。 任何系統(tǒng)都需要數(shù)據(jù)庫支持，jBPM 會把自己的一個初始化數(shù)據(jù)存 儲到數(shù)據(jù)庫，同時工作流的數(shù)據(jù)也是存儲到數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)庫，JBPM 也就支持。

　　本文所設計系統(tǒng)使用的 數(shù)據(jù)庫是MySQL,故以MySQL 為例，簡單介紹JBPM 數(shù)據(jù)庫的初始化操作： 首先安裝MySQL 和MySQL 客戶端，安裝MySQL 客戶端是為了方便查看數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)； 接著在MySQL 中創(chuàng)建一個庫并將下載的文件 jbpm-starters-kit-3.1.1 下的子目錄 jbpm 改名為 jbpm.3；最后在DOS 窗口下進入jbpm-starters-kit-3.1.1jbpm-db 子目錄，執(zhí)行 命令“ant mysql. scripts ”。若執(zhí)行成功，會在bpm-starters-kit-3.1.1jbpm-dbbuild mysql scripts 子目錄中生成四個sql 文件。再在MySQL 客戶端中的腳本界面執(zhí)行 “mysql.create.sql”腳本，這樣就在JBPM 庫中創(chuàng)建了一個數(shù)據(jù)表。

　　2) 在Eclipse 中配置JBPM。進入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。進入Eclipse 的主菜單，依次點擊文件、新建、項目、JBoss JBPM、 Process Project,取個項目名，點擊完成即可。

　　4)設置Hibernate 的配置文件，主要是設定相關的數(shù)據(jù)庫連接信息。以MySQL 為例，在 JBPM 項目中點擊進入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JBPM 項目的庫引用。而本系統(tǒng)使用了MySQL 數(shù)據(jù)庫，故也要將 其JDBC 庫添加進庫引用，使用其他數(shù)據(jù)庫與此類似。

　　6) 具體工作流的開發(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 工作流開發(fā)指南[2]。

　　4 電子政務系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

　　本文采用工作流引擎JBPM作為政務系統(tǒng)的核心,利用Struts +Spring +Hibernate架構[3] 作為政務系統(tǒng)的框架,構建一個結構清晰、實用價廉的電子政務系統(tǒng)。系統(tǒng)架構如圖3所示。

通過對上表的分析可以得出：如果開發(fā)電子政務系統(tǒng)，JBPM 是最適用的開源工作流引 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(shù)據(jù)庫服務器上輕松部署并方便地進行管理,另外還有全面的文檔；相對于 OSWorkflow，JBPM 更加簡單，可以作為嵌入工作流，給了開發(fā)者更大的靈活性。同時，JBPM 系統(tǒng)最大的特色是使用自己的流程定義語言JPDL 來精確描述業(yè)務流程，過程建模結合了UML 活動圖和狀態(tài)圖的知識，為用戶提供了可視化的面向圖形的編輯流程定義的方法，業(yè)務人員 能很直觀的與軟件進行交互，更好的發(fā)揮了電子政務系統(tǒng)的作用。

3 JBPM 剖析

JBPM，全稱是Java BusinESS Process Management，是基于J2EE 的輕量級工作流管理系 統(tǒng)[2]。JBPM 是公開源代碼項目，它使用要遵循Apache License，可以免費應用于商業(yè)開發(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) 中間件平臺的一個組成部分，它的名稱也改成JBoss JBPM。JBPM 的系統(tǒng)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eclipse 插件，只能在 eclipse IDE 環(huán)境下使用,故在JBPM 開發(fā)中通常使用的是eclipse 開發(fā)環(huán)境。安裝JBPM 很 簡單，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(xiàn)多了一個JBoss jBPM 。

JBPM 具體的開發(fā)流程如下: 1) 初始化數(shù)據(jù)庫。 任何系統(tǒng)都需要數(shù)據(jù)庫支持，jBPM 會把自己的一個初始化數(shù)據(jù)存 儲到數(shù)據(jù)庫，同時工作流的數(shù)據(jù)也是存儲到數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)庫，JBPM 也就支持。

本文所設計系統(tǒng)使用的 數(shù)據(jù)庫是MySQL,故以MySQL 為例，簡單介紹JBPM 數(shù)據(jù)庫的初始化操作： 首先安裝MySQL 和MySQL 客戶端，安裝MySQL 客戶端是為了方便查看數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)； 接著在MySQL 中創(chuàng)建一個庫并將下載的文件 jbpm-starters-kit-3.1.1 下的子目錄 jbpm 改名為 jbpm.3；最后在DOS 窗口下進入jbpm-starters-kit-3.1.1jbpm-db 子目錄，執(zhí)行 命令“ant mysql. scripts ”。若執(zhí)行成功，會在bpm-starters-kit-3.1.1jbpm-dbbuild mysql scripts 子目錄中生成四個sql 文件。再在MySQL 客戶端中的腳本界面執(zhí)行 “mysql.create.sql”腳本，這樣就在JBPM 庫中創(chuàng)建了一個數(shù)據(jù)表。

2) 在Eclipse 中配置JBPM。進入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。進入Eclipse 的主菜單，依次點擊文件、新建、項目、JBoss JBPM、 Process Project,取個項目名，點擊完成即可。

4)設置Hibernate 的配置文件，主要是設定相關的數(shù)據(jù)庫連接信息。以MySQL 為例，在 JBPM 項目中點擊進入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JBPM 項目的庫引用。而本系統(tǒng)使用了MySQL 數(shù)據(jù)庫，故也要將 其JDBC 庫添加進庫引用，使用其他數(shù)據(jù)庫與此類似。

6) 具體工作流的開發(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 工作流開發(fā)指南[2]。

4 電子政務系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

本文采用工作流引擎JBPM作為政務系統(tǒng)的核心,利用Struts +Spring +Hibernate架構[3] 作為政務系統(tǒng)的框架,構建一個結構清晰、實用價廉的電子政務系統(tǒng)。系統(tǒng)架構如圖3所示。

圖中用戶（User）負責以下工作：

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

（2）在系統(tǒng)界面（System Interface）上查看本人所發(fā)起的業(yè)務流程的詳細信息，包括到 達流程路線中各節(jié)點的時間以及各節(jié)點負責人的意見；

（3）通過系統(tǒng)界面（System Interface）讀取由視圖模塊（JSP）傳遞出來的業(yè)務流程的 最終結果。

接著再分析電子政務系統(tǒng)架構圖中其他組件的具體實現(xiàn)：

（1）表示層。在該系統(tǒng)架構中，表示層實際包含了Struts框架中的兩個層次結構：控制層 和視圖層?？刂茖邮鞘褂弥醒肟刂破鳎ˋctionServlet）和處理器（Action）實現(xiàn)，視圖層 則是使用JSP實現(xiàn)。表示層中的處理器表單（ActionForm）本質上是一種JavaBean,是專門用 來傳遞表單數(shù)據(jù)的DTO（Data Transfer Object）,它包括用于表單數(shù)據(jù)驗證的validate() 方法和用于數(shù)據(jù)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(tǒng)，頁面中需要的數(shù)據(jù)均由控制層傳遞，用戶提交的業(yè)務請求和數(shù)據(jù)都是通過控制層處理，訪問合法 性判斷、頁面跳轉、響應用戶請求等工作也是由控制層完成；視圖層負責顯示模型的數(shù)據(jù)、 接受模型的數(shù)據(jù)更新通知更新視圖、接受用戶輸入的數(shù)據(jù)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(tǒng)界面，將控制層和視圖層代碼分離。表示層具體實現(xiàn)的流程如圖4。

（2）業(yè)務層。業(yè)務層是電子政務系統(tǒng)的核心，負責處理繁瑣復雜的日常事務和工作流 事務，并根據(jù)業(yè)務需求進行動態(tài)擴展，同時業(yè)務層還為表示層組件提供必要的接口服務，本 系統(tǒng)使用Spring管理bean的機制。具體的實現(xiàn)流程是：當業(yè)務請求流轉到業(yè)務層時，模型層 （JavaBean、EJB）負責與工作流引擎（JBPM）連接，把業(yè)務請求傳送到JBPM進行業(yè)務流轉， 流程定義文件通過JBPM流程解析器解析進入工作流引擎的核心完成業(yè)務流轉的具體實現(xiàn)。業(yè) 務流程實現(xiàn)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，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的調用。

（3）持久層。本文所描述的系統(tǒng)采用了輕量級O/R Mapping工具－Hibernate，進行數(shù)據(jù) 持久化的工作。實例中只要把對象的屬性抽象出來，Hibernate就會根據(jù)映射文件自動將對 象映射到基于SQL的關系模型數(shù)據(jù)結構中去，則在使用JBPM的時候可以不用考慮數(shù)據(jù)持久化 操作的具體實現(xiàn)細節(jié)，而只專注于流程的設計，并且業(yè)務中需要保存和修改的信息都將會實 時的在數(shù)據(jù)庫中更新，保證了整個數(shù)據(jù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)一致。這些特性使Hibernate 為電子政務系 統(tǒng)提供良好的持久層支持環(huán)境。

5 結束語

本文創(chuàng)新點：JBPM系統(tǒng)的過程建模技術結合了UML活動圖和狀態(tài)圖的技術，能實現(xiàn)并提 高電子政務系統(tǒng)的可視化設計，并且，作為當今市場上擴展性能最好的開源工作流引擎，為 電子政務系統(tǒng)的升級奠定了堅實的基礎。故基于開源工作流引擎JBPM構建電子政務系統(tǒng)，既 節(jié)省了軟件開發(fā)費用又提高了政務系統(tǒng)的性能。