基于JBPM的電子政務(wù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

摘要：隨著信息技術(shù)的深入發(fā)展,電子政務(wù)已成為信息化建設(shè)的重要領(lǐng)域。由于電子政務(wù)建設(shè)中軟件費(fèi)用支出巨大,本文提出了一個(gè)基于開源工作流引擎JBPM的電子政務(wù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案,該設(shè)計(jì)方案既能提高了電子政務(wù)系統(tǒng)性能,又能有效的節(jié)省軟件開發(fā)的費(fèi)用。

1 引言

所謂電子政務(wù)，是指各級(jí)政務(wù)部門利用現(xiàn)代信息技術(shù)，開展辦公決策、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)水平的過程。近幾年，隨著國內(nèi)信息化 建設(shè)速度的不斷加快以及國家對(duì)電子政務(wù)工作重視程度的日漸加深，電子政務(wù)呈現(xiàn)出強(qiáng)勁的 發(fā)展勢(shì)頭[1]。

同時(shí)，工作流技術(shù)也發(fā)展迅速，商業(yè)和開源工作流產(chǎn)品相繼推出。由于電子政務(wù)工程中 軟件費(fèi)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(wù)工程降 低成本的一個(gè)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(zhì)量。

本文在對(duì)比分析當(dāng)今三大開源的工作流引擎的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)分析并研究了基于JBPM 構(gòu) 建電子政務(wù)系統(tǒng)。基于JBPM 所設(shè)計(jì)的電子政務(wù)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(fèi)用。

2 開源工作流引擎之間的比較

目前,在工作流領(lǐng)域，具有代表性的開源工作流產(chǎn)品有Shark、OSWorkflow 和JBPM。 在此對(duì)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(shè)計(jì)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(xiàng)里發(fā)現(xiàn)多了一個(gè)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(huì)把自己的一個(gè)初始化數(shù)據(jù)存 儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫，同時(shí)工作流的數(shù)據(jù)也是存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫中的。jBPM 使用了Hibernate 做為自己 的存儲(chǔ)層，因此只要是 Hibernate 支持的數(shù)據(jù)庫，JBPM 也就支持。

　　本文所設(shè)計(jì)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(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(zhí)行 命令“ant mysql. scripts ”。若執(zhí)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(gè)數(shù)據(jù)表。

　　2) 在Eclipse 中配置JBPM。進(jìn)入Eclipse 的首選項(xiàng)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(shè)置項(xiàng)目的JBPM 庫引用。

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

　　4)設(shè)置Hibernate 的配置文件，主要是設(shè)定相關(guān)的數(shù)據(jù)庫連接信息。以MySQL 為例，在 JBPM 項(xiàng)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(xiàng)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(jìn)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(wù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

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

通過對(duì)上表的分析可以得出：如果開發(fā)電子政務(wù)系統(tǒng)，JBPM 是最適用的開源工作流引 擎。因?yàn)橄鄬?duì)于Shark，JBPM 更加靈活，而且以當(dāng)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(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(duì)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(shí)，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(wù)流程，過程建模結(jié)合了UML 活動(dòng)圖和狀態(tài)圖的知識(shí)，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(wù)人員 能很直觀的與軟件進(jìn)行交互，更好的發(fā)揮了電子政務(wù)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(jí)工作流管理系 統(tǒng)[2]。JBPM 是公開源代碼項(xiàng)目，它使用要遵循Apache License，可以免費(fèi)應(yīng)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(tái)的一個(gè)組成部分，它的名稱也改成JBoss JBPM。JBPM 的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2 所示。

由于JBPM 的圖形化流程設(shè)計(jì)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(xiàng)里發(fā)現(xiàn)多了一個(gè)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(huì)把自己的一個(gè)初始化數(shù)據(jù)存 儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫，同時(shí)工作流的數(shù)據(jù)也是存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫中的。jBPM 使用了Hibernate 做為自己 的存儲(chǔ)層，因此只要是 Hibernate 支持的數(shù)據(jù)庫，JBPM 也就支持。

本文所設(shè)計(jì)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(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(zhí)行 命令“ant mysql. scripts ”。若執(zhí)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(gè)數(shù)據(jù)表。

2) 在Eclipse 中配置JBPM。進(jìn)入Eclipse 的首選項(xiàng)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(shè)置項(xiàng)目的JBPM 庫引用。

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

4)設(shè)置Hibernate 的配置文件，主要是設(shè)定相關(guān)的數(shù)據(jù)庫連接信息。以MySQL 為例，在 JBPM 項(xiàng)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(xiàng)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(jìn)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(wù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

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

圖中用戶（User）負(fù)責(zé)以下工作：

（1）登錄電子政務(wù)系統(tǒng)界面，使用流程定義工具（Modeling Tool）將要進(jìn)行流程運(yùn)行的 業(yè)務(wù)流程定義完整后發(fā)送業(yè)務(wù)請(qǐng)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(wù)流程的詳細(xì)信息，包括到 達(dá)流程路線中各節(jié)點(diǎn)的時(shí)間以及各節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)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(wù)流程的 最終結(jié)果。

接著再分析電子政務(wù)系統(tǒng)架構(gòu)圖中其他組件的具體實(shí)現(xiàn)：

（1）表示層。在該系統(tǒng)架構(gòu)中，表示層實(shí)際包含了Struts框架中的兩個(gè)層次結(jié)構(gòu)：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(xiàn)，視圖層 則是使用JSP實(shí)現(xiàn)。表示層中的處理器表單（ActionForm）本質(zhì)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(yàn)證的validate() 方法和用于數(shù)據(jù)復(fù)位的reset()方法。在表示層的設(shè)計(jì)中，嚴(yán)格遵照MVC模式設(shè)計(jì)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(wù)請(qǐng)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(zhuǎn)、響應(yīng)用戶請(qǐng)求等工作也是由控制層完成；視圖層負(fù)責(zé)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(jié)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(shí)現(xiàn)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(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)處理繁瑣復(fù)雜的日常事務(wù)和工作流 事務(wù)，并根據(jù)業(yè)務(wù)需求進(jìn)行動(dòng)態(tài)擴(kuò)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(tǒng)使用Spring管理bean的機(jī)制。具體的實(shí)現(xiàn)流程是：當(dāng)業(yè)務(wù)請(qǐng)求流轉(zhuǎn)到業(yè)務(wù)層時(shí)，模型層 （JavaBean、EJB）負(fù)責(zé)與工作流引擎（JBPM）連接，把業(yè)務(wù)請(qǐng)求傳送到JBPM進(jìn)行業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)， 流程定義文件通過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(zhuǎn)的具體實(shí)現(xiàn)。業(yè) 務(wù)流程實(shí)現(xiàn)后將結(jié)果返回模型層，模型層再返回給表示層中的Action。在JBPM流程運(yùn)轉(zhuǎn)中， 模型層還負(fù)責(zé)與持久層通信，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的調(diào)用。

（3）持久層。本文所描述的系統(tǒng)采用了輕量級(jí)O/R Mapping工具－Hibernate，進(jìn)行數(shù)據(jù) 持久化的工作。實(shí)例中只要把對(duì)象的屬性抽象出來，Hibernate就會(huì)根據(jù)映射文件自動(dòng)將對(duì) 象映射到基于SQL的關(guān)系模型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中去，則在使用JBPM的時(shí)候可以不用考慮數(shù)據(jù)持久化 操作的具體實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，而只專注于流程的設(shè)計(jì)，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(shù)據(jù)庫中更新，保證了整個(gè)數(shù)據(jù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)一致。這些特性使Hibernate 為電子政務(wù)系 統(tǒng)提供良好的持久層支持環(huán)境。

5 結(jié)束語

本文創(chuàng)新點(diǎn)：JBPM系統(tǒng)的過程建模技術(shù)結(jié)合了UML活動(dòng)圖和狀態(tài)圖的技術(shù)，能實(shí)現(xiàn)并提 高電子政務(wù)系統(tǒng)的可視化設(shè)計(jì)，并且，作為當(dāng)今市場(chǎng)上擴(kuò)展性能最好的開源工作流引擎，為 電子政務(wù)系統(tǒng)的升級(jí)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。故基于開源工作流引擎JBPM構(gòu)建電子政務(wù)系統(tǒng)，既 節(jié)省了軟件開發(fā)費(fèi)用又提高了政務(wù)系統(tǒng)的性能。