纵观jBPM：从jBPM3到jBPM5以及Activiti5-InfoQ



 写点什么

对 jBPM 来说，今年最大的事件莫过于 jBPM 的创建者 Tom Baeyens 离开 JBoss 了。Tom Baeyens 离开的具体原因尚不清楚，但他的离开产生了两个结果：一是 jBPM 的下一个版本 jBPM5 完全放弃了 jBPM4 的基础代码，基于 Drools Flow 重头来过；二是 Tom Baeyens 加入 Alfresco 后很快推出了新的基于 jBPM4 的开源工作流系统 Activiti 。由此不难推测 Tom Baeyens 离开的部分原因：JBoss 内部对 jBPM 未来版本的架构实现产生了严重的意见分歧。更加巧合的是 12 月 1 日 Activiti5 刚发布，紧接着 12 月 2 日 jBPM5 就发布了第一个候选发布版本，jBPM 与 Activiti 之间的微妙关系可见一般。

在这篇文章里，我们将一起回顾 jBPM 从 jBPM3 到 jBPM5 以及 Activiti5 的发展历程，我们可以清晰的看见 jBPM（包括 Activiti）设计所遵循的一致原则：强调流程服务的可嵌入性和可扩展性。同时，从各个版本之间的变化我们也能看见产品设计思路的变化：更加强调面向业务人员，增加 BPMS（业务流程管理系统）特性。

在回顾之前，我们首先讨论一下 BPMS 应该嵌入还是独立部署的问题，因为不管是 jBPM 还是 Activiti，都强调了流程服务的可嵌入性。此外，我们还需要讨论一下什么是 BPMS 的特性，它们所解决的问题是什么。

一、嵌入式还是独立部署？

不管是 jBPM 还是 Activiti，都强调了流程服务的可嵌入性。Tom Baeyens 在其个人博客里称作为独立部署的 BPMS 已死，原因有两个：一是独立部署的 BPMS 需要很高的安装使用成本，需要独立部署、需要用户支出大量的培训成本和维护成本；二是独立部署的 BPMS 与外部系统的交互方式是分布式，这使得很多问题变得复杂，例如分布式事务。Tom Baeyens 代表了相当一部分人特别是开发人员的观点。

Tom Baeyens 没有完全理解 BPMS。什么是 BPMS？BPMS 最重要的目标就是需要打破各个应用系统（CRM、ECM、ERP、SCM）之间的界线，将分散在这些系统中的流程集中管理，这是 BPMS 的实质。一如流程再造，打破各个部门之间的壁垒，减少浪费，建立流程驱动性的组织。如下图 1 所示：

图 1：BPMS 打破应用系统之间的界线

BPMS 所要解决的问题要求其必然是独立部署的。Tom Baeyens 错误的根本原因在于其将 BPMS 与工作流系统的定义混为了一谈，他如此定义 BPMS：BPMS 旨在简化对组织核心流程进行支撑的软件创建。也就是 BPMS 面向的是软件开发人员，旨在简化他们的开发，降低他们使用流程的门槛。而这正是工作流系统需要解决的问题。

BPMS 面向企业用户，工作流面向开发社区和系统集成商。

二、BPMS 特性

jBPM4、jBPM5 和 Activiti5 都增加了其 BPMS 特性，那些特性能够称为 BPMS 特性呢？我们先看一看 BPMS 需要解决的问题，为解决这些问题所增加的特性就是 BPMS 特性。

如何设计流程，在组织中高效地对设计出的流程进行沟通，取得共识？

提供跨越组织的流程标准标记符号与术语（BPMN 已经成为标准）
流程及相关文档的可视化（流程 / 内容存储仓库）
提供在组织结构内进行不同层次之间的流程导航（流程存储仓库支持组织模型）
流程定义在各个层次 / 部门间的一致性，避免业务人员的流程建模转换到 IT 系统时受到损耗（流程引擎支持基于图的建模，支持扩展）

如何更好地执行流程？

业务活动的实时监控，预警与控制（BAM）
流程执行的仿真
流程执行的统计分析与反馈（报表）

如何更好地管理流程？

打破各个应用系统之间的界线，统一管理所有流程（EAI，与 ESB 的集成）
对业务人员友好的建模工具

如何在执行流程过程中遵循业内最佳实践和规则？

面向流程的知识管理
规则引擎

三、完整的工作流实现 jBPM3

jBPM3 的最新版本是 3.2.7，其包括了以下组件：基于 Eclipse 的流程设计器、用于监控案例（流程实例）和处理任务的 Web 控制台以及 jPDL 核心库。如下图 2 所示：

图 2：jBPM3 组件

基于 Eclipse 的流程设计器提供给开发人员绘制 jPDL 流程图，因为该设计器基于 Eclipse，所以生成的流程文件可以与开发代码一起组织管理，非常容易进行单元测试。实现了工作流管理系统参考模型里的接口 1。
Web 管理控制台主要有两个功能：一是作为工作流客户端应用接口，给用户提供一种手段，以处理案例运行过程中需要人工处理的任务；二是对案例的状态进行监控与管理。实现了工作流管理系统参考模型里的接口 2 和 5。
jPDL 核心库jPDL 核心库是一个单独的 JAR 包，可以嵌入到目标应用中执行，它包括了：

流程仓库：解析 jPDL 流程定义文件并存储读取；
流程引擎：对流程定义进行初始化和调度执行，节点的运行期行为与 jPDL 里定义的节点类型一一绑定；
任务管理：生成任务节点所对应的工作项，管理工作项的生命周期（初始化、分配执行者、执行、挂起、结束、终止）；
事件管理：发布案例和任务的开始、结束事件，通过监听者模式调用相应的事件处理器；
异步执行机制：通过线程实现了 Job Executor，进行异步工作的处理，这些工作包括了时间处理、异步动作。
身份组件模型：实现了一套简单的身份组件模型，包括了组、用户和权限。

通过调用自定义 Java 代码实现了对外部应用的调用，从而实现工作流管理系统参考模型里的接口 3。
jBPM3 是一个轻量级的嵌入式工作流系统。它在 Java 社区的成功得益于两个方面：一是嵌入式，这降低了使用工作流的门槛；二是对开发人员友好，这表现在易读的 jPDL、流程的可测试性 (Eclipse 插件) 以及节点行为的可扩展性，我们可以非常容易的在流程运行中加入自己定制的行为（通过事件处理器和 Action）。jBPM3 面向开发人员，它解决的问题是流程的自动化，它的影响力集中在 Java 开发社区，是一个完整的工作流系统实现。

四、向 BPMS 努力的 jBPM4

与 jBPM3 相比，jBPM4 最大的变化是引入了流程虚拟机（PVM），同时增加了 BPMS 的特性。jBPM4 不再满足于工作流系统的定位，开始向 BPMS 努力。

为什么引入流程虚拟机

尽管 jBPM3 在 Java 社区取得了很大的成功，但是有一件事始终被人们诟病，那就是它不支持流程语言规范，从最开始的 XPDL、BPEL 到后来的 BPMN，它采用了自定义的 jPDL。在 jBPM3 中，节点的运行期行为与 jPDL 里定义的节点类型是一一绑定的，这造成了流程引擎与特定流程语言的绑定，要支持其他的流程语言变得困难。于是在 jBPM4 中，jBPM 提出了流程虚拟机的概念，即流程引擎与流程语言解耦，通过一套通用的流程模型并配以可定制的节点运行期行为实现了对多流程语言的支持。

流程虚拟机带来的好处是多方面的：第一也是最重要的是 jBPM4 支持了 BPMN。

第二是实现了基于流程组件的流程引擎，流程图 (语言) 与实现解耦，我们使用通用编程语言实现节点运行期行为，称之为流程组件，通过将流程图与流程组件挂接，避免了图的损耗。在这一点上，Tom Baeyens 对 BPMN 到 BPEL 的转换提出了一针见血的批评：BPMN 和 jPDL 以及 XPDL 都是基于图的，而 BPEL 是基于块的，这造成了当将业务人员使用 BPMN 所建立的流程模型向 BPEL 执行模型进行转换时，出现许多的不匹配，最初的流程模型会扭曲变形。而扭曲的后果就是业务人员与开发人员之间的协作困难，这影响了流程从业务到技术的实现。

第三个好处是我们可以定义领域特定语言（DSL），在特定的应用里，采用 DSL 约定并隐藏了大部分的技术细节可能做到业务人员对执行流程的直接修改，例如企业文档管理里的审批流程。
2. BPMS 特性的加入

这表现在以下三个方面：第一是支持了 BPMN，BPMN 已经成为业务人员的流程建模标准；第二是引入了 Signavio 作为面向业务人员的 Web 建模器；第三是在已有的 Web 管理控制台加入了对案例和任务的统计功能。jBPM4 的组件如下图 3 所示：

图 3：jBPM4 组件

和 jBPM3 一样，jBPM4 依然是轻量级的、可嵌入的工作流系统。相比 jBPM3，它将业务人员作为最终用户之一，增加了部分 BPMS 特性，同时 PVM 的引入使得它的可扩展性得到了极大的增强，我们甚至可以定义自己的 DSL。

在 BPMS 特性里我们提到了应该避免业务人员的流程建模转换到 IT 系统时受到损耗，最理想的情况是业务人员与开发人员共用一个流程模型，业务人员能够直接对流程进行调整（在特定应用中，通过 DSL 是可以做到的）；其次是通过 BPMS 将业务人员的模型与实际执行的技术模型关联起来（很多商业产品已经做到了这一点，在 Activiti5 中我们也会看到这一点），业务人员、开发人员以及运营团队之间能够做到很好的协调；最差是业务人员与开发人员各自为政，独立维护各自的流程模型，并且模型之间存在极大的不匹配，此时流程的迅速变化基本上是奢望。

五、鸠占鹊巢的 Drools Flow 与 jBPM5

目前 jBPM5 刚刚发布了第一个候选发布版本，jBPM5 基本上完全抛弃了 jBPM4 的代码，所有代码全部来自原先的 Drools Flow。Drools Flow 最初被用来解决规则执行顺序的问题。其实从 Drools Flow 开始支持 BPMN 时起，我们已经预感到它与 jBPM 的竞争关系。

jBPM5 依旧定位为轻量级的可嵌入的工作流系统。在 jBPM5 的特性里，有这么两条引人关注：一是引入了 Guvnor 作为流程仓库，这解决了流程的可视化问题，流程定义作为资源被管理，我们可以对流程定义进行可视化管理以及全文检索（Guvnor 使用了 Jackrabbit 作为了其存储实现，但我们的经验表明 Jackrabbit 在大数据量情况下性能存在严重问题）；第二是规则引擎 (Drools Expert)、事件处理引擎 (Drools Fusion) 与流程引擎的合三为一，这是 jBPM5 最让人期待的地方。jBPM5 的组件如下图 4 所示：

图 4：jBPM5 组件

规则引擎在流程中的应用已经非常广泛了，我们这里说说事件处理引擎。

事件处理引擎是业务活动监控（BAM）的基础，BAM 的功能及执行过程，如下：

捕获：BAM 捕获各种事件（通过消息监听器、适配器、代理等）。这些事件来自应用、系统软件、外部交易伙伴。消息是 BAM 的核心——它们反应底层业务流程的状况。
过滤：BAM 过滤掉没有直接后果的事件，在很多情况下由支持事件流处理（Event Stream Processing，简称 ESP）或复杂事件处理（Complex Event Processing，简称 CEP）引擎来进行过滤。
分析：BAM 根据分析模型和规则将相关事件联系起来。
警告：BAM 向用户提出警告，以便用户在必要时进行控制。

如上所示，BAM 的执行过程包含四个步骤，而前三个步骤都是对事件进行相关的处理（捕获事件、过滤事件、分析事件、关联事件），因此在大多数 BAM 的技术实现方案中，都基于 CEP 和 ESP 的引擎来实现 BAM 的功能。

与 jBPM4 相比，jBPM5 对 PVM 的放弃也带来了几个不小的问题：第一是对开发人员来说只支持 BPMN，不再支持 jPDL（当然提供了迁移工具）；第二是流程执行的可扩展性回到了 jBPM3 的年代，仅仅支持自定义动作（相当于 jBPM3 里的 Action）。此外，Web 建模器由 Signavio 替换为了 Oryx Designer。

总而言之，jBPM5 通过引入流程仓库和 BAM 继续向 BPMS 迈进（目前的进展是与流程仓库的集成还未完成，BAM 基于日志进行分析），同时，由于不再支持 PVM 和 jPDL，带来了流程扩展性的降低和社区开发人员的未来流失。

六、Activiti5 的反击

Activiti5 是 Tom Baeyens 加入 Alfresco 后推出的新的基于 jBPM4 的开源工作流系统，1 号刚刚发布第一个版本。Activiti 的开发团队相比与 jBPM 强大了许多，有 23 位核心开发者。当然这也是由于 activiti 规划的功能所致：包括核心引擎、Web 的流程建模器、协作工具 Activiti Cycle、Activiti Probe、Activiti Explorer、与 Spring 的集成、与 Mule 的集成等。

图 5：Activiti5 的组件

如上图所示，Activiti5 由三种类型的组件组成，分别是：专用工具（Dedicated Tools）、内容存储工具（Stored Content）和协作工具（Collaboration Tool）。

专用工具包括以下：

Alfresco—Alfresco 公司的企业级内容管理产品
Alfresco 是一个开源的、企业级的内容管理系统，功能包括：文档管理、协作、记录管理、知识库管理、Web 内容管理等功能。Alfresco 与 Activiti 的深入集成实现了流程及相关文档的可视化。更重要的是 Alfresco 支持组织模型，能够提供在组织结构内进行不同层次之间的流程导航。
Activiti Modeler—建模器
基于开源 Signavio Web 流程编辑器的一个定制版本，提供了对 BPMN2.0 图形化规范的支持，建模后的流程以文件格式进行存储。
Activiti Designer—Eclipse 插件形式的建模器
Activiti probe—管理及监控组件
对流程引擎运行期实例提供管理及监控的 Web 控制台。包含部署的管理、流程定义的管理、数据库表的检视、日志查看、事务的平均执行时间、失败多次的工作等功能。
Activiti Explorer—任务管理组件
提供任务管理功能和对案例、任务基于历史数据的统计分析（报表）功能。Web 应用程序。

内容存储工具：包括了文档仓库、模型仓库、SVN 仓库、MVN 仓库和 Activiti 引擎。其中文档仓库、SVN 仓库和 MVN 仓库三个组件为协作工具（Activiti Cycle）提供底层的支撑。Activiti 引擎则是以前的 PVM。

协作工具：与 jBPM4 相比，Activiti5 最令人瞩目的特性就在于它的协作工具组件。

Activiti Cycle 完全是一种新类型的 BPM 组件。它是一个用来促进业务人员、开发人员和 IT 运营人员协作的 Web 应用程序。在现实的场景中，业务文档有业务人员所持有，而软件程序由开发团队所管理，被部署的软件应用则被 IT 管理人员所管理。三者之间不能很好的协作。我们可以想象这样一个场景，业务经理用文档来维护需求和 visio 格式的流程图，开发人员管理可执行的流程和大量的 Java 源文件而 IT 维护人员则管理部署在 Tomcat 中的.war 文件和存储在 Activiti 数据库中的流程。

图 6：Activiti cycle 协作组件逻辑示意图

Activiti Cycle 通过 BusinessLink 将与流程相关的业务人员、开发团队与 IT 维护人员关联起来，实现他们之间的协作。

总而言之，与 jBPM4 相比，Activiti5 目前最重要的增强就是实现了流程的可视化以及创新的 Activiti Cycle 协作组件，此外，通过与 Mule 的集成加强了其集成能力。其对 PVM 的保留使其继承了 jBPM4 强大的可扩展能力，对 jBPM 的老用户来说，这是向其迁移的重要理由。