JBPM源码浅析

离职啦，工作交接中，记录一下。
就如同了解Servlet规范、Servlet容器设计和实现一样，学会一种workflow的建模、引擎设计和实现也是必备的。工作流这东西是业务系统的一个核心模块，现在的大多数企业业务系统大多数是业务驱动的，如新闻行业采编发、制造业的采供销、金融保险的审批等，协同OA就不用说了。BPM、ESB、SOA现在很火啊！


下面的总结肯定欠成熟，70%合理就不错啦，看到这篇blog的朋友，一定要批判接受哦。

当前我指的JBPM是3.2版本，因为从JBPM2.0到3.0，其API从package到class都完全重新设计了，以及其背后的建模思想和架构。在2.0版本里，是按照Spring+Hibernate那种Transaction Script方式组织的，OO的概念比较弱，里面是大量的interface、impl、service。而3.0版本，完全按Domain Model方式组织，Hibernate透明持久化，它是我见到的O/R Mapping最优雅的应用。

在当前的3.2版本里，其整体架构可以这么去理解：领域对象，如ProcessDefinition、ProcessInstance、Node、Token、Transition等，都是Rich Model，里面的方法主要是处理业务，以及建立领域对象之间的关联，持久化则完全放在XXXSession中，如TaskMgmtSession，GraphSession等，也可以认为这些XXXSession是DAO，负责处理持久化。另外，org.jbpm.persistence.db.DbPersistenceService这些类相当于最底层的数据库Helper类。总之，JBPM的技术架构非常清晰易懂，也是非常典型的Domain Driven Design，在这种架构中，分层的概念被弱化了。

上面是从架构的角度看待JBPM设计，其引擎设计和实现，则隐藏在架构下。了解其引擎设计思想，我的建议是，先仔细读读JBPM的User Guide第四章Graph Oriented Programming，专门探讨流程建模的理论，里面附带了一个微型的JBPM实现，几乎包括流程建模的绝大部分，如顺序流、并行、分支等：http://docs.jboss.com/jbpm/gop/jbpm.gop.zip ，我建议研读JBPM源码前，先把这个理解透，JBPM的流程引擎核心代码和它非常相似，包括类名，只是扩展了一些。

我用代码统计工具统计了一下，JBPM源码总共4w多行，除去注释和空行，约2万6千行。需要我们hack的核心、比较难、代码多的类约40个（共400多），反正它花了我整四天的时间，现在基本都弄清楚了。我主要是通过一个请假流程的部署、创建、任务执行来动态debug、静态查看的。JBPM源码中最难读懂的那部分是引擎调度，也就是org.jbpm.graph相关的几个包，最重要的是GraphElement和其子类Transition等、Node及其子类Fork等、ExecuteContext和Token。而引擎调度这部分， JBPM附带了一个微型JBPM实现，我在前面介绍过。除了引擎调度，其它相关源码就非常简单了。

在JBPM中，有很多API是供JBPM自身调用的，如流程定义文件中支持的Expression语言，脚本等（org.jbpm.jpdl.el.impl），我们不用理会。

我们主要和下面三类API打交道：
JBPM环境的配置、service的管理、流程的部署和卸载：它主要体现在org.jbpm中，另外辅助包有org.jbpm.jpdl.xml、org.jbpm.configuration。
org.jbpm.configuration负责services对象的创建，相当于一个微型的IoC容器、对象工厂，负责services的生命周期管理，如加载、创建、调用和销毁，像Job调度服务、数据库持久化服务、异步消息服务等。需要说明的是，由于其package下的ObjectFactoryImpl也是一个IoC容器，和Spring的IoC容器是有相同的职责：对象的管理。所以在这种松耦合架构下，可以将JBPM和Spring集成，如业务系统和JBPM引擎的事务处理、对象管理、配置管理等。请参考Spring-Module开源项目。

org.jbpm.jpdl.xml负责流程定义文件的解析，譬如XML文件的解析，相关领域对象的实例化。通过hack其源码和原理，我们可以在业务系统中自定义流程，让用户可以自己定义、变更流程。

JBPM中领域对象：如Node、Token、ProcessInstance、TaskInstance等，它们有三个职责，一个是保持从DB中加载流程和任务相关的数据或将数据持久化到DB。第二，为各领域对象建立关联，方便实现透明持久化（复杂的领域关联在Hibernate的mapping文件里配置）。第三，就是处理业务规则，如引擎调度算法，但不负责持久化。

JBPM中持久化领域对象的Manager，DAO：如TaskMgmtSession。它们主要是持久化领域对象，如session.save(ProcessInstance)；或是执行查询，如根据流程ID查询该流程实例，查询操作都是配置在hibernate mapping中的hql语句，如hibernate.queries.hbm.xml。但可能并不能满足我们的要求，譬如按时间段查询当前的流程实例，任务的分页查询，这样，就需要我们自己扩展这些DAO类。由于它们查询是只读操作，所以很容易，而且扩展几乎是必然了，因为要是按JBPM默认的，把所有的Result查询出来，再过滤，性能是个很大的问题，我们应该按需查询。

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下面按功能分类说明一下：
JBPM流程的部署和卸载
JBPM流程的部署和卸载，无论是通过管理控制台还是自定义部署，最终都是通过JbpmContext的 deployProcessDefinition(ProcessDefinition)部署，而ProcessDefintion实例的创建，是通过调用ProcessDefinition的相关方法，如parseXmlResource (String xml)。

ProcessDefintion实例的创建，有多种输入源，譬如XML字符串、XML文件、zip包，还有最抽象的Reader、InputStream。如果在用户的业务系统里面自定义发布业务流程，也最终是调用ProcessDefinition相关方法。但流程定义解析，最核心的只有一个类：org.jbpm.jpdl.xml包下的JpdlXmlReader，

org.jbpm.JbpmContext：该类可以理解为Façade模式的实现，与流程相关的manager类可以通过它取得，如getGraphSession()、getServices()，它是获取其它服务的快捷方式，也算是一个delegate类。如果大家对Context的概念比较敏感，其类职责就很好理解，在Servlet容器里面也有ServletContext的概念，和它意思差不多。对一般的系统软件一般来说，Context往往建模成Container的上下文。在JBPM中，它还负责流程部署、加载、卸载。

JBPM的任务管理
JBPM和任务管理相关的类主要是org.jbpm.taskmgmt.def和org.jbpm.taskmgmt.exe，像任务创建、分配等。
和任务相关的最重要的有两个方面，一个是任务分配，另一个是和任务相关的表单。当然，任务查询和任务日志也很重要。

任务分配：解决的是将任务分配给谁，它有静态分配和动态分配两种，前者是在流程定义文件里部署，后者是通过代码动态指定。它涉及到的概念有Actor，PooledActor，Swimlane，AssignmentHandler。在做demo时，譬如JBPM官方自带的例子webSale里，就是通过Expression静态部署任务角色的，如user(leo)，group(orderManager)，但它用到了JBPM的第三方组件Identity，其实通过Expression静态分配角色，本质上也是通过AssignmentHandler实现的，如ExpressionAssignmentHandler。
任务分配，一般比较灵活的方案是在流程的Swimlane里面部署自定义action，然后重用swimlane。另外一种方案是，在每个task里面部署AssignmentHandler实现类。

任务相关表单：主要是org.jbpm.taskmgmt.def.TaskController，它是task scope下的表单字段，类似Servlet里面的HttpServletRequest的setAttribute()。如果是process scope下的表单项，是org.jbpm.context.exe.ContextInstance，类似于Servlet里面的HttpSession的setAttribute()。

附带说一下任务查询，所有有关查询和持久化的操作，都集中在包org.jbpm.db中，如任务相关的TaskMgmtSession，要是这些find方法不满足业务要求，建议自己扩展。

JBPM的流程日志
JBPM的流程日志，主要是记录一些事件（Event），如流程创建、任务分配，它们在GraphElement的fireEvent时，譬如在Node.leave()（Token离开当前节点时）触发fireEvent事件（在该事件方法里执行自定义Action），同时记录日志。我们关心的日志主要有process、task、transition、signal四类，每个下面还有事件细分，如task创建和分配。通过日志，我们统计流程执行效率，也可以得到详细的流程步骤日志。

日志的查询，请参考LoggingSession及其相关类。顺便说一下，所有的日志类都继承于ProcessLog，约20来个。JBPM已经声明的日志查询方法，可能并不能满足我们的要求，自行扩展吧。

其它API
JBPM API里有org.jbpm.web、org.jbpm.security等，前者负责在web容器启动时加载JBPM引擎，将当前Session的用户设置为任务的Actor等，后者负责安全相关的认证和授权。源码很简单，不多说了。我建议实现类似业务需求时，不妨参考其实现，但拿来用就会发现它太简陋了。

评论

9 楼 dfr 2013-09-16  

bennyparlo 写道

讲述得挺好,但好像还没有分析到他的核心实现机制

本人也从事工作流引擎设计开发工作,愿意与您探讨

8 楼 useryouyou 2011-08-21  

7 楼 kinjo 2008-12-30  

顺便问问,你看文档是看英文的吗,有没有中文文档啊,英文的看的太累了,有的话mail一份,我的邮箱[e-mail],感谢!

6 楼 dayang2001911 2008-11-07  

指明了如何研读JBPM，我也的确想好好看看JBPM到底是怎么实现的，我认为读开源代码是提升程序员实力的一个途径，自己不会写那就应该看看别人怎么写的。

5 楼 qqwjz 2008-10-14  

4 楼 qqwjz 2008-10-14  

3 楼 zwchen 2007-12-22  

引用

讲述得挺好,但好像还没有分析到他的核心实现机制

。是的，这样泛泛谈确实没啥深度，只是一个工作交接，后来就没怎么关注了。对工作流的了解，不做几个实际项目，都是像我这样纸上谈兵，呵呵。

2 楼 bennyparlo 2007-12-14  

讲述得挺好,但好像还没有分析到他的核心实现机制

本人也从事工作流引擎设计开发工作,愿意与您探讨

1 楼 tang_java 2007-11-20