2003 年 9 月 01 日
本
文描述了一種新工具,該工具是在alphaWorks網(wǎng)站上發(fā)布的Emerging Technologies Toolkit version
1.1 (ETTK),它采取用統(tǒng)一建模語言(Unified Modeling
Language,UML)定義的流程并生成相應(yīng)的BPEL和WSDL文檔來實現(xiàn)該流程。這種性能用于突出對象管理組(OMGs)模型驅(qū)動體系結(jié)構(gòu)
(MDA)創(chuàng)始的一些優(yōu)點:提高開發(fā)過程中的抽象水平,因此獲得更高的生產(chǎn)率, 更好的質(zhì)量,能夠隔離于技術(shù)的根本改變。
如此多的XML ...
隨
著面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)(SOA)的出現(xiàn),應(yīng)用程序開發(fā)經(jīng)歷了一次徹底改變。這種架構(gòu)合并了基于XML的標準,例如WSDL、簡單對象訪問協(xié)議
(SOAP)、統(tǒng)一描述、發(fā)現(xiàn)和集成協(xié)議(UDDI)和現(xiàn)在的BPEL。然而,當您能做更多的事情時,開發(fā)任務(wù)的大小和復(fù)雜性已經(jīng)提高,并且開發(fā)者會發(fā)現(xiàn)
他們沉迷于文檔和語法中,而迷失了他們工作的主要目標。另外,開發(fā)人員的目標在發(fā)生變化,標準本身也處在發(fā)展之中。因而,為了能快速的采用Web服務(wù),開
發(fā)者正在尋找解決復(fù)雜、高效和技術(shù)改變問題的答案。
UML到BPEL的映射工具能夠獲得用UML工具(例如:
IBM
Rational的XDE或Rose)開發(fā)的流程模型,并且能將它們轉(zhuǎn)換為正確的BPEL和WSDL文檔來實現(xiàn)該流程。 Emerging
Technologies Toolkit version 1.1
(ETTK)是測試有趣的新技術(shù)的環(huán)境,并且現(xiàn)在具有兩種格式:autonomic和webservices。本文重點介紹后者——
webservices。
BPEL是什么?
BPEL
提供了一種XML注釋和語義,用于指定基于Web服務(wù)的業(yè)務(wù)流程行為。使用合作伙伴的交互方式,定義了該BPEL4WS流程。合作伙伴可以將服務(wù)提供給流
程,也可以向流程請求服務(wù),或者參與到流程的雙向交互中。BPEL通過指定順序來編排Web服務(wù),這對服務(wù)集合的調(diào)用來說意義深遠。BPEL還針對每個服
務(wù)分配了合作伙伴的責任。您可以使用它來指定合作伙伴的公共接口和可執(zhí)行流程的描述。
BPEL 1.1是該規(guī)范的最新版本。它除了澄清術(shù)語之外,還允許較好的變量范圍和附加的事件處理程序。有關(guān)該規(guī)范的最新版本和BPEL介紹,請參閱最前面的兩篇相關(guān)內(nèi)容鏈接。
為什么使用UML?
UML是一種OMG標準,該標準提供了一種可視化的建模表示法,這對設(shè)計和了解復(fù)雜的系統(tǒng)很有效。
UML
具有下列幾種通用優(yōu)點:它是眾所周知的面向?qū)ο螅∣bject-Oriented
,oo)建模表示法,具有非常容易理解的圖形表示法以及一套豐富的語義集來捕獲OO系統(tǒng)的關(guān)鍵特征。
UML廣泛地應(yīng)用于面向?qū)ο蟮能浖_發(fā),還常用于定制的、基于組件的軟件開發(fā)、業(yè)務(wù)流程建模和系統(tǒng)設(shè)計。這使大部分UML經(jīng)驗?zāi)鼙粦?yīng)用到成熟的Web服務(wù)
技術(shù)中。
擴展UML
擴
展或定制UML的特性對MDA來說是很必要的;可以通過定制UML來支持系統(tǒng)建模,這種系統(tǒng)是需要完全或部分的部署到Web服務(wù)基礎(chǔ)架構(gòu)上。本文主要介紹
模板(stereotypes)。模板(stereotypes)是一種對模型的元素進行分類的方法。例如,如果您有一個表示顧客的類,那么您可以附加
<<entity>>
模板(stereotypes)來表示它代表一個數(shù)據(jù)對象(或許是Entity
Bean)。這種信息有助于人們對模型的可讀性,甚至可以用來改變表示CASE工具(例如Rational
Rose)中類的圖標。然而,在這種情況下您可以使用它來指導(dǎo)模型的翻譯。要記住,您可以將模板(stereotypes)添加到UML模型中的更多元素
上。還可以在配置文件(Profile)中結(jié)合這些模板(stereotypes)。為了表示特定的興趣域,UML配置文件(Profiles)用于定義
對基本UML的擴展集合。例如那些為CORBA和數(shù)據(jù)建模(Data
Modeling)定義的配置文件(Profiles)。配置文件定義了要使用的UML元素,如何對其進行擴展,以及約束元素集合的良好性規(guī)則( well-formedness rules)。
下面部
分,我將介紹一種UML配置文件(Profile),可以通過構(gòu)建與BPEL4WS(Web服務(wù)業(yè)務(wù)流程執(zhí)行語言)相對應(yīng)的一套語義結(jié)構(gòu)來支持建模。同時
還將描述BPEL4WS映射,BPEL4WS映射可以從適合配置文件的UML模型自動生成Web服務(wù)制品(BPEL、WSDL、XSD)。
下面部分將展示實際的BPEL例子以及UML配置文件(Profile),并重點講述關(guān)鍵概念。
自動化業(yè)務(wù)流程的UML配置文件(Profile)
這部分通過一個例子介紹了UML配置文件子集,該例子定義了一個簡單本的貸款批準流程。在本例中您將會在ETTK的README文檔中發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)換器。它可以被總結(jié)為如下所示:
“在
收到貸款請求時,將請求的數(shù)值與數(shù)值(10000)比較。如果請求的數(shù)值比較少,那么將調(diào)用Assessor服務(wù),否則將將調(diào)用Approver服務(wù)。如
果Accessor認為該請求的風險比較高,它也將被傳遞給Approver。當Approver完成或者Accessor接受時,將會返回批準信息?!?/p>
BPEL
流程是有狀態(tài)的并包含實例,所以在BPEL中,這種情況都會被作為一個LoanApproval流程而實現(xiàn),對于被處理的每個實際貸款申請,
LoanApproval流程都會有一個實例。每個實例都用BPEL變量來捕獲它自己的狀態(tài)。在UML配置文件中,流程被表示為 <<Process>> 模板類。類的屬性與流程的狀態(tài)相對應(yīng)(在BPEL4WS 1.0術(shù)語中的容器,或者BPEL 1.1中的變量)
圖1顯示了表示貸款批準流程的UML類 。
通過活動圖可以清楚的描述類的行為。
圖2顯示了貸款批準流程的活動圖。例如,
invokeAssessor 活動顯示為帶有圓角的長方形。執(zhí)行的操作顯示為活動的入口條件;例如,
riskAssessment
(一個變量)被設(shè)置為檢查服務(wù)的結(jié)果。通過UML分區(qū)(也作為泳道)來表示流程中通信的合作伙伴:customer、assessor以及
approver。每個分區(qū)中顯示了往合作伙伴發(fā)送或者接收信息的活動。箭頭表示流程執(zhí)行活動的順序。注意分派(assingment)活動沒有放到一個
分區(qū)中;它描繪了發(fā)生在它自身流程內(nèi)的活動,該流程不需要外部服務(wù)。
應(yīng)答(reply)活動向顧客返回響應(yīng),完成流程的處理。每個活動都有一個描述性的名稱和輸入活動來細化活動執(zhí)行的工作。
映射到BPEL4WS
自動化業(yè)務(wù)流程的UML配置文件表示可以從UML模型生成完整的可執(zhí)行BPEL制品。
表1
概要的展示了從配置文件到BPEL的映射,覆蓋到了本文介紹的配置文件子集。
配置文件構(gòu)件
|
BPEL4WS概念
|
<<process>>類 |
BPEL流程定義 |
<<process>>
類的活動圖 |
BPEL活動級別 |
<<process>>類屬性 |
BPEL變量 |
分層結(jié)構(gòu)和控制流 |
BPEL順序和流程活動 |
<<receive>>、 <<reply>>、<<invoke>>活動 |
BPEL活動 |
清單1(由于版面空間原因,這里省略了很多細節(jié)代碼)顯示了BPEL文檔的縮減版本,該文檔是由本文介紹的貸款批準例子生成的。
清單 1.BPEL清單摘錄
<process name="loanApprovalProcess" ...>
<variables>
<variable name="request"
messageType="loandef:creditInformationMessage"/>
<variable name="riskAssessment"
messageType="asns:riskAssessmentMessage"/>
...
</variables>
...
<flow>
<receive name="receive1" partner="customer"
portType="apns:loanApprovalPT"
operation="approve" variable="request"
createInstance="yes">
<source linkName="receive-to-assess"
transitionCondition=
"bpws:getVariableData(‘request‘, ‘a(chǎn)mount‘)<10000"/>
<source linkName="receive-to-approval"
transitionCondition=
"bpws:getVariableData(‘request‘, ‘a(chǎn)mount‘)>=10000"/>
</receive>
<invoke name="invokeAssessor" partner="assessor"
portType="asns:riskAssessmentPT"
operation="check"
inputVariable="request"
outputVariable="riskAssessment">
<target linkName="receive-to-assess"/>
<source linkName="assess-to-setMessage"
transitionCondition=
"bpws:getVariableData(‘riskAssessment‘, ‘risk‘)=‘low‘"/>
<source linkName="assess-to-approval"
transitionCondition=
"bpws:getVariableData(‘riskAssessment‘, ‘risk‘)!=‘low‘"/>
</invoke>
<assign name="assign">
<target linkName="assess-to-setMessage"/>
<source linkName="setMessage-to-reply"/>
<copy>
<from expression="‘yes‘"/>
<to variable="approvalInfo" part="accept"/>
</copy>
</assign>
...
<reply name="reply" partner="customer" portType="apns:loanApprovalPT"
operation="approve" variable="approvalInfo">
<target linkName="setMessage-to-reply"/>
<target linkName="approval-to-reply"/>
</reply>
</flow>
</process>
|
在
參考資料中可以找到完整的配置文件鏈接。
UML到BPEL映射驗證器
從IBM
alphaWorks可以獲得作為ETTK的一部分的技術(shù)驗證器,它支持從UML工具(例如Rational
XDE)到BPEL4WS運行時間(BPWS4J)的端到端情景。映射實現(xiàn)被構(gòu)建為Eclipse插件,它采取了UML模型(XMI)交換的工業(yè)標準文件
格式作為輸入。BPEL4WS制品(artifact)同需要的WSDL和XSD制品是一起生成的。
讓我們看一下驗證器。首先要根據(jù)您的需要安裝一些先決條件。ETTK頁面顯示了相關(guān)詳細信息(參閱
參考資料下載鏈接)。概括起來,您需要下列資源:
- Rose或XDE(本文采用的是XDE v2003)
- Eclipse 2.0+或WebSphere Studio Application Developer(WSAD)5.0+
- WebSphere Application Server (WAS) 5.0+或Apache Tomcat 4.1.24+
- The ETTK本身(其中包含了BPWS4J)。
假設(shè)您已經(jīng)具有下面需要的合適環(huán)境。
驗證器隨著不同情景的一套樣例文檔而產(chǎn)生,例如貸款批準或購買訂單流程。樣例文檔將是兩種類型:一種是可以由Rose或XDEUML打開和修改的模型文檔,另一種是包含UML模型的XMI版本的XML文檔,該文檔可以通過Rose或XDE進行輸出。在
圖3中可以看到Rose或XDE中相應(yīng)的模型,或者這些工具的XMI輸出的模型。
圖3使用一個UML活動圖顯示了轉(zhuǎn)換文檔的全部流程;UML沒有用嗎?方框表示制品(通常是文檔),而橢圓表示一個操作或活動。主要階段是:
- 構(gòu)建UML模型并將其導(dǎo)出到XMI(使用Rose或XDE)
- 生成BPEL、WSDL和XSD文檔
- 在BPWS4J運行時間部署并運行這些文檔—— 測試。
構(gòu)建并輸出UML模型
如果具有Rose而不沒有XDE,則可以打開其中一個UML文檔(.mdl或.mdx);在本文中您已經(jīng)通過貸款批準的例子看到了這些例子。
在
圖4UML模型被輸出到XMI——您需要使用XDE v2003或更新版本。注意這種方法的好處是您正在使用的是一般性用途,而不需要修改UML工具和UML的標準擴展機制來構(gòu)建和輸出流程定義。
一旦模型執(zhí)行完畢,則可以點擊File -->Export菜單,選擇XMI Export將其輸出,如
圖4所示。
生成BPEL和WSDL文檔
在Eclipse
(或WebSphere Application Developer (IE))中創(chuàng)建Java
Project,然后導(dǎo)入您在前面創(chuàng)建的XMI文檔(或使用ETTK提供的XMI樣例文檔)。最后選擇XMI文件并通過右擊鼠標菜單選擇
“Generate BPEL from UML”,如 圖5所示。
下面為您提供了更改不同前綴的機會;需要對其進行改進來與您的設(shè)置相匹配,如果您恰好使用的是ETTK安裝,則默認值不需要修改,如
圖6所示。
單擊“Finish”按鈕后,許多文檔將顯示在工程中,其中包括主要的BPEL和WSDL文檔,LoanAssessor和LoanApprover服務(wù)以及數(shù)據(jù)定義的WSDL文檔。
測試
這時,生成的文檔應(yīng)該準備進行部署。本文中可以部署到Apache Tomcat,但是也同樣可以使用WebSphere Application Server。
導(dǎo)
航到BPEL4WS部署面板(地址是http://localhost:8080/bpws4j/admin/index.html)),接著在各自的字
段輸入與主要服務(wù)相應(yīng)的WSDL文檔(即 Loan
ApprovalProcess.wsdl)和BPEL文檔,(即ProcessOrder.bpel),如 圖 7所示。
單擊“Continue Deployment”按鈕之后,在流程插入不同角色需要的所有文檔。在本例中有兩個特別的任務(wù):LoanAssessor和LoanApprover。
一旦部署完流程(參閱
Figure 8所示),然后運行的例子與BPWS4J例子是相同的:調(diào)用與您的操作系統(tǒng)相應(yīng)的LoanApprovalSample腳本:
LoanApprovalSample [soap-address] first-name last-name amount
例如,
LoanApprovalSample http://localhost:80/bpws4j/soaprpcrouter John Doe 10
根據(jù)UML活動圖,可以知道數(shù)值10000是重要的!
反射
本
文介紹了帶有UML到BPEL轉(zhuǎn)換器的自動化業(yè)務(wù)流程UML配置文件。配置文件允許開發(fā)者使用常規(guī)的UML技巧和工具,開發(fā)基于BPEL4WS的Web服
務(wù)業(yè)務(wù)流程。這種方法使面向服務(wù)的的BPEL4WS組件合并到全面的系統(tǒng)設(shè)計,該系統(tǒng)設(shè)計利用了現(xiàn)存的軟件工程方法。另外,從UML到BPEL4WS的映
射容許使用模型驅(qū)動開發(fā)方法,從UML模型自動生成BPEL4WS可執(zhí)行的流程。
這種方法著重于了MDA的概念如何能被運用到其它領(lǐng)域以及抽象的更高級別,該方法使得開發(fā)者可以隔離于技術(shù)的改變。
這里有幾種不同的情況,每種情況下這種方法都是有益的:
- 第
一種情況,屏蔽在項目使用的技術(shù)版本的更改。BPEL可以(并且已經(jīng))更改了版本。如果流程所使用的語義沒有發(fā)生根本的變化,可以重新生成實現(xiàn)而無需開發(fā)
人員的干預(yù)。這種轉(zhuǎn)換技術(shù)也能用來保護開發(fā)者在最初開發(fā)UML模型的投入:當有UML新版本可用的時候(例如將版本從1.4升級到2版本),UML模型本
身也能進行轉(zhuǎn)換。
- 第二種情況,可以產(chǎn)生UML配置表,使用它能生成其它過程實現(xiàn),諸如BPML。
- 第三種方法,可以從單個模型生成多種技術(shù)的制品(artifact)。在本例中包括BPEL和WSDL,但不能能生成non-XML輸出,諸如Java輸出。
- 最后,轉(zhuǎn)變是雙向的--在本例中有一個反向映射來支持現(xiàn)有的BPEL4WS和WSDL制品(artifact)的導(dǎo)入,以及支持BPEL4WS和WSDL制品(artifact)的同步,一方發(fā)生的改變能夠反映到另一方。
致謝
感謝Gary Flood、Catherine Griffin和Tracy Gardner對本文進行輸入和注釋工作。
參考資料
關(guān)于作者
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Keith
在英國的Hursley Park IBM開發(fā)基地工作。他目前工作在Model Driven Business
Integration小組。他在很多領(lǐng)域進行了應(yīng)用軟件開發(fā)工作,其中包括零售業(yè)、金融業(yè)和保險業(yè),他經(jīng)常使用UML和其它技術(shù)提高品質(zhì)、效率和股東之
間的通訊。
可以在 keith_mantell at uk.ibm.com與Keith聯(lián)系。
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