Activiti流程导出工具：BPMN XML与流程图片生成实现-优快云博客

Activiti流程导出工具：BPMN XML与流程图片生成实现

【免费下载链接】Activiti Activiti/Activiti: 是 Activiti 的官方仓库，一个基于 BPMN 2.0 的工作流引擎，支持 Java 和 Spring 框架。适合对工作流引擎、Java 和企业应用开发开发者。项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/ac/Activiti

引言：解决流程可视化与标准化的双重挑战

在企业级工作流应用开发中，你是否经常面临以下痛点：流程设计完成后难以快速导出标准格式文档？开发与业务团队对流程理解存在偏差？线上问题排查时无法直观查看当前流程状态？Activiti作为基于BPMN 2.0的主流工作流引擎，提供了完善的流程导出机制，可同时生成标准BPMN XML文件与可视化流程图，完美解决这些问题。

读完本文后，你将掌握：

BPMN XML文件的生成原理与定制方法
流程图片导出的核心实现与优化技巧
在Spring Boot环境中集成导出功能的完整步骤
高级应用场景（如动态流程调整、版本控制）的解决方案

技术原理：Activiti导出机制的底层架构

核心组件与交互流程

Activiti的流程导出功能基于两大核心模块构建：BPMN XML转换模块与流程图片生成模块。以下是其架构流程图：

mermaid

BPMN XML转换核心类解析

BpmnXMLConverter是Activiti中负责BPMN模型与XML文件相互转换的核心类，位于activiti-bpmn-converter模块中。其主要功能包括：

模型序列化：将内存中的BpmnModel对象转换为符合BPMN 2.0规范的XML字符串
XML解析：将XML文件解析为BpmnModel对象，支持流程引擎的部署与执行
扩展支持：通过自定义Converter支持Activiti特有的扩展属性

关键代码实现如下：

// BPMN模型转换为XML
BpmnModel model = ...; // 构建或从引擎获取BPMN模型
BpmnXMLConverter converter = new BpmnXMLConverter();
byte[] xmlBytes = converter.convertToXML(model);
String xmlString = new String(xmlBytes, StandardCharsets.UTF_8);

// XML转换为BPMN模型
InputStream xmlStream = ...; // 读取XML文件流
BpmnModel model = converter.convertToBpmnModel(new InputStreamProvider() {
    @Override
    public InputStream getInputStream() {
        return xmlStream;
    }
}, true, true);

流程图片生成机制

Activiti通过ProcessDiagramGenerator接口实现流程图的生成，默认实现为DefaultProcessDiagramGenerator，位于activiti-image-generator模块。其工作原理是：

从BpmnModel中提取图形信息（GraphicInfo）
根据不同的BPMN元素类型（用户任务、网关、事件等）应用相应的绘制规则
生成SVG格式的矢量图，确保在任何缩放级别下保持清晰

核心绘制逻辑在draw方法中实现，针对不同BPMN元素类型有专门的处理：

// 流程图片生成示例
ProcessDiagramGenerator generator = new DefaultProcessDiagramGenerator();
InputStream diagramStream = generator.generateDiagram(
    model,                  // BPMN模型对象
    "png",                  // 图片格式
    Collections.emptyList(),// 高亮显示的流程节点
    Collections.emptyList(),// 高亮显示的流程路径
    "Arial",                // 活动字体
    "Arial",                // 标签字体
    null,                   // 自定义字体路径
    1.0,                    // 缩放比例
    false                   // 是否生成简化版流程图
);

数据流转关键节点

BPMN模型在导出过程中的数据流转涉及多个关键节点，以下是详细说明：

BpmnModel构建：可通过XML文件解析、API编程构建或从Activiti Engine运行时获取
图形信息提取：从BpmnModel的GraphicInfo集合中获取节点坐标、尺寸等布局信息
XML生成：BpmnXMLConverter遍历模型元素，生成符合BPMN 2.0规范的XML文档
图片渲染：DefaultProcessDiagramGenerator根据图形信息绘制各个BPMN元素，生成最终图片

实现步骤：从基础集成到高级应用

环境准备与依赖配置

要在项目中集成流程导出功能，需在pom.xml中添加以下依赖：

<!-- BPMN XML转换依赖 -->
<dependency>
    <groupId>org.activiti</groupId>
    <artifactId>activiti-bpmn-converter</artifactId>
    <version>7.1.0.M6</version>
</dependency>

<!-- 流程图片生成依赖 -->
<dependency>
    <groupId>org.activiti</groupId>
    <artifactId>activiti-image-generator</artifactId>
    <version>7.1.0.M6</version>
</dependency>

<!-- BPMN模型核心依赖 -->
<dependency>
    <groupId>org.activiti</groupId>
    <artifactId>activiti-bpmn-model</artifactId>
    <version>7.1.0.M6</version>
</dependency>

基础实现：导出BPMN XML文件

以下是生成BPMN XML文件的完整代码示例：

import org.activiti.bpmn.converter.BpmnXMLConverter;
import org.activiti.bpmn.model.BpmnModel;
import org.activiti.bpmn.model.Process;
import org.activiti.bpmn.model.StartEvent;
import org.activiti.bpmn.model.UserTask;
import org.activiti.bpmn.model.SequenceFlow;

import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.nio.file.Files;
import java.nio.file.Paths;

public class BpmnXmlExporter {
    
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 1. 创建BPMN模型对象
        BpmnModel model = new BpmnModel();
        
        // 2. 创建流程定义
        Process process = new Process();
        process.setId("leave-process");
        process.setName("请假流程");
        model.addProcess(process);
        
        // 3. 添加流程元素
        StartEvent startEvent = new StartEvent();
        startEvent.setId("start");
        process.addFlowElement(startEvent);
        
        UserTask approvalTask = new UserTask();
        approvalTask.setId("approve");
        approvalTask.setName("经理审批");
        approvalTask.setAssignee("manager1");
        process.addFlowElement(approvalTask);
        
        // 添加流程连线
        process.addFlowElement(new SequenceFlow("start", "approve"));
        
        // 4. 生成BPMN XML
        BpmnXMLConverter converter = new BpmnXMLConverter();
        byte[] xmlBytes = converter.convertToXML(model);
        
        // 5. 保存到文件
        Files.write(Paths.get("leave-process.bpmn"), xmlBytes);
        
        System.out.println("BPMN XML文件生成成功，内容如下：");
        System.out.println(new String(xmlBytes, StandardCharsets.UTF_8));
    }
}

生成的BPMN XML文件结构如下（简化版）：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<definitions xmlns="http://www.omg.org/spec/BPMN/20100524/MODEL" ...>
  <process id="leave-process" name="请假流程">
    <startEvent id="start"/>
    <userTask id="approve" name="经理审批" activiti:assignee="manager1"/>
    <sequenceFlow id="flow1" sourceRef="start" targetRef="approve"/>
  </process>
  <bpmndi:BPMNDiagram id="BPMNDiagram_leave-process">
    <!-- 图形信息省略 -->
  </bpmndi:BPMNDiagram>
</definitions>

流程图片导出实现

以下是生成流程图片的完整代码，支持SVG和PNG两种格式：

import org.activiti.image.ProcessDiagramGenerator;
import org.activiti.image.impl.DefaultProcessDiagramGenerator;
import org.activiti.bpmn.model.BpmnModel;
import org.activiti.bpmn.converter.BpmnXMLConverter;
import org.activiti.bpmn.parser.BpmnParse;

import java.io.FileOutputStream;
import java.io.InputStream;
import java.nio.file.Files;
import java.nio.file.Paths;
import java.util.Collections;

public class ProcessImageExporter {
    
    public static void exportToPng(String bpmnFilePath, String imageFilePath) throws Exception {
        // 1. 读取BPMN XML文件
        byte[] bpmnBytes = Files.readAllBytes(Paths.get(bpmnFilePath));
        
        // 2. 转换为BpmnModel对象
        BpmnXMLConverter converter = new BpmnXMLConverter();
        BpmnModel model = converter.convertToBpmnModel(
            () -> new ByteArrayInputStream(bpmnBytes), 
            true, true, "UTF-8"
        );
        
        // 3. 生成流程图
        ProcessDiagramGenerator generator = new DefaultProcessDiagramGenerator();
        try (InputStream imageStream = generator.generateDiagram(
                model,
                "png",
                Collections.emptyList(),
                Collections.emptyList(),
                "Arial",
                "Arial",
                null,
                1.0,
                false)) {
            
            // 4. 保存图片文件
            try (FileOutputStream fos = new FileOutputStream(imageFilePath)) {
                byte[] buffer = new byte[1024];
                int len;
                while ((len = imageStream.read(buffer)) != -1) {
                    fos.write(buffer, 0, len);
                }
            }
        }
        
        System.out.println("流程图片已保存至: " + imageFilePath);
    }
    
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        exportToPng("leave-process.bpmn", "leave-process.png");
    }
}

Spring Boot集成：实现RESTful导出接口

在Spring Boot应用中集成流程导出功能，提供REST接口供前端调用：

import org.activiti.bpmn.model.BpmnModel;
import org.activiti.engine.RepositoryService;
import org.activiti.image.ProcessDiagramGenerator;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.http.HttpHeaders;
import org.springframework.http.HttpStatus;
import org.springframework.http.MediaType;
import org.springframework.http.ResponseEntity;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import java.io.ByteArrayInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
import java.util.Collections;

@RestController
@RequestMapping("/process-export")
public class ProcessExportController {

    @Autowired
    private RepositoryService repositoryService;
    
    @Autowired
    private ProcessDiagramGenerator processDiagramGenerator;
    
    /**
     * 导出BPMN XML文件
     */
    @GetMapping("/{processDefinitionId}/xml")
    public ResponseEntity<byte[]> exportBpmnXml(@PathVariable String processDefinitionId) {
        BpmnModel model = repositoryService.getBpmnModel(processDefinitionId);
        byte[] xmlBytes = new BpmnXMLConverter().convertToXML(model);
        
        HttpHeaders headers = new HttpHeaders();
        headers.setContentType(MediaType.APPLICATION_XML);
        headers.setContentDispositionFormData("attachment", 
            model.getMainProcess().getId() + ".bpmn");
        
        return new ResponseEntity<>(xmlBytes, headers, HttpStatus.OK);
    }
    
    /**
     * 导出流程图片
     */
    @GetMapping("/{processDefinitionId}/image")
    public void exportProcessImage(
            @PathVariable String processDefinitionId, 
            HttpServletResponse response) throws IOException {
        
        BpmnModel model = repositoryService.getBpmnModel(processDefinitionId);
        
        response.setContentType("image/png");
        response.setHeader("Content-Disposition", 
            "attachment; filename=\"" + model.getMainProcess().getId() + ".png\"");
        
        try (OutputStream os = response.getOutputStream();
             InputStream is = processDiagramGenerator.generateDiagram(
                     model, "png", Collections.emptyList(), 
                     Collections.emptyList(), "Arial", "Arial", null, 1.0, false)) {
            
            byte[] buffer = new byte[1024];
            int len;
            while ((len = is.read(buffer)) != -1) {
                os.write(buffer, 0, len);
            }
        }
    }
}

高级应用：定制化与性能优化

BPMN XML定制：扩展属性与命名空间

Activiti允许通过扩展属性定制BPMN XML，满足特定业务需求。以下是添加自定义扩展属性的实现方法：

// 为用户任务添加自定义表单属性
UserTask userTask = new UserTask();
userTask.setId("approve");
userTask.setName("经理审批");

// 创建扩展元素
ExtensionElement formExtension = new ExtensionElement();
formExtension.setName("formProperties");
formExtension.setNamespacePrefix("custom");
formExtension.setNamespaceUri("http://company.com/bpmn/custom");

// 添加扩展属性
formExtension.addChildElement(createExtensionElement("formKey", "leave-approval-form"));
formExtension.addChildElement(createExtensionElement("width", "800"));
formExtension.addChildElement(createExtensionElement("height", "600"));

// 将扩展元素添加到任务
userTask.addExtensionElement(formExtension);

要使自定义命名空间在导出的XML中正确显示，需在BpmnModel中注册：

model.addNamespace("custom", "http://company.com/bpmn/custom");

生成的XML将包含自定义命名空间和属性：

<userTask id="approve" name="经理审批">
  <extensionElements>
    <custom:formProperties>
      <custom:formKey>leave-approval-form</custom:formKey>
      <custom:width>800</custom:width>
      <custom:height>600</custom:height>
    </custom:formProperties>
  </extensionElements>
</userTask>

图片生成优化：性能与清晰度平衡

对于复杂流程，图片生成可能面临性能挑战。以下是几种优化策略：

1. 按需生成与缓存机制

@Service
public class DiagramCacheService {
    private final LoadingCache<String, byte[]> diagramCache;
    
    public DiagramCacheService() {
        // 创建缓存，有效期1小时，最大缓存100个流程
        diagramCache = CacheBuilder.newBuilder()
                .expireAfterWrite(1, TimeUnit.HOURS)
                .maximumSize(100)
                .build(new CacheLoader<String, byte[]>() {
                    @Override
                    public byte[] load(String processDefinitionId) throws Exception {
                        // 实际生成流程图的逻辑
                        return generateDiagramBytes(processDefinitionId);
                    }
                });
    }
    
    public byte[] getDiagram(String processDefinitionId) throws ExecutionException {
        return diagramCache.get(processDefinitionId);
    }
    
    // 其他方法...
}

2. 简化流程图生成

通过设置generateDefaultDiagram参数为true，生成简化版流程图：

InputStream imageStream = generator.generateDiagram(
    model, "png", Collections.emptyList(), 
    Collections.emptyList(), "Arial", "Arial", null, 1.0, true); // 最后一个参数设为true

3. 异步生成与通知机制

对于特别复杂的流程，可采用异步生成策略：

@Async
public CompletableFuture<byte[]> generateDiagramAsync(String processDefinitionId) {
    return CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
        try {
            BpmnModel model = repositoryService.getBpmnModel(processDefinitionId);
            return generator.generateDiagram(...);
        } catch (Exception e) {
            throw new CompletionException(e);
        }
    });
}

版本控制与差异比较

结合导出功能实现流程定义的版本控制：

@Service
public class ProcessVersionService {
    
    @Autowired
    private RepositoryService repositoryService;
    
    @Autowired
    private VersionRepository versionRepository;
    
    public ProcessVersion compareVersions(String processDefinitionId, int version1, int version2) {
        // 获取两个版本的流程模型
        BpmnModel model1 = repositoryService.getBpmnModel(
            repositoryService.createProcessDefinitionQuery()
                .processDefinitionId(processDefinitionId)
                .version(version1)
                .singleResult()
                .getId());
                
        BpmnModel model2 = repositoryService.getBpmnModel(
            repositoryService.createProcessDefinitionQuery()
                .processDefinitionId(processDefinitionId)
                .version(version2)
                .singleResult()
                .getId());
        
        // 比较模型差异
        ProcessDiff diff = compareBpmnModels(model1, model2);
        
        // 生成差异报告
        return createVersionReport(model1, model2, diff);
    }
    
    // 其他方法...
}

常见问题与解决方案

中文乱码问题

问题：生成的流程图中中文显示为方框或乱码。

解决方案：指定中文字体并确保字体文件可用：

// 方法1：使用系统已安装的中文字体
InputStream imageStream = generator.generateDiagram(
    model, "png", Collections.emptyList(), Collections.emptyList(),
    "SimHei", "SimHei", null, 1.0, false);

// 方法2：指定自定义字体文件路径
InputStream imageStream = generator.generateDiagram(
    model, "png", Collections.emptyList(), Collections.emptyList(),
    "CustomFont", "CustomFont", "classpath:fonts/simhei.ttf", 1.0, false);

大型流程性能问题

问题：包含数百个节点的大型流程导出时性能缓慢。

解决方案：

实现分批次导出机制
移除不必要的图形信息
使用高效的XML解析器

// 优化XML转换性能
BpmnXMLConverter converter = new BpmnXMLConverter();
converter.setValidateModel(false); // 禁用模型验证
byte[] xmlBytes = converter.convertToXML(model);

特殊元素不显示

问题：自定义BPMN元素或扩展元素在导出的图片中不显示。

解决方案：扩展DefaultProcessDiagramGenerator类：

public class CustomProcessDiagramGenerator extends DefaultProcessDiagramGenerator {
    
    @Override
    protected void drawActivity(DefaultProcessDiagramCanvas canvas, BpmnModel model, FlowNode flowNode) {
        if (flowNode instanceof CustomTask) {
            // 自定义任务的绘制逻辑
            drawCustomTask(canvas, model, (CustomTask) flowNode);
        } else {
            super.drawActivity(canvas, model, flowNode);
        }
    }
    
    private void drawCustomTask(DefaultProcessDiagramCanvas canvas, BpmnModel model, CustomTask task) {
        GraphicInfo graphicInfo = model.getGraphicInfo(task.getId());
        canvas.drawCustomTask(task.getId(), task.getName(), graphicInfo, task.getCustomIcon());
    }
}

总结与最佳实践

Activiti的流程导出功能为工作流应用提供了标准化与可视化的关键支持。在实际应用中，建议遵循以下最佳实践：

标准化存储：始终将BPMN XML作为流程定义的权威来源，图片仅作为辅助展示
缓存策略：对频繁访问的流程图片实施缓存，减少重复生成开销
异步处理：对复杂流程采用异步生成机制，避免阻塞主线程
版本管理：结合导出功能实现流程定义的版本控制与变更追踪
安全性考虑：对导出接口实施权限控制，防止敏感流程信息泄露

通过合理利用Activiti的导出能力，不仅可以提升开发效率，还能增强系统的可维护性与可扩展性，为企业级工作流应用提供坚实的技术支撑。

未来发展方向：

结合AI技术实现流程图的智能优化
增强移动端适配的响应式流程图
与低代码平台深度集成，实现"所见即所得"的流程设计与导出

创作声明：本文部分内容由AI辅助生成（AIGC），仅供参考