Camunda网关详解：并行、排他、包容网关使用

原创 于 2025-08-29 00:56:14 发布 · 889 阅读 ·
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Camunda网关详解：并行、排他、包容网关使用

【免费下载链接】camunda-bpm-platform camunda/camunda-bpm-platform: 一个基于 Java 的业务流程管理（BPM）平台，用于管理和执行企业业务流程。适合用于管理和执行各种业务流程，如审批流程、工作流和供应链管理等。 【免费下载链接】camunda-bpm-platform 项目地址: https://gitcode.com/GitHub_Trending/ca/camunda-bpm-platform

引言

在企业业务流程管理（BPM）中，网关（Gateway）是控制流程分支和汇聚的关键元素。Camunda作为业界领先的BPM平台，提供了多种类型的网关来满足不同的业务场景需求。本文将深入解析Camunda中的三种核心网关：并行网关（Parallel Gateway）、排他网关（Exclusive Gateway）和包容网关（Inclusive Gateway），帮助开发者更好地理解和应用这些强大的流程控制工具。

网关基础概念

在BPMN 2.0规范中，网关用于控制流程中的分支（fork）和汇聚（join）行为。不同类型的网关具有不同的语义和行为特征：

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排他网关（Exclusive Gateway）

核心特性

排他网关（XOR Gateway）是BPMN中最常用的网关类型，它根据条件表达式选择唯一一条执行路径。

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实现原理

Camunda中排他网关的核心逻辑在ExclusiveGatewayActivityBehavior类中实现：

// 简化后的核心逻辑
public void doLeave(ActivityExecution execution) {
    PvmTransition outgoingSeqFlow = null;
    String defaultSequenceFlow = (String) execution.getActivity().getProperty("default");
    
    // 遍历所有出向序列流
    Iterator<PvmTransition> transitionIterator = execution.getActivity()
        .getOutgoingTransitions().iterator();
    
    while (outgoingSeqFlow == null && transitionIterator.hasNext()) {
        PvmTransition seqFlow = transitionIterator.next();
        Condition condition = (Condition) seqFlow.getProperty("condition");
        
        // 条件判断逻辑
        if ((condition == null && !isDefaultFlow(defaultSequenceFlow, seqFlow)) 
            || (condition != null && condition.evaluate(execution))) {
            outgoingSeqFlow = seqFlow;
        }
    }
    
    // 选择路径执行
    if (outgoingSeqFlow != null) {
        execution.leaveActivityViaTransition(outgoingSeqFlow);
    } else if (defaultSequenceFlow != null) {
        // 执行默认流
        PvmTransition defaultTransition = execution.getActivity()
            .findOutgoingTransition(defaultSequenceFlow);
        execution.leaveActivityViaTransition(defaultTransition);
    } else {
        throw new ProcessEngineException("No sequence flow could be selected");
    }
}

使用场景

场景描述示例
条件分支根据业务条件选择不同路径订单金额>1000走特殊审批，否则走普通审批
结果处理根据处理结果选择成功或失败路径支付成功/失败的不同后续处理
多选项用户选择不同操作路径用户选择"同意"、"拒绝"或"转审"

XML配置示例

<exclusiveGateway id="decisionGateway" name="审批决策网关" />

<sequenceFlow id="flow1" sourceRef="decisionGateway" targetRef="approveTask">
    <conditionExpression xsi:type="tFormalExpression">
        <![CDATA[${order.amount > 1000}]]>
    </conditionExpression>
</sequenceFlow>

<sequenceFlow id="flow2" sourceRef="decisionGateway" targetRef="normalApproveTask">
    <conditionExpression xsi:type="tFormalExpression">
        <![CDATA[${order.amount <= 1000}]]>
    </conditionExpression>
</sequenceFlow>

<sequenceFlow id="defaultFlow" sourceRef="decisionGateway" targetRef="errorHandlerTask" />

并行网关（Parallel Gateway）

核心特性

并行网关（AND Gateway）用于同时执行多个路径，所有出向路径都会并行执行，所有入向路径都到达后才能继续执行。

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实现原理

并行网关的核心逻辑在ParallelGatewayActivityBehavior类中：

public void execute(ActivityExecution execution) throws Exception {
    // 汇聚逻辑：等待所有入向执行到达
    execution.inactivate();
    lockConcurrentRoot(execution);

    PvmActivity activity = execution.getActivity();
    List<ActivityExecution> joinedExecutions = execution
        .findInactiveConcurrentExecutions(activity);
    
    int nbrOfExecutionsToJoin = execution.getActivity().getIncomingTransitions().size();
    int nbrOfExecutionsJoined = joinedExecutions.size();

    // 当所有需要的执行都到达时进行分叉
    if (nbrOfExecutionsJoined == nbrOfExecutionsToJoin) {
        List<PvmTransition> outgoingTransitions = execution.getActivity()
            .getOutgoingTransitions();
        execution.leaveActivityViaTransitions(outgoingTransitions, joinedExecutions);
    }
}

使用场景

场景描述优势
并行任务多个独立任务同时执行提高处理效率，减少等待时间
资源分配将工作分配给多个处理单元充分利用系统资源
多部门处理多个部门并行处理加速处理流程

XML配置示例

<!-- 并行分叉网关 -->
<parallelGateway id="forkGateway" name="并行分叉" />

<sequenceFlow id="toTaskA" sourceRef="forkGateway" targetRef="taskA" />
<sequenceFlow id="toTaskB" sourceRef="forkGateway" targetRef="taskB" />
<sequenceFlow id="toTaskC" sourceRef="forkGateway" targetRef="taskC" />

<!-- 并行汇聚网关 -->
<parallelGateway id="joinGateway" name="并行汇聚" />

<sequenceFlow id="fromTaskA" sourceRef="taskA" targetRef="joinGateway" />
<sequenceFlow id="fromTaskB" sourceRef="taskB" targetRef="joinGateway" />
<sequenceFlow id="fromTaskC" sourceRef="taskC" targetRef="joinGateway" />

包容网关（Inclusive Gateway）

核心特性

包容网关（OR Gateway）结合了排他和并行网关的特性，根据条件执行一个或多个路径，是所有条件满足的路径的并集。

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实现原理

包容网关的复杂逻辑在InclusiveGatewayActivityBehavior类中实现：

public void execute(ActivityExecution execution) throws Exception {
    execution.inactivate();
    lockConcurrentRoot(execution);

    if (activatesGateway(execution, activity)) {
        List<PvmTransition> transitionsToTake = new ArrayList<PvmTransition>();
        String defaultSequenceFlow = (String) execution.getActivity().getProperty("default");

        // 收集所有条件满足的序列流
        for (PvmTransition outgoingTransition : execution.getActivity().getOutgoingTransitions()) {
            if (defaultSequenceFlow == null || !outgoingTransition.getId().equals(defaultSequenceFlow)) {
                Condition condition = (Condition) outgoingTransition.getProperty("condition");
                if (condition == null || condition.evaluate(execution)) {
                    transitionsToTake.add(outgoingTransition);
                }
            }
        }

        // 处理默认流
        if (transitionsToTake.isEmpty() && defaultSequenceFlow != null) {
            PvmTransition defaultTransition = execution.getActivity()
                .findOutgoingTransition(defaultSequenceFlow);
            transitionsToTake.add(defaultTransition);
        }

        // 执行所有选中的路径
        List<ActivityExecution> joinedExecutions = execution
            .findInactiveConcurrentExecutions(activity);
        execution.leaveActivityViaTransitions(transitionsToTake, joinedExecutions);
    }
}

使用场景

场景描述示例
多条件组合多个条件可能同时满足既满足特殊条件又满足紧急条件的订单
可选步骤某些处理步骤是可选的订单审核可能需要财务审核或风险评估或两者都需要
灵活路由根据复杂业务规则动态路由根据产品类型、金额、客户等级等多个维度决定审批路径

XML配置示例

<inclusiveGateway id="complexDecision" name="复杂决策网关" />

<sequenceFlow id="financeReview" sourceRef="complexDecision" targetRef="financeTask">
    <conditionExpression xsi:type="tFormalExpression">
        <![CDATA[${order.amount > 50000}]]>
    </conditionExpression>
</sequenceFlow>

<sequenceFlow id="riskReview" sourceRef="complexDecision" targetRef="riskTask">
    <conditionExpression xsi:type="tFormalExpression">
        <![CDATA[${order.riskLevel > 3}]]>
    </conditionExpression>
</sequenceFlow>

<sequenceFlow id="managerReview" sourceRef="complexDecision" targetRef="managerTask">
    <conditionExpression xsi:type="tFormalExpression">
        <![CDATA[${order.specialLevel > 5}]]>
    </conditionExpression>
</sequenceFlow>

三种网关对比分析

为了更清晰地理解三种网关的区别，以下是详细的对比表格：

特性排他网关 (XOR)并行网关 (AND)包容网关 (OR)
路径选择仅一条路径所有路径条件满足的所有路径
条件评估按顺序评估，选择第一个为真的条件不评估条件评估所有条件
执行方式串行选择并行执行并行执行满足条件的路径
汇聚行为不适用等待所有入向执行到达等待所有激活的入向执行到达
默认流支持不支持支持
使用场景简单条件分支并行任务处理复杂条件组合

最佳实践与注意事项

1. 网关选择指南

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2. 性能考虑

  • 排他网关：条件评估顺序影响性能，应将最可能满足的条件放在前面
  • 并行网关：大量并行分支可能消耗较多系统资源，需要合理设计
  • 包容网关：条件评估开销较大，复杂条件可能影响流程性能

3. 错误处理

为所有网关配置默认流或错误处理机制：

<sequenceFlow id="errorFlow" sourceRef="decisionGateway" targetRef="errorHandler">
    <conditionExpression xsi:type="tFormalExpression">
        <![CDATA[${!hasValidPath}]]>
    </conditionExpression>
</sequenceFlow>

4. 监控与调试

使用Camunda Cockpit监控网关执行情况：

  • 查看网关处的令牌（Token）分布
  • 监控条件表达式评估结果
  • 跟踪并行执行的进度状态

实战案例：订单处理流程

下面是一个综合使用三种网关的订单处理流程示例：

<process id="orderProcess" name="订单处理流程">

    <!-- 开始 -->
    <startEvent id="start" />
    <sequenceFlow id="flow1" sourceRef="start" targetRef="validateOrder" />
    
    <!-- 订单验证 -->
    <serviceTask id="validateOrder" name="验证订单" 
                 camunda:class="com.example.ValidateOrderDelegate" />
    
    <!-- 排他网关：基础决策 -->
    <exclusiveGateway id="basicDecision" />
    <sequenceFlow id="toParallel" sourceRef="basicDecision" targetRef="parallelGateway">
        <conditionExpression>${order.valid}</conditionExpression>
    </sequenceFlow>
    <sequenceFlow id="toReject" sourceRef="basicDecision" targetRef="rejectOrder">
        <conditionExpression>${!order.valid}</conditionExpression>
    </sequenceFlow>
    
    <!-- 并行网关：并行处理 -->
    <parallelGateway id="parallelGateway" />
    <sequenceFlow id="toPayment" sourceRef="parallelGateway" targetRef="processPayment" />
    <sequenceFlow id="toInventory" sourceRef="parallelGateway" targetRef="checkInventory" />
    
    <!-- 包容网关：复杂决策 -->
    <inclusiveGateway id="complexDecision" />
    <sequenceFlow id="toFinance" sourceRef="complexDecision" targetRef="financeReview">
        <conditionExpression>${order.amount > 100000}</conditionExpression>
    </sequenceFlow>
    <sequenceFlow id="toRisk" sourceRef="complexDecision" targetRef="riskReview">
        <conditionExpression>${order.riskLevel > 5}</conditionExpression>
    </sequenceFlow>
    
    <!-- 结束 -->
    <parallelGateway id="finalJoin" />
    <endEvent id="end" />
    
</process>

总结

Camunda的网关系统提供了强大的流程控制能力，三种核心网关各有其独特的应用场景：

  1. 排他网关：适用于简单的条件分支场景，选择唯一执行路径
  2. 并行网关：适用于需要同时执行多个独立任务的场景
  3. 包容网关：适用于复杂的多条件组合场景，灵活控制执行路径

正确选择和使用网关是设计高效、可靠业务流程的关键。通过本文的详细解析和实战示例，相信您已经掌握了Camunda网关的核心概念和使用技巧。在实际项目中，建议根据具体业务需求合理组合使用不同类型的网关，以构建出既满足业务要求又具有良好性能的流程系统。

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创作声明：本文部分内容由AI辅助生成（AIGC），仅供参考

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