工作流引擎设计与Java实现

一、核心架构与UML类图

1. UML类图解析:

在这里插入图片描述

二、Java核心实现代码

1.流程定义(核心类):

// 流程任务节点定义
public class TaskNode {
    private String nodeId;
    private NodeType type; // 节点类型:START/END/TASK/DECISION
    private Map<String, String> nextNodes = new HashMap<>(); // 条件分支

    public boolean execute(ExecutionContext context) {
        // 执行节点逻辑(可扩展)
        switch (type) {
            case START:
                System.out.println("流程启动");
                return true;
            case TASK:
                System.out.println("执行任务: " + nodeId);
                return true;
            case DECISION:
                String condition = (String) context.getVariable("condition");
                String nextNodeId = nextNodes.get(condition);
                context.setCurrentNodeId(nextNodeId);
                return true;
            case END:
                System.out.println("流程结束");
                return false;
            default:
                throw new IllegalStateException("未知节点类型");
        }
    }
}

// 流程定义存储
public class WorkflowDefinition {
    private String id;
    private List<TaskNode> nodes = new ArrayList<>();
    
    public void addNode(TaskNode node) {
        nodes.add(node);
    }
}

2. 流程实例管理:

// 流程实例
public class WorkflowInstance {
    private String instanceId;
    private WorkflowState state;
    private Map<String, Object> variables = new HashMap<>();
    private String currentNodeId;

    public List<TaskNode> getCurrentTasks(WorkflowDefinition definition) {
        return definition.getNodes().stream()
                .filter(node -> node.getNodeId().equals(currentNodeId))
                .collect(Collectors.toList());
    }
}

3. 引擎执行器:

public class WorkflowEngine {
    private Map<String, WorkflowDefinition> definitions = new HashMap<>();
    private Map<String, WorkflowInstance> instances = new HashMap<>();

    // 启动流程
    public String startWorkflow(String definitionId) {
        WorkflowDefinition definition = definitions.get(definitionId);
        WorkflowInstance instance = new WorkflowInstance();
        instance.setCurrentNodeId("START");
        instances.put(instance.getInstanceId(), instance);
        executeNextTask(instance);
        return instance.getInstanceId();
    }

    // 执行任务链
    private void executeNextTask(WorkflowInstance instance) {
        WorkflowDefinition definition = definitions.get(instance.getDefinitionId());
        List<TaskNode> currentTasks = instance.getCurrentTasks(definition);
        
        currentTasks.forEach(task -> {
            ExecutionContext context = new ExecutionContext(instance);
            boolean continueExecution = task.execute(context);
            if (continueExecution) {
                instance.setCurrentNodeId(task.getNextNodeId());
                executeNextTask(instance); // 递归执行
            } else {
                instance.setState(WorkflowState.COMPLETED);
            }
        });
    }
}

三、流程执行UML活动图:

在这里插入图片描述

四、典型流程示例

1. 审批流程定义:

public class ApprovalWorkflowDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 1. 定义流程
        WorkflowDefinition definition = new WorkflowDefinition("approval_flow");
        
        TaskNode start = new TaskNode("START", NodeType.START);
        start.addNextNode("SUBMIT", "submit_task");
        
        TaskNode submit = new TaskNode("submit_task", NodeType.TASK);
        submit.addNextNode("NEXT", "manager_approval");
        
        TaskNode approval = new TaskNode("manager_approval", NodeType.DECISION);
        approval.addNextNode("APPROVE", "end");
        approval.addNextNode("REJECT", "submit_task"); // 打回重填
        
        definition.addNode(start);
        definition.addNode(submit);
        definition.addNode(approval);

        // 2. 启动流程
        WorkflowEngine engine = new WorkflowEngine();
        String instanceId = engine.startWorkflow("approval_flow");
    }
}

2. 执行输出:

流程启动
执行任务: submit_task
执行决策节点: manager_approval
流程结束

五、扩展方向

1.持久化存储‌:

// 使用JPA实现流程状态存储
@Entity
public class WorkflowInstanceEntity {
    @Id
    private String instanceId;
    @Enumerated(EnumType.STRING)
    private WorkflowState state;
}

2.分布式任务调度‌:

// 集成RabbitMQ实现任务分发
@RabbitListener(queues = "workflow_tasks")
public void handleTask(TaskMessage message) {
    engine.executeTask(message.getInstanceId(), message.getTaskId());
}

3.附录:

在这里插入图片描述

总结:

通过本文的学习,我们了解了工作流引擎的基本概念及其在实际应用中的重要性。虽然我们构建了一个非常简化的版本,但它涵盖了工作流引擎的主要元素:流程定义、流程实例、活动和转移。对于更复杂的应用场景,可以考虑使用成熟的开源工作流引擎,如Activiti、Camunda等,它们提供了更多高级特性,如图形化编辑器、持久化支持等。

前 言 1 1 概 述 2 1.1 选题背景 2 1.2 组织结构 2 2 所用相关技术和方法 3 2.1 工作流 3 2.1.1 什么叫工作流 3 2.1.2 工作流发展 3 2.1.3 工作流的优点 3 2.2 MVC工作模式 4 2.2.1 MVC设计思想 4 2.2.2 MVC的具体实现 5 2.2.3 MVC的不足 6 2.3 JSP技术介绍 6 2.3.1 JSP的运行原理 7 2.3.2 JSP的生命周期 8 2.3.3 Servlet和JavaBean技术介绍 8 2.3.4 Java 虚拟机 9 2.3.5 JSP访问SQL Server 2000数据库 9 2.4 数据库后台环境配置 10 2.5 系统开发工具简介 10 2.5.1 Dreamweaver 10 2.5.2 MyEclipse 10 2.5.3 Tomcat 11 2.5.4 SQL Server2000 11 2.5.5 chs_sql2ksp3 12 3 系统需求分析 13 3.1 系统功能分析 13 3.2 系统性能分析 13 3.3 系统方案的确定和评价 13 4 系统总体设计 15 4.1 系统层次模块图 15 4.1.1 营业厅模块 15 4.1.2 收费管理模块 16 4.2 系统数据流程图 16 4.3 数据表设计 18 5 详细设计及编码 21 5.1 编写JAVABEAN 21 5.2 营业厅实现函数 21 5.3 收费厅主要的实现函数 22 5.4 JAVABEAN主要实现模块 22 5.4.1 中文字符格式的转换模块(Stringto.java) 22 5.4.2 自动生成验证码(Ran.java) 22 5.4.3 数据库的连接(ConnectionFactory.java) 23 5.4.4 数据库连接的关闭(DatabaseUtils.java)--只提供接口 23 5.4.5 密码修改模块(Common_fuction.java) 24 5.4.6 时间格式转换(timeBean.java) 24 5.4.7 数据统计(counthander.java) 25 5.4.8 营业厅的接口(luruaction.java) 27 5.4.9 营业厅的主要函数实现(luruhander.java) 28 5.4.10 收费厅的主要函数接口 32 5.5 管理员登陆模块 33 5.5.1 管理员登录 33 5.6 营业厅管理模块 36 5.6.1 Left.jsp页面 36 5.6.2 Work.jsp 40 5.6.3 customerlistinfo.jsp 41 5.6.4 allinfo.jsp 41 5.7 收费厅管理模块 42 5.7.1 Left.jsp 42 5.7.2 Work.jsp 43 5.7.3 Customerlistinfo.jsp 43 5.7.4 gongdan.jsp 43 6 系统测试维护 45 6.1 测试目的 45 6.2 测试环境 45 6.3 系统测试 45 6.4 系统维护 45 7 开发难点技术 46 7.1 主要程序实现的代码描述 46 7.1.1 验证码的自动生成 46 7.1.2 生成WORD工单 46 7.1.3 以一定的时间刷新页面 47 7.1.4 JSP中文问题的解决 47 7.2 在程序编码过程遇到的主要问题: 48 7.3 代码编写风格 49 7.4 我的不足: 49 结束语 50 致 谢 50
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