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E-State和工作流

我在前面的文章“狀態機與工作流（State Machines and Workflow）”(WLDJ，卷3，第1期)中討論過工作流和狀態機，它們是面向流程的應用程序的補充實現策略。 狀態技術是對許多業務流程中所采用的“里程碑”技術所做繼承的強大抽象。另一方面，工作流 - 這里特指BEA Weblogic Integration的Business Process Modeler（BPM）組件 - 提供了重要的企業級服務，例如外部系統集成、人員工作列表（worklist）和任務管理，事件和計時器，以及XML消息處理。在前面的文章中指出過，混合的狀態-工作流解決方案有以下幾個部分：

1.  狀態機框架，由以下部分構成：
- 狀態模型： 一套狀態和轉換，在XML文檔中表達。
- Actor數據庫： 主角（actor)是指具有狀態的實體。Actor的狀態由狀態機保存在數據庫里。
- 狀態機引擎： 把事件插入Actor的狀態模型中，并相應地更新狀態。它還會在進入、退出狀態或者發生轉換時，調用用戶自定義動作類。
- 動作類： 用戶自定義的Java類，負責響應某種狀態的進入或退出，或者某個Actor在特定狀態模型下執行過濾形態。

2. BPM工作流：負責接收事件，然后把事件插入狀態機。

3. BPM工作流：設置計時器，在時間用盡的時候把超時事件插入狀態機。

4.  BPM工作流：某一狀態動作調用該工作流，給它分配一個工作列表任務或與外部系統交互。

E-State 是第一部分即狀態機框架的參考實現。本文來討論狀態機的體系結構。

E-State 體系結構

方法學

E-State的狀態模型基于實時面向對象建模（Real-time Object-Oriented Modeling －ROOM) 的方法。ROOM 的狀態圖是層次結構的，也就是說每個狀態可以擁有子狀態。這個主意很簡單，效果卻異常強大。 從人類思維的角度來看，平面狀態模型無法進行擴展。當狀態和轉換的數量增長時，平面模型就會變得難于理解。而層次狀態模型則可以分部分考察，每一部分理解起來相對就變得簡單了。例如，考慮圖 1。

在這個模型里，轉換 ab 會使狀態 a1 或 a2 變成狀態 b； 而轉換ac 會使狀態從 a1 或 a2 變成 c。所有狀態的轉換toC 會使狀態變成c。 在狀態 a1里的轉換 ba 會形成新的狀態 a。初始狀態是 b。狀態從 a1變為a2時，要經過轉換 a1a2，從 a2 變為a1時，要經過a2a1。轉換ca把狀態引到一個選擇點：如果最后的狀態是a1，就變成a1，否則就變成 a2。

同樣的場景，用層次結構來表示，理解起來就容易多了，如圖2所示：

首先，超級狀態 a被細分為狀態a1 和 a2（圖2中的右圖）；這樣整個系統的狀態圖（圖2中的左圖）變得更簡潔。從狀態的高最層來看，轉換ab 和 ba只是在狀態a 和 b之間轉換；但是在狀態 a里，可以看到 ba 指向子狀態 a1，而 ab則來源于a1。 轉換ac 從 a1 或 a2 開始，指向 c；轉換 ca 從c開始，指向 狀態a的最后一個子狀態。另外，轉換toC不象圖1中那樣，要從每個狀態來開始；來自最高層狀態的非擴展轉換點toC 的事件指向狀態 c，就可以表示需要的行為。

作為層次結構設計的成果之一，ROOM提供了二個強大的特性：組轉換和歷史恢復。所謂組轉換是指：針對指定狀態發生的轉換，不論指定狀態處在什么子狀態當中；轉換 ac 把狀態從 a 變為 c，不論狀態a的子狀態是a1還是 a2。歷史恢復 就是變回指定狀態最近的子狀態；轉換 ca 把狀態 c 變回 a最近的子狀態.

可以選擇的方法還有UML和Petri-nets，它們都支持層次結構。

引擎

E-State的核心是一個無狀態的會話Enterprise JavaBean (EJB)，它被稱為狀態機（StateMachine），如圖3中的陰影部分所示。

StateMachine EJB被配置成指向具體的狀態模型，使用XML文件來進行配置，配置文件中包含以下內容：

·一組狀態和一組轉換；

·唯一的命名空間，唯一命名空間有助于多重部署，稍后介紹。

·Java “動作”回調類的名稱，狀態機處理事件時，調用回調類。

EJB把模型用于“Actor”。在ROOM方法中，Actor指的是一個“活動”對象，狀態模型最好地描述了這個對象的行為。

(在 ROOM里，活動對象擁有自己的控制線程，以及一組自己的入站、出站消息接口。E-State里Actor的概念更嚴格) 在 E-State里，Actor是擁有狀態的實體，例如一個保險索賠。在一個模型里，從一個狀態到另一個狀態的轉換，反映了Actor的狀態變化；例如，索賠可能處在等待狀態，激活狀態，或者空閑狀態。 E-State 有三個表負責跟蹤Actor的狀態，這三個表是 Actor（主角）、Actor_Property（主角屬性）和 Actor_State（主角狀態），還有對應的實體 EJB (Actor，ActorProperty，和 ActorState) 來表示這三個表，如圖3所示。StateMachine EJB 某種程度上可以看作這些實體EJB的一個層面（facade）。StateMachine EJB的Actor管理方法有： createActor()，getCurrentState()，getChildState()， getActorProperty()，getActorProperties() 和 setActorProperty()。

狀態機余下的方法 (startMachine() 和 injectEvent()) 形成了狀態機引擎，驅動著Actor的狀態變化。實際上，startMachine()只是調用 injectEvent()，給它傳遞了一個特殊的“初始化”事件，由injectEvent()執行轉換操作，轉換操作的起點是模型中每個狀態的初始轉換點。所以， injectEvent() 方法是狀態機的核心，由它來驅動業務流程的動作前進。這個方法可以調用用戶自定義動作類，從而實現模型中所定義的狀態行動（StateAction）接口。動作類的功能是將重要的狀態機事件通知客戶，并向客戶請示邏輯決策。在表1里列出了動作類的方法。

表1  動作類的方法

在保險索賠的例子里，動作類啟動工作流，執行與任務相關的工作或者清理工作，或者啟動計數器。在 WebLogic Integration 7.0里，由BPM 的API啟動工作流。在In WebLogic Integration 8.1里，則用Web服務調用工作流。

表2里歸納了StateMachine EJB的方法。

表2 StateMachine EJB的方法

在保險索賠的例子里，插入器（Injector)工作流調用狀態機的 injectEvent()方法。在WebLogic Integration 7.0里，工作流使用一個業務操作來調用這個方法，而在 WebLogic Integration 8.1，則用EJB控件來完成。

數據庫架構

圖4顯示了保持Actor持久狀態信息的表結構。.

在主表 Actor里，保存了特定 模型類型的Actor的當前狀態。當前狀態是指Actor目前所處的葉子狀態。這個表的主鍵由Actor的唯一標識符和它的模型命名空間組合而成的。一個Actor可能在多個 模型命名空間里具有狀態。特別的是，如果在不同的命名空間里存在著同一模型的二個版本，那么在每個命名空間里的Actor狀態都能在Actor表里表示。

Actor_State表捕捉特定命名空間里的特定Actor的復合狀態的活動子狀態。這個表僅供內部使用，狀態引擎用來來實現歷史恢復。在actor和actor_state表之間存在著一對多的關系。

Actor_Property 表保存特定命名空間里的特定Actor的用戶自定義屬性。每個屬性都有一個名字（對于每個命名空間的每個Actor，名字必須是唯一的），一個類型，和一個值。這個表為客戶應用程序提供了方便，可以把一組數據與角色關聯；更常見的情況是，應用程序的數據保存在應用程序的數據存儲機制里。

部署

StateMachine EJB會為每個狀態模型部署一個不同的實例。每個實例的源代碼是相同的（相同的home和 remote接口，相同的實現），但是具體的配置不同。StateMachine EJB的部署描述符指定了唯一的JNDI(Java命名和目錄接口）名（客戶用這個名字來定位EJB），還有一個對模型XML文件的引用。例如，保險狀態模型的StateMachine EJB可能有一個 JNDI 名"state_insurance" ，并指向文件 "Insurance.xml"。要與這個模型交互，客戶應用程序可以用"state-insurance"這個JNDI名來訪問模型的EJB并調用EJB的方法。這個特殊的方法有著顯著的優勢：

·生命周期：要想準備好一個可供處理的新狀態模型，需要部署一個指定該模型的StateMachine EJB。要想取消這個模型，需要取消EJB的部署。要把變化交給模型，需要用修改過的模型文件重新部署EJB。

·版本管理：如果現有的狀態模型有一個新的主版本，那么新版本可以部署成獨立的EJB，與以前的版本并存。

例如，“state-insurance-1.1”可以與“state-insurance”并存。

數據模型同樣支持版本管理。給定的Actor有多個模型的持久狀態，包括相同模型的不同版本，只有模型有不同的名稱。.

大多數業務流程要運行相當長的時候，所以應用程序升級的管理變得極富挑戰。有二個場景很難解決：

1.做了一個小補丁，但是有Actor正在用沒有打補丁的版本運行著。

2. 做了一個主要補丁，只有新Actor可用，舊的Actor仍然使用以前的版。.

E-State 是解決這些問題聰明的解決方案：

1.應用小補丁，意味著為模型重新部署現有EJB。Actor會在停止的地方重新開始，補丁同時發揮作用。.

2.應用主要補丁，意味著用一個獨立的命名空間部署新的EJB，而現在已經部署的EJB保持不變。模型彼此獨立，這樣老Actor用舊版本運行，新Actor用新版本運行。

結束語

E-State是由ROOM方法所啟發的一個企業級狀態機框架。它與BMP工作流集成在一起，提供了關鍵的集成服務，例如系統集成、事件、計時器、工作列表以及XML。這為開發面向流程的業務應用程序提供了強大的解決方案。E-State中包括：運行時引擎，狀態模型架構，持久性服務，用戶自定義“動作”類（在發生轉換時，在進入或退出狀態時，引擎會調用用戶自定義“動作”類。）動作類調用工作流來利用BPM服務；而工作流被事件觸發時，則調用引擎來觸發轉換。

參考資料 

·  Selic, Gullickson, and Ward. (1994). Real-Time Object-Oriented Modeling. Wiley.