工作流之Flowable

一、定义

工作流（Workflow）是一种自动化处理业务过程的方法，用于定义、执行和管理业务任务的顺序。它主要解决的是“使在多个参与者之间按照某种预定义的规则传递文档、信息或任务的过程自动进行，从而实现某个预期的业务目标，或者促使此目标的实现”。Flowable是一个基于Java的开源BPM（业务流程管理）框架，它主要基于Activiti中的一些组件，并在此基础上进行了扩展和升级。

二、功能

Flowable的功能非常强大，涵盖了业务流程管理的多个方面。以下是其主要功能的详细介绍：

1. 流程定义：

• Flowable支持BPMN 2.0标准，使得流程定义更加规范和易于维护。
• 通过Flowable的工作流设计器，用户可以直观地定义工作流程、任务、网关、决策等元素。

2. 流程引擎配置：

• Flowable提供了灵活的流程引擎配置选项，允许用户根据需要调整工作流的执行方式。
• 用户可以选择合适的流程引擎，如Activiti、Camunda等，并进行相应的配置和集成。

3. 流程执行：

• Flowable的执行器能够确保流程的正确执行，并根据流程定义自动完成任务和判断。
• 流程实例启动后，会按照预定义的流程进行执行，包括任务完成、网关判断、决策结果等。

4. 流程监控：

• Flowable提供了丰富的监控工具，允许用户实时监控和管理流程。
• 用户可以查看流程状态、任务完成情况、性能指标等，以便及时发现和解决流程中存在的问题。

5. 任务管理：

• Flowable的任务服务提供了任务分配、委派、转派、认领以及完成等功能。
• 通过任务服务，用户可以方便地管理任务的生命周期，确保任务的正确执行。

6. 历史数据管理：

• Flowable支持历史数据的记录和查询，包括流程实例、任务、变量、活动和步骤等。
• 通过历史数据管理，用户可以分析流程的执行情况，优化流程设计。

7. 用户和组管理：

• Flowable提供了用户和组的管理功能，允许用户创建、更新、删除和查询用户和组的信息。
• 这有助于实现基于角色的访问控制，确保流程的安全性。

8. RESTful API：

• Flowable通过RESTful API提供服务，方便与其他系统集成。
• 用户可以通过编写调用API的客户端程序来使用Flowable引擎服务。

三、特点

Flowable作为一个轻量级的业务流程引擎，具有以下显著特点：

1. 可扩展性：

• Flowable提供了一组可扩展的API，使得开发人员可以根据需要自定义工作流。
• 它支持与多种应用程序集成，如Spring和Hibernate等，以实现更高级的工作流管理。

2. 易用性：

• Flowable提供了易于使用的API和工具，使得开发人员可以快速构建工作流应用程序。
• 它还提供了直观的Web-based模型设计器，使得非技术人员也可以方便地创建和修改流程定义。

3. 可视化：

• Flowable支持基于Web的图形化编辑器，用户可以直观地设计、部署和监控工作流。
• 它还提供了动态表单设计功能，允许用户根据业务需求定制表单字段和布局。

4. 平台独立性：

• Flowable在设计时避免了与底层系统相关的代码，从而实现平台独立性。
• 它可以部署在不同的云提供商的环境中，并支持基于容器的部署。

5. 高性能：

• Flowable具有高性能工作流建模和执行能力，可以在大量用户和大量数据的情况下快速运行。
• 它通过优化引擎性能和可靠性，确保工作流应用程序的高效和稳定。

6. 灵活性：

• Flowable支持多种流程，并允许用户创建自定义操作，以适应各种业务需求。
• 它还提供了丰富的扩展性和个性化定制能力，可以满足各种复杂场景的需求。

四、应用场景

Flowable工作流引擎适用于多种应用场景，包括但不限于：

1. 企业内部流程管理：

• 如请假审批、报销流程、合同审批等。
• 通过Flowable，企业可以自动化处理这些内部流程，提高工作效率和准确性。

2. 业务流程自动化：

• 如订单处理、物流跟踪、客户服务等。
• Flowable可以自动化处理这些业务流程，减少人工干预和错误率。

3. 复杂业务逻辑处理：

• 如金融交易、保险理赔、供应链管理等。
• 通过Flowable，企业可以处理这些复杂的业务逻辑，优化流程设计和执行方式。

4. 微服务架构集成：

• Flowable可以与微服务架构无缝集成，实现业务流程的自动化和监控。
• 这有助于企业构建更加灵活和可扩展的系统架构。

五、优势

Flowable工作流引擎相比其他同类产品具有以下显著优势：

1. 全面的功能支持：

• Flowable支持BPMN 2.0、CMMN和DMN标准，提供了全面的功能支持。
• 它涵盖了流程定义、流程执行、流程监控、任务管理、历史数据管理等多个方面，满足企业复杂的业务流程管理需求。

2. 优秀的性能表现：

• Flowable具有高性能工作流建模和执行能力，可以在大量用户和大量数据的情况下快速运行。
• 它通过优化引擎性能和可靠性，确保工作流应用程序的高效和稳定。

3. 灵活的扩展性：

• Flowable提供了一组可扩展的API，使得开发人员可以根据需要自定义工作流。
• 它支持与多种应用程序集成，如Spring和Hibernate等，以实现更高级的工作流管理。

4. 直观的可视化工具：

• Flowable提供了直观的Web-based模型设计器和表单设计器，使得非技术人员也可以方便地创建和修改流程定义。
• 这大大降低了使用门槛，提高了工作效率。

5. 强大的社区支持：

• Flowable是一个开源项目，拥有活跃的社区支持和丰富的文档资源。
• 用户可以通过社区获取帮助和支持，共同解决问题和改进产品。

六、架构与组件

Flowable的架构主要分为四部分：工作流引擎、应用程序接口（API）、模型器和任务表单设计器。

1. 工作流引擎：

• Flowable的核心组件，包括运行时引擎和执行引擎。
• 它管理整个流程的生命周期，监控、控制任务的执行以及记录流程实例的状态等信息。

2. 应用程序接口（API）：

• 根据RESTful风格，提供给外部系统访问Flowable引擎的接口。
• 用户可以通过编写调用API的客户端程序来使用Flowable引擎服务。

3. 模型器：

• 用于创建和修改流程定义文件，支持基于Web的图形化编辑器。
• 用户可以通过模型器直观地定义工作流程、任务、网关、决策等元素。

4. 任务表单设计器：

• 用于创建和修改任务表单，支持基于Web的表单设计器。
• 用户可以通过表单设计器定制表单字段和布局，以满足业务需求。

七、数据库表结构

Flowable的所有数据库表都以ACT_开头，第二部分是说明表用途的两字符标示符。以下是主要表结构的解释：

1. ACT_RE_：

• 'RE’代表repository。带有这个前缀的表包含“静态”信息，例如流程定义与流程资源（图片、规则等）。
• 主要表包括ACT_RE_DEPLOYMENT（部署对象）、ACT_RE_MODEL（基于流程的模型信息）、ACT_RE_PROCDEF（流程定义）等。

2. ACT_RU_：

• 'RU’代表runtime。这些表存储运行时信息，例如流程实例（process instance）、用户任务（user task）、变量（variable）、作业（job）等。
• 主要表包括ACT_RU_ACTINST（运行中实例的活动表）、ACT_RU_EXECUTION（运行的实例表）、ACT_RU_TASK（运行中的正常节点任务）等。

3. ACT_HI_：

• 'HI’代表history。这些表存储历史数据，例如已完成的流程实例、变量、任务等。
• 主要表包括ACT_HI_ACTINST（历史活动实例）、ACT_HI_PROCINST（历史流程实例）、ACT_HI_TASKINST（历史任务实例）等。

4. ACT_GE_：

• 通用数据表，在多处使用。
• 主要表包括ACT_GE_BYTEARRAY（保存流程的bpmn的xml以及流程的Image缩略图等信息）、ACT_GE_PROPERTY（Flowable相关的基本信息）等。

5. ACT_ID_*：

• 表示组织信息，如用户、用户组等。

八、实战应用

以下是使用Flowable进行业务流程管理的一个简单实战应用示例：

1. 添加依赖

在Spring Boot项目中添加Flowable的依赖，以便使用其提供的服务。

<dependencies>
    <!-- Spring Boot 依赖 -->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
        <scope>test</scope>
    </dependency>
    <!-- Flowable 依赖 -->
    <dependency>
        <groupId>org.flowable</groupId>
        <artifactId>flowable-spring-boot-starter</artifactId>
        <version>6.7.1</version> <!-- 确保使用最新版本 -->
    </dependency>
    <!-- 数据库驱动依赖 -->
    <dependency>
        <groupId>mysql</groupId>
        <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
        <version>8.0.18</version> <!-- 确保使用与数据库兼容的版本 -->
    </dependency>
</dependencies>

2. 配置数据库

在application.yml或application.properties中配置数据库连接信息。

spring:
  datasource:
    driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver
    url: jdbc:mysql://localhost:3306/flowable?useUnicode=true&characterEncoding=utf8&tinyInt1isBit=false&useSSL=false&serverTimezone=GMT&nullCatalogMeansCurrent=true
    username: root
    password: root

flowable:
  database-schema-update: true # 每次启动时自动创建或更新数据库表

3. 创建流程定义文件

使用Flowable Modeler或其他BPMN工具创建流程定义文件（.bpmn20.xml）。例如，一个简单的请假流程定义文件可能如下所示：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<definitions xmlns="http://www.omg.org/spec/BPMN/20100524/MODEL"
             xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
             xsi:schemaLocation="http://www.omg.org/spec/BPMN/20100524/MODEL BPMN20.xsd"
             xmlns:flowable="http://flowable.org/bpmn"
             targetNamespace="LeaveProcess">

    <process id="leaveProcess" name="Leave Process" isExecutable="true">
        <startEvent id="startEvent" name="Start" />

        <sequenceFlow id="flow1" sourceRef="startEvent" targetRef="userTask1" />

        <userTask id="userTask1" name="Submit Leave Request" flowable:assignee="employee" />

        <sequenceFlow id="flow2" sourceRef="userTask1" targetRef="userTask2" />

        <userTask id="userTask2" name="Approve Leave Request" flowable:assignee="manager" />

        <sequenceFlow id="flow3" sourceRef="userTask2" targetRef="endEvent" />

        <endEvent id="endEvent" name="End" />
    </process>
</definitions>

4. 部署流程定义

在Spring Boot项目中编写代码来部署流程定义文件。

import org.flowable.engine.ProcessEngine;
import org.flowable.engine.ProcessEngineConfiguration;
import org.flowable.engine.repository.Deployment;
import org.springframework.boot.CommandLineRunner;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.context.annotation.Bean;

@SpringBootApplication
public class FlowableApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(FlowableApplication.class, args);
    }

    @Bean
    public ProcessEngine processEngine() {
        return ProcessEngineConfiguration
                .createStandaloneInMemProcessEngineConfiguration()
                .buildProcessEngine();
    }

    @Bean
    public CommandLineRunner run(ProcessEngine processEngine) {
        return args -> {
            Deployment deployment = processEngine.getRepositoryService()
                    .createDeployment()
                    .addClasspathResource("path/to/your/leaveProcess.bpmn20.xml")
                    .deploy();

            System.out.println("Deployment ID: " + deployment.getId());
        };
    }
}

5. 启动流程实例

编写代码来启动流程实例并完成任务。

import org.flowable.engine.ProcessEngine;
import org.flowable.engine.RuntimeService;
import org.flowable.engine.TaskService;
import org.flowable.engine.runtime.ProcessInstance;
import org.flowable.engine.task.Task;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.CommandLineRunner;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Component
public class FlowableRunner implements CommandLineRunner {

    @Autowired
    private ProcessEngine processEngine;

    @Override
    public void run(String... args) throws Exception {
        // 启动流程实例
        RuntimeService runtimeService = processEngine.getRuntimeService();
        ProcessInstance processInstance = runtimeService.startProcessInstanceByKey("leaveProcess");

        System.out.println("Process Instance ID: " + processInstance.getId());

        // 完成任务
        TaskService taskService = processEngine.getTaskService();
        Task task = taskService.createTaskQuery().processInstanceId(processInstance.getId()).singleResult();

        while (task != null) {
            System.out.println("Task ID: " + task.getId());
            System.out.println("Task Name: " + task.getName());
            System.out.println("Task Assignee: " + task.getAssignee());

            // 假设当前用户是任务分配者，完成任务
            taskService.complete(task.getId());

            // 查询下一个任务
            task = taskService.createTaskQuery().processInstanceId(processInstance.getId()).singleResult();
        }

        System.out.println("Process Instance Ended");
    }
}

6. 监控和管理流程

通过Flowable提供的API或Flowable UI来监控和管理流程实例、任务、变量等。

• Flowable API提供了丰富的服务，如RuntimeService、TaskService、HistoryService等，用于查询和管理流程实例、任务、历史数据等。
• Flowable UI提供了一套基于Web的用户界面，用于直观地监控和管理流程实例、任务、变量等。

7. 自定义和扩展

根据业务需求，可以自定义和扩展Flowable的功能。

• 通过实现Flowable提供的接口或继承其类，可以自定义任务监听器、执行监听器、表单字段类型等。
• 通过编写自定义的Java Delegate或Spring Bean，可以将业务逻辑集成到流程中。
• 通过集成外部系统（如邮件服务、消息队列等），可以实现流程与其他系统的交互。

通过以上步骤，您可以在Spring Boot项目中使用Flowable来构建和管理业务流程。Flowable的灵活性和强大的功能将帮助您实现业务流程的自动化和高效管理。

九、总结

Flowable是一个基于Java的开源BPM框架，它在Activiti的基础上进行了扩展和升级。Flowable提供了全面的功能支持，包括流程定义、执行、监控、任务管理、历史数据管理和用户组管理等。其特点在于可扩展性、易用性、可视化、平台独立性、高性能和灵活性。通过Flowable，企业可以自动化处理内部流程、业务流程以及复杂业务逻辑，提高工作效率和准确性。
在实战应用中，Flowable可以与Spring Boot等框架无缝集成，通过添加依赖、配置数据库、创建流程定义文件、部署流程定义、启动流程实例等步骤，快速构建工作流应用程序。同时，Flowable提供了丰富的API和Web-based模型设计器，使得开发人员和非技术人员都可以方便地创建和修改流程定义。
此外，Flowable还支持多种流程，并允许用户创建自定义操作，以适应各种业务需求。其强大的社区支持和丰富的文档资源也为用户提供了极大的便利。
总之，Flowable是一个功能强大、易于使用、灵活可扩展的业务流程管理框架，适用于多种应用场景，可以帮助企业实现业务流程的自动化和高效管理。