2003 年 9 月 01 日

本 文描述了一種新工具，該工具是在alphaWorks網(wǎng)站上發(fā)布的Emerging Technologies Toolkit version 1.1 （ETTK），它采取用統(tǒng)一建模語(yǔ)言（Unified Modeling Language，UML）定義的流程并生成相應(yīng)的BPEL和WSDL文檔來(lái)實(shí)現(xiàn)該流程。這種性能用于突出對(duì)象管理組（OMGs）模型驅(qū)動(dòng)體系結(jié)構(gòu) （MDA）創(chuàng)始的一些優(yōu)點(diǎn)：提高開(kāi)發(fā)過(guò)程中的抽象水平，因此獲得更高的生產(chǎn)率， 更好的質(zhì)量，能夠隔離于技術(shù)的根本改變。

如此多的XML ...

隨 著面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)（SOA）的出現(xiàn)，應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)經(jīng)歷了一次徹底改變。這種架構(gòu)合并了基于XML的標(biāo)準(zhǔn)，例如WSDL、簡(jiǎn)單對(duì)象訪(fǎng)問(wèn)協(xié)議 （SOAP）、統(tǒng)一描述、發(fā)現(xiàn)和集成協(xié)議（UDDI）和現(xiàn)在的BPEL。然而，當(dāng)您能做更多的事情時(shí)，開(kāi)發(fā)任務(wù)的大小和復(fù)雜性已經(jīng)提高，并且開(kāi)發(fā)者會(huì)發(fā)現(xiàn) 他們沉迷于文檔和語(yǔ)法中，而迷失了他們工作的主要目標(biāo)。另外，開(kāi)發(fā)人員的目標(biāo)在發(fā)生變化，標(biāo)準(zhǔn)本身也處在發(fā)展之中。因而，為了能快速的采用Web服務(wù)，開(kāi) 發(fā)者正在尋找解決復(fù)雜、高效和技術(shù)改變問(wèn)題的答案。

UML到BPEL的映射工具能夠獲得用UML工具（例如： IBM Rational的XDE或Rose）開(kāi)發(fā)的流程模型，并且能將它們轉(zhuǎn)換為正確的BPEL和WSDL文檔來(lái)實(shí)現(xiàn)該流程。 Emerging Technologies Toolkit version 1.1 （ETTK）是測(cè)試有趣的新技術(shù)的環(huán)境，并且現(xiàn)在具有兩種格式：autonomic和webservices。本文重點(diǎn)介紹后者—— webservices。

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BPEL是什么？

BPEL 提供了一種XML注釋和語(yǔ)義，用于指定基于Web服務(wù)的業(yè)務(wù)流程行為。使用合作伙伴的交互方式，定義了該BPEL4WS流程。合作伙伴可以將服務(wù)提供給流 程，也可以向流程請(qǐng)求服務(wù)，或者參與到流程的雙向交互中。BPEL通過(guò)指定順序來(lái)編排Web服務(wù)，這對(duì)服務(wù)集合的調(diào)用來(lái)說(shuō)意義深遠(yuǎn)。BPEL還針對(duì)每個(gè)服 務(wù)分配了合作伙伴的責(zé)任。您可以使用它來(lái)指定合作伙伴的公共接口和可執(zhí)行流程的描述。

BPEL 1.1是該規(guī)范的最新版本。它除了澄清術(shù)語(yǔ)之外，還允許較好的變量范圍和附加的事件處理程序。有關(guān)該規(guī)范的最新版本和BPEL介紹，請(qǐng)參閱最前面的兩篇相關(guān)內(nèi)容鏈接。

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為什么使用UML？

UML是一種OMG標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)提供了一種可視化的建模表示法，這對(duì)設(shè)計(jì)和了解復(fù)雜的系統(tǒng)很有效。

UML 具有下列幾種通用優(yōu)點(diǎn)：它是眾所周知的面向?qū)ο螅∣bject-Oriented ，oo）建模表示法，具有非常容易理解的圖形表示法以及一套豐富的語(yǔ)義集來(lái)捕獲OO系統(tǒng)的關(guān)鍵特征。 UML廣泛地應(yīng)用于面向?qū)ο蟮能浖_(kāi)發(fā)，還常用于定制的、基于組件的軟件開(kāi)發(fā)、業(yè)務(wù)流程建模和系統(tǒng)設(shè)計(jì)。這使大部分UML經(jīng)驗(yàn)?zāi)鼙粦?yīng)用到成熟的Web服務(wù) 技術(shù)中。

擴(kuò)展UML

擴(kuò) 展或定制UML的特性對(duì)MDA來(lái)說(shuō)是很必要的；可以通過(guò)定制UML來(lái)支持系統(tǒng)建模，這種系統(tǒng)是需要完全或部分的部署到Web服務(wù)基礎(chǔ)架構(gòu)上。本文主要介紹 模板（stereotypes）。模板（stereotypes）是一種對(duì)模型的元素進(jìn)行分類(lèi)的方法。例如，如果您有一個(gè)表示顧客的類(lèi)，那么您可以附加 <<entity>> 模板（stereotypes）來(lái)表示它代表一個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象（或許是Entity Bean）。這種信息有助于人們對(duì)模型的可讀性，甚至可以用來(lái)改變表示CASE工具（例如Rational Rose）中類(lèi)的圖標(biāo)。然而，在這種情況下您可以使用它來(lái)指導(dǎo)模型的翻譯。要記住，您可以將模板（stereotypes）添加到UML模型中的更多元素 上。還可以在配置文件（Profile）中結(jié)合這些模板（stereotypes）。為了表示特定的興趣域，UML配置文件（Profiles）用于定義 對(duì)基本UML的擴(kuò)展集合。例如那些為CORBA和數(shù)據(jù)建模（Data Modeling）定義的配置文件（Profiles）。配置文件定義了要使用的UML元素，如何對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)展，以及約束元素集合的良好性規(guī)則（ well-formedness rules）。

下面部 分，我將介紹一種UML配置文件（Profile），可以通過(guò)構(gòu)建與BPEL4WS（Web服務(wù)業(yè)務(wù)流程執(zhí)行語(yǔ)言）相對(duì)應(yīng)的一套語(yǔ)義結(jié)構(gòu)來(lái)支持建模。同時(shí) 還將描述BPEL4WS映射，BPEL4WS映射可以從適合配置文件的UML模型自動(dòng)生成Web服務(wù)制品（BPEL、WSDL、XSD）。

下面部分將展示實(shí)際的BPEL例子以及UML配置文件（Profile），并重點(diǎn)講述關(guān)鍵概念。

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自動(dòng)化業(yè)務(wù)流程的UML配置文件（Profile）

這部分通過(guò)一個(gè)例子介紹了UML配置文件子集，該例子定義了一個(gè)簡(jiǎn)單本的貸款批準(zhǔn)流程。在本例中您將會(huì)在ETTK的README文檔中發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)換器。它可以被總結(jié)為如下所示：

“在 收到貸款請(qǐng)求時(shí)，將請(qǐng)求的數(shù)值與數(shù)值（10000）比較。如果請(qǐng)求的數(shù)值比較少，那么將調(diào)用Assessor服務(wù)，否則將將調(diào)用Approver服務(wù)。如 果Accessor認(rèn)為該請(qǐng)求的風(fēng)險(xiǎn)比較高，它也將被傳遞給Approver。當(dāng)Approver完成或者Accessor接受時(shí)，將會(huì)返回批準(zhǔn)信息。”

BPEL 流程是有狀態(tài)的并包含實(shí)例，所以在BPEL中，這種情況都會(huì)被作為一個(gè)LoanApproval流程而實(shí)現(xiàn)，對(duì)于被處理的每個(gè)實(shí)際貸款申請(qǐng)， LoanApproval流程都會(huì)有一個(gè)實(shí)例。每個(gè)實(shí)例都用BPEL變量來(lái)捕獲它自己的狀態(tài)。在UML配置文件中，流程被表示為 <<Process>> 模板類(lèi)。類(lèi)的屬性與流程的狀態(tài)相對(duì)應(yīng)（在BPEL4WS 1.0術(shù)語(yǔ)中的容器，或者BPEL 1.1中的變量） 圖1顯示了表示貸款批準(zhǔn)流程的UML類(lèi) 。

通過(guò)活動(dòng)圖可以清楚的描述類(lèi)的行為。 圖2顯示了貸款批準(zhǔn)流程的活動(dòng)圖。例如， invokeAssessor 活動(dòng)顯示為帶有圓角的長(zhǎng)方形。執(zhí)行的操作顯示為活動(dòng)的入口條件；例如， riskAssessment （一個(gè)變量）被設(shè)置為檢查服務(wù)的結(jié)果。通過(guò)UML分區(qū)（也作為泳道）來(lái)表示流程中通信的合作伙伴：customer、assessor以及 approver。每個(gè)分區(qū)中顯示了往合作伙伴發(fā)送或者接收信息的活動(dòng)。箭頭表示流程執(zhí)行活動(dòng)的順序。注意分派（assingment）活動(dòng)沒(méi)有放到一個(gè) 分區(qū)中；它描繪了發(fā)生在它自身流程內(nèi)的活動(dòng)，該流程不需要外部服務(wù)。

應(yīng)答（reply）活動(dòng)向顧客返回響應(yīng)，完成流程的處理。每個(gè)活動(dòng)都有一個(gè)描述性的名稱(chēng)和輸入活動(dòng)來(lái)細(xì)化活動(dòng)執(zhí)行的工作。

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映射到BPEL4WS

自動(dòng)化業(yè)務(wù)流程的UML配置文件表示可以從UML模型生成完整的可執(zhí)行BPEL制品。 表1 概要的展示了從配置文件到BPEL的映射，覆蓋到了本文介紹的配置文件子集。

清單1（由于版面空間原因，這里省略了很多細(xì)節(jié)代碼）顯示了BPEL文檔的縮減版本，該文檔是由本文介紹的貸款批準(zhǔn)例子生成的。

                    <process name="loanApprovalProcess" ...>
                    <variables>
                    <variable name="request"
                    messageType="loandef:creditInformationMessage"/>
                    <variable name="riskAssessment"
                    messageType="asns:riskAssessmentMessage"/>
                    ...
                    </variables>
                    ...
                    <flow>
                    <receive name="receive1" partner="customer"
                    portType="apns:loanApprovalPT"
                    operation="approve" variable="request"
                    createInstance="yes">
                    <source linkName="receive-to-assess"
                    transitionCondition=
                    "bpws:getVariableData(‘request‘, ‘a(chǎn)mount‘)<10000"/>
                    <source linkName="receive-to-approval"
                    transitionCondition=
                    "bpws:getVariableData(‘request‘, ‘a(chǎn)mount‘)>=10000"/>
                    </receive>
                    <invoke name="invokeAssessor" partner="assessor"
                    portType="asns:riskAssessmentPT"
                    operation="check"
                    inputVariable="request"
                    outputVariable="riskAssessment">
                    <target linkName="receive-to-assess"/>
                    <source linkName="assess-to-setMessage"
                    transitionCondition=
                    "bpws:getVariableData(‘riskAssessment‘, ‘risk‘)=‘low‘"/>
                    <source linkName="assess-to-approval"
                    transitionCondition=
                    "bpws:getVariableData(‘riskAssessment‘, ‘risk‘)!=‘low‘"/>
                    </invoke>
                    <assign name="assign">
                    <target linkName="assess-to-setMessage"/>
                    <source linkName="setMessage-to-reply"/>
                    <copy>
                    <from expression="‘yes‘"/>
                    <to variable="approvalInfo" part="accept"/>
                    </copy>
                    </assign>
                    ...
                    <reply name="reply" partner="customer" portType="apns:loanApprovalPT"
                    operation="approve" variable="approvalInfo">
                    <target linkName="setMessage-to-reply"/>
                    <target linkName="approval-to-reply"/>
                    </reply>
                    </flow>
                    </process>
                    

在 參考資料中可以找到完整的配置文件鏈接。

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UML到BPEL映射驗(yàn)證器

從IBM alphaWorks可以獲得作為ETTK的一部分的技術(shù)驗(yàn)證器，它支持從UML工具（例如Rational XDE）到BPEL4WS運(yùn)行時(shí)間（BPWS4J）的端到端情景。映射實(shí)現(xiàn)被構(gòu)建為Eclipse插件，它采取了UML模型（XMI）交換的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)文件 格式作為輸入。BPEL4WS制品（artifact）同需要的WSDL和XSD制品是一起生成的。

讓我們看一下驗(yàn)證器。首先要根據(jù)您的需要安裝一些先決條件。ETTK頁(yè)面顯示了相關(guān)詳細(xì)信息（參閱 參考資料下載鏈接）。概括起來(lái)，您需要下列資源：

• Rose或XDE（本文采用的是XDE v2003）
• Eclipse 2.0+或WebSphere Studio Application Developer（WSAD）5.0+
• WebSphere Application Server (WAS) 5.0+或Apache Tomcat 4.1.24+
• The ETTK本身（其中包含了BPWS4J）。

假設(shè)您已經(jīng)具有下面需要的合適環(huán)境。

驗(yàn)證器隨著不同情景的一套樣例文檔而產(chǎn)生，例如貸款批準(zhǔn)或購(gòu)買(mǎi)訂單流程。樣例文檔將是兩種類(lèi)型：一種是可以由Rose或XDEUML打開(kāi)和修改的模型文檔，另一種是包含UML模型的XMI版本的XML文檔，該文檔可以通過(guò)Rose或XDE進(jìn)行輸出。在 圖3中可以看到Rose或XDE中相應(yīng)的模型，或者這些工具的XMI輸出的模型。

圖3使用一個(gè)UML活動(dòng)圖顯示了轉(zhuǎn)換文檔的全部流程；UML沒(méi)有用嗎？方框表示制品（通常是文檔），而橢圓表示一個(gè)操作或活動(dòng)。主要階段是：

• 構(gòu)建UML模型并將其導(dǎo)出到XMI（使用Rose或XDE)
• 生成BPEL、WSDL和XSD文檔
• 在BPWS4J運(yùn)行時(shí)間部署并運(yùn)行這些文檔—— 測(cè)試。

構(gòu)建并輸出UML模型

如果具有Rose而不沒(méi)有XDE，則可以打開(kāi)其中一個(gè)UML文檔（.mdl或.mdx）；在本文中您已經(jīng)通過(guò)貸款批準(zhǔn)的例子看到了這些例子。

在 圖4UML模型被輸出到XMI——您需要使用XDE v2003或更新版本。注意這種方法的好處是您正在使用的是一般性用途，而不需要修改UML工具和UML的標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展機(jī)制來(lái)構(gòu)建和輸出流程定義。

一旦模型執(zhí)行完畢，則可以點(diǎn)擊File -->Export菜單，選擇XMI Export將其輸出，如 圖4所示。

生成BPEL和WSDL文檔

在Eclipse （或WebSphere Application Developer (IE)）中創(chuàng)建Java Project，然后導(dǎo)入您在前面創(chuàng)建的XMI文檔（或使用ETTK提供的XMI樣例文檔）。最后選擇XMI文件并通過(guò)右擊鼠標(biāo)菜單選擇 “Generate BPEL from UML”，如 圖5所示。

下面為您提供了更改不同前綴的機(jī)會(huì)；需要對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)來(lái)與您的設(shè)置相匹配，如果您恰好使用的是ETTK安裝，則默認(rèn)值不需要修改，如 圖6所示。

單擊“Finish”按鈕后，許多文檔將顯示在工程中，其中包括主要的BPEL和WSDL文檔，LoanAssessor和LoanApprover服務(wù)以及數(shù)據(jù)定義的WSDL文檔。

測(cè)試

這時(shí)，生成的文檔應(yīng)該準(zhǔn)備進(jìn)行部署。本文中可以部署到Apache Tomcat，但是也同樣可以使用WebSphere Application Server。

導(dǎo) 航到BPEL4WS部署面板（地址是http://localhost:8080/bpws4j/admin/index.html)），接著在各自的字 段輸入與主要服務(wù)相應(yīng)的WSDL文檔（即 Loan ApprovalProcess.wsdl）和BPEL文檔，（即ProcessOrder.bpel），如 圖 7所示。

單擊“Continue Deployment”按鈕之后，在流程插入不同角色需要的所有文檔。在本例中有兩個(gè)特別的任務(wù)：LoanAssessor和LoanApprover。

一旦部署完流程（參閱 Figure 8所示），然后運(yùn)行的例子與BPWS4J例子是相同的：調(diào)用與您的操作系統(tǒng)相應(yīng)的LoanApprovalSample腳本：

LoanApprovalSample [soap-address] first-name last-name amount

例如，

LoanApprovalSample http://localhost:80/bpws4j/soaprpcrouter John Doe 10

根據(jù)UML活動(dòng)圖，可以知道數(shù)值10000是重要的！

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反射

本 文介紹了帶有UML到BPEL轉(zhuǎn)換器的自動(dòng)化業(yè)務(wù)流程UML配置文件。配置文件允許開(kāi)發(fā)者使用常規(guī)的UML技巧和工具，開(kāi)發(fā)基于BPEL4WS的Web服 務(wù)業(yè)務(wù)流程。這種方法使面向服務(wù)的的BPEL4WS組件合并到全面的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)利用了現(xiàn)存的軟件工程方法。另外，從UML到BPEL4WS的映 射容許使用模型驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)方法，從UML模型自動(dòng)生成BPEL4WS可執(zhí)行的流程。

這種方法著重于了MDA的概念如何能被運(yùn)用到其它領(lǐng)域以及抽象的更高級(jí)別，該方法使得開(kāi)發(fā)者可以隔離于技術(shù)的改變。

這里有幾種不同的情況，每種情況下這種方法都是有益的：

• 第 一種情況，屏蔽在項(xiàng)目使用的技術(shù)版本的更改。BPEL可以（并且已經(jīng)）更改了版本。如果流程所使用的語(yǔ)義沒(méi)有發(fā)生根本的變化，可以重新生成實(shí)現(xiàn)而無(wú)需開(kāi)發(fā) 人員的干預(yù)。這種轉(zhuǎn)換技術(shù)也能用來(lái)保護(hù)開(kāi)發(fā)者在最初開(kāi)發(fā)UML模型的投入：當(dāng)有UML新版本可用的時(shí)候（例如將版本從1.4升級(jí)到2版本)，UML模型本 身也能進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
• 第二種情況，可以產(chǎn)生UML配置表，使用它能生成其它過(guò)程實(shí)現(xiàn)，諸如BPML。
• 第三種方法，可以從單個(gè)模型生成多種技術(shù)的制品（artifact）。在本例中包括BPEL和WSDL，但不能能生成non-XML輸出，諸如Java輸出。
• 最后，轉(zhuǎn)變是雙向的--在本例中有一個(gè)反向映射來(lái)支持現(xiàn)有的BPEL4WS和WSDL制品（artifact）的導(dǎo)入，以及支持BPEL4WS和WSDL制品（artifact）的同步，一方發(fā)生的改變能夠反映到另一方。

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致謝

感謝Gary Flood、Catherine Griffin和Tracy Gardner對(duì)本文進(jìn)行輸入和注釋工作。

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參考資料

• 您可以參閱本文在 developerWorks 全球站點(diǎn)上的 英文原文.
  
  
• 從IBM alphaWorks下載 ETTK。
  
  
  
  
• 請(qǐng)參閱IBM alphaWorks 上的 live running install of the ETTKon developerWorks。
  
  
  
  
• 閱讀James Snell編寫(xiě)的“ Implementing Web services with the ETTK”教程。 （ developerWorks，2003年4月）
  
  
  
  
• 查看OMG上的 MDA參考資料頁(yè)面，那里有很多文章，可以鏈接到會(huì)議和更多信息。
  
  
  
  
• 瀏覽OMG上的 UML參考資料，那里有很多文章，可以鏈接到會(huì)議和更多信息。
  
  
  
  
• 在<ettk install directory>\\wstk\\services\\demos\\uml2bpel\\docs\\UMLProfileForBusinessProcess1.1.pdf文檔中查找UML Profile。
  
  
  
  
• 閱讀 BPEL 1.1規(guī)范（ developerWorks，2003年3月）。
  
  
  
  
• 通過(guò)閱讀Frank Leymann和Dieter Roller編寫(xiě)的“ Web服務(wù)世界中的業(yè)務(wù)流程”，，獲取優(yōu)秀的關(guān)于BPEL4WS的概述（ developerWorks，2002年8月）。
  
  
  

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關(guān)于作者

		Keith 在英國(guó)的Hursley Park IBM開(kāi)發(fā)基地工作。他目前工作在Model Driven Business Integration小組。他在很多領(lǐng)域進(jìn)行了應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)工作，其中包括零售業(yè)、金融業(yè)和保險(xiǎn)業(yè)，他經(jīng)常使用UML和其它技術(shù)提高品質(zhì)、效率和股東之 間的通訊。 可以在 keith_mantell at uk.ibm.com與Keith聯(lián)系。