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E-State和工作流

我在前面的文章“状态机与工作流（State Machines and Workflow）”(WLDJ，卷3，第1期)中讨论过工作流和状态机，它们是面向流程的应用程序的补充实现策略。 状态技术是对许多业务流程中所采用的“里程碑”技术所做继承的强大抽象。另一方面，工作流 - 这里特指BEA Weblogic Integration的Business Process Modeler（BPM）组件 - 提供了重要的企业级服务，例如外部系统集成、人员工作列表（worklist）和任务管理，事件和计时器，以及XML消息处理。在前面的文章中指出过，混合的状态-工作流解决方案有以下几个部分：

1.  状态机框架，由以下部分构成：
- 状态模型： 一套状态和转换，在XML文档中表达。
- Actor数据库： 主角（actor)是指具有状态的实体。Actor的状态由状态机保存在数据库里。
- 状态机引擎： 把事件插入Actor的状态模型中，并相应地更新状态。它还会在进入、退出状态或者发生转换时，调用用户自定义动作类。
- 动作类： 用户自定义的Java类，负责响应某种状态的进入或退出，或者某个Actor在特定状态模型下执行过滤形态。

2. BPM工作流：负责接收事件，然后把事件插入状态机。

3. BPM工作流：设置计时器，在时间用尽的时候把超时事件插入状态机。

4.  BPM工作流：某一状态动作调用该工作流，给它分配一个工作列表任务或与外部系统交互。

E-State 是第一部分即状态机框架的参考实现。本文来讨论状态机的体系结构。

E-State 体系结构

方法学

E-State的状态模型基于实时面向对象建模（Real-time Object-Oriented Modeling －ROOM) 的方法。ROOM 的状态图是层次结构的，也就是说每个状态可以拥有子状态。这个主意很简单，效果却异常强大。 从人类思维的角度来看，平面状态模型无法进行扩展。当状态和转换的数量增长时，平面模型就会变得难于理解。而层次状态模型则可以分部分考察，每一部分理解起来相对就变得简单了。例如，考虑图 1。

在这个模型里，转换 ab 会使状态 a1 或 a2 变成状态 b； 而转换ac 会使状态从 a1 或 a2 变成 c。所有状态的转换toC 会使状态变成c。 在状态 a1里的转换 ba 会形成新的状态 a。初始状态是 b。状态从 a1变为a2时，要经过转换 a1a2，从 a2 变为a1时，要经过a2a1。转换ca把状态引到一个选择点：如果最后的状态是a1，就变成a1，否则就变成 a2。

同样的场景，用层次结构来表示，理解起来就容易多了，如图2所示：

首先，超级状态 a被细分为状态a1 和 a2（图2中的右图）；这样整个系统的状态图（图2中的左图）变得更简洁。从状态的高最层来看，转换ab 和 ba只是在状态a 和 b之间转换；但是在状态 a里，可以看到 ba 指向子状态 a1，而 ab则来源于a1。 转换ac 从 a1 或 a2 开始，指向 c；转换 ca 从c开始，指向 状态a的最后一个子状态。另外，转换toC不象图1中那样，要从每个状态来开始；来自最高层状态的非扩展转换点toC 的事件指向状态 c，就可以表示需要的行为。

作为层次结构设计的成果之一，ROOM提供了二个强大的特性：组转换和历史恢复。所谓组转换是指：针对指定状态发生的转换，不论指定状态处在什么子状态当中；转换 ac 把状态从 a 变为 c，不论状态a的子状态是a1还是 a2。历史恢复 就是变回指定状态最近的子状态；转换 ca 把状态 c 变回 a最近的子状态.

可以选择的方法还有UML和Petri-nets，它们都支持层次结构。

引擎

E-State的核心是一个无状态的会话Enterprise JavaBean (EJB)，它被称为状态机（StateMachine），如图3中的阴影部分所示。

StateMachine EJB被配置成指向具体的状态模型，使用XML文件来进行配置，配置文件中包含以下内容：

·一组状态和一组转换；

·唯一的命名空间，唯一命名空间有助于多重部署，稍后介绍。

·Java “动作”回调类的名称，状态机处理事件时，调用回调类。

EJB把模型用于“Actor”。在ROOM方法中，Actor指的是一个“活动”对象，状态模型最好地描述了这个对象的行为。

(在 ROOM里，活动对象拥有自己的控制线程，以及一组自己的入站、出站消息接口。E-State里Actor的概念更严格) 在 E-State里，Actor是拥有状态的实体，例如一个保险索赔。在一个模型里，从一个状态到另一个状态的转换，反映了Actor的状态变化；例如，索赔可能处在等待状态，激活状态，或者空闲状态。 E-State 有三个表负责跟踪Actor的状态，这三个表是 Actor（主角）、Actor_Property（主角属性）和 Actor_State（主角状态），还有对应的实体 EJB (Actor，ActorProperty，和 ActorState) 来表示这三个表，如图3所示。StateMachine EJB 某种程度上可以看作这些实体EJB的一个层面（facade）。StateMachine EJB的Actor管理方法有： createActor()，getCurrentState()，getChildState()， getActorProperty()，getActorProperties() 和 setActorProperty()。

状态机余下的方法 (startMachine() 和 injectEvent()) 形成了状态机引擎，驱动着Actor的状态变化。实际上，startMachine()只是调用 injectEvent()，给它传递了一个特殊的“初始化”事件，由injectEvent()执行转换操作，转换操作的起点是模型中每个状态的初始转换点。所以， injectEvent() 方法是状态机的核心，由它来驱动业务流程的动作前进。这个方法可以调用用户自定义动作类，从而实现模型中所定义的状态行动（StateAction）接口。动作类的功能是将重要的状态机事件通知客户，并向客户请示逻辑决策。在表1里列出了动作类的方法。

表1  动作类的方法

在保险索赔的例子里，动作类启动工作流，执行与任务相关的工作或者清理工作，或者启动计数器。在 WebLogic Integration 7.0里，由BPM 的API启动工作流。在In WebLogic Integration 8.1里，则用Web服务调用工作流。

表2里归纳了StateMachine EJB的方法。

表2 StateMachine EJB的方法

在保险索赔的例子里，插入器（Injector)工作流调用状态机的 injectEvent()方法。在WebLogic Integration 7.0里，工作流使用一个业务操作来调用这个方法，而在 WebLogic Integration 8.1，则用EJB控件来完成。

数据库架构

图4显示了保持Actor持久状态信息的表结构。.

在主表 Actor里，保存了特定 模型类型的Actor的当前状态。当前状态是指Actor目前所处的叶子状态。这个表的主键由Actor的唯一标识符和它的模型命名空间组合而成的。一个Actor可能在多个 模型命名空间里具有状态。特别的是，如果在不同的命名空间里存在着同一模型的二个版本，那么在每个命名空间里的Actor状态都能在Actor表里表示。

Actor_State表捕捉特定命名空间里的特定Actor的复合状态的活动子状态。这个表仅供内部使用，状态引擎用来来实现历史恢复。在actor和actor_state表之间存在着一对多的关系。

Actor_Property 表保存特定命名空间里的特定Actor的用户自定义属性。每个属性都有一个名字（对于每个命名空间的每个Actor，名字必须是唯一的），一个类型，和一个值。这个表为客户应用程序提供了方便，可以把一组数据与角色关联；更常见的情况是，应用程序的数据保存在应用程序的数据存储机制里。

部署

StateMachine EJB会为每个状态模型部署一个不同的实例。每个实例的源代码是相同的（相同的home和 remote接口，相同的实现），但是具体的配置不同。StateMachine EJB的部署描述符指定了唯一的JNDI(Java命名和目录接口）名（客户用这个名字来定位EJB），还有一个对模型XML文件的引用。例如，保险状态模型的StateMachine EJB可能有一个 JNDI 名"state_insurance" ，并指向文件 "Insurance.xml"。要与这个模型交互，客户应用程序可以用"state-insurance"这个JNDI名来访问模型的EJB并调用EJB的方法。这个特殊的方法有着显著的优势：

·生命周期：要想准备好一个可供处理的新状态模型，需要部署一个指定该模型的StateMachine EJB。要想取消这个模型，需要取消EJB的部署。要把变化交给模型，需要用修改过的模型文件重新部署EJB。

·版本管理：如果现有的状态模型有一个新的主版本，那么新版本可以部署成独立的EJB，与以前的版本并存。

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

数据模型同样支持版本管理。给定的Actor有多个模型的持久状态，包括相同模型的不同版本，只有模型有不同的名称。.

大多数业务流程要运行相当长的时候，所以应用程序升级的管理变得极富挑战。有二个场景很难解决：

1.做了一个小补丁，但是有Actor正在用没有打补丁的版本运行着。

2. 做了一个主要补丁，只有新Actor可用，旧的Actor仍然使用以前的版。.

E-State 是解决这些问题聪明的解决方案：

1.应用小补丁，意味着为模型重新部署现有EJB。Actor会在停止的地方重新开始，补丁同时发挥作用。.

2.应用主要补丁，意味着用一个独立的命名空间部署新的EJB，而现在已经部署的EJB保持不变。模型彼此独立，这样老Actor用旧版本运行，新Actor用新版本运行。

结束语

E-State是由ROOM方法所启发的一个企业级状态机框架。它与BMP工作流集成在一起，提供了关键的集成服务，例如系统集成、事件、计时器、工作列表以及XML。这为开发面向流程的业务应用程序提供了强大的解决方案。E-State中包括：运行时引擎，状态模型架构，持久性服务，用户自定义“动作”类（在发生转换时，在进入或退出状态时，引擎会调用用户自定义“动作”类。）动作类调用工作流来利用BPM服务；而工作流被事件触发时，则调用引擎来触发转换。

参考资料 

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