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。