Camunda流程引擎

文章目录

• 一、工作流介绍
• • 1、什么是工作流
  • 2、为什么要使用工作流
• 二、工作流引擎
• 三、Camunda
• • 1、什么是 Camunda 流程引擎？
  • 2、Camunda应用架构
  • • 2.1、Camunda BPM 引擎
    • 2.2、建模工具
    • 2.3、用户任务管理
    • 2.4、监控与分析工具
    • 2.5、REST API
    • 2.6、外部任务
    • 2.7、事件处理
    • 2.8、多租户支持
  • 3、Camunda开发架构
  • • 3.1、前端开发架构
    • 3.2、后端开发架构
  • 4、Camunda常用Api
  • • 4.1、RepositoryService
    • 4.2、RuntimeService
    • 4.3、TaskService
    • 4.4、FormService
    • 4.5、HistoryService
    • 4.6、JobService
    • 4.7、JobExecutor
  • 5、Camunda流程引擎并发性能优化

一、工作流介绍

1、什么是工作流

• 工作流（Workflow），是对工作流程及其各操作步骤之间业务规则的抽象、概括描述。指在组织中，多个任务、活动或过程之间的顺序和控制流。
• 这些任务通常涉及多个参与者、系统或部门，工作流的目标是将复杂的业务逻辑分解为多个可管理的逻辑段，并统一控制这些逻辑段的执行条件、执行顺序以及相互通信，从而实现业务逻辑的解耦与优化。
• 这种方式不仅提高了业务流程的灵活性和可维护性，还促进了各个环节之间的协同工作。
  

2、为什么要使用工作流

• 提高效率：通过自动化和标准化重复性任务，减少人工干预，提升整体工作效率。

• 增强透明度：工作流提供清晰的任务分配和进度跟踪，使团队成员能够实时了解工作状态，促进协作。

• 降低错误率：通过预定义的流程和自动化步骤，减少人为错误，提高数据准确性。

• 灵活性和适应性：可以根据业务需求快速调整和优化流程，适应变化的市场环境。

• 优化资源管理：通过有效分配和调度资源，确保任务按时完成，提高资源利用率。

• 监控和分析：提供实时监控和数据分析功能，帮助识别瓶颈和改进机会，持续优化业务流程。

• 合规性和标准化：确保业务流程符合行业标准和法规要求，提高合规性，减少风险。

二、工作流引擎

工作流引擎是用于管理和执行工作流的系统，它们帮助自动化和优化业务流程。常见的工作流引擎包括：

三、Camunda

1、什么是 Camunda 流程引擎？

Camunda 流程引擎是一个开源的业务流程管理（BPM）和决策自动化平台，旨在帮助企业设计、执行和优化其业务流程。它遵循多个行业标准，包括 BPMN（业务流程模型和符号）、CMMN（案例管理模型和符号）和 DMN（决策模型和符号），从而为用户提供强大的建模和执行能力。

2、Camunda应用架构

Camunda 的应用架构是一个基于 Java 的分布式应用架构，主要包括以下几个核心组件：

2.1、Camunda BPM 引擎

• 核心功能：执行 BPMN 2.0 流程、CMMN 案例和 DMN 决策模型。
• 高性能：经过优化，支持高并发和复杂业务逻辑的执行。
• 集成：可嵌入到 Java 应用中，或通过 REST API 与外部系统交互。

2.2、建模工具

• Camunda Modeler：图形化工具，用于设计和编辑 BPMN、CMMN 和 DMN 模型，便于业务用户进行流程建模。

2.3、用户任务管理

• Tasklist：Web 应用，用户可以在此管理和处理任务，查看分配的任务并通过表单完成。

2.4、监控与分析工具

• Cockpit：用于实时监控流程执行，提供流程实例状态、性能指标和历史数据分析，帮助识别瓶颈和优化流程。

2.5、REST API

• 接口服务：提供全面的 RESTful API，支持流程的启动、任务查询、用户管理等操作，便于与其他系统集成。

2.6、外部任务

• 任务处理：支持外部任务模式，将任务分配给外部服务或微服务，提高灵活性和可扩展性。

2.7、事件处理

• 事件驱动：支持处理多种事件（如消息、信号、定时器），实现复杂的事件驱动工作流。

2.8、多租户支持

• 多租户架构：支持在同一引擎实例中管理多个租户，确保数据隔离和安全性，适合 SaaS 解决方案。

3、Camunda开发架构

Camunda 的架构通常呈现为微服务架构，组件之间可以独立部署和扩展。例如：

前端应用：用户界面（如 Tasklist 和 Cockpit）。
服务层：Camunda 引擎与外部服务（如任务处理服务）交互。
数据层：使用关系型数据库存储流程实例、任务、用户信息等。

Camunda的开发架构可以分为前端开发架构和后端开发架构。

3.1、前端开发架构

Camunda前端使用Angular框架进行开发，主要包括以下组件：

• Cockpit：流程监控和管理界面。

• Tasklist：任务管理和审批界面。

• Admin：系统管理和配置界面。

3.2、后端开发架构

Camunda后端使用Java语言进行开发，主要包括以下组件：

• Camunda BPM Engine：流程引擎。

• Camunda BPM Platform：基于Spring Boot的应用程序。

• REST API：提供对流程引擎的访问。

• Job Executor：用于执行定时任务和异步任务。

4、Camunda常用Api

• 4.1、RepositoryService

  在 Camunda BPM 中，RepositoryService 是一个核心服务接口，主要用于管理和操作流程定义和部署。它提供了一系列功能，支持开发人员在工作流和业务流程管理中进行有效的操作。以下是 RepositoryService 的主要作用和功能：

  • 流程部署：
    提供方法用于将 BPMN、CMMN 和 DMN 模型部署到引擎中。这是创建和执行流程的第一步。

  • 流程定义查询：
    允许开发者查询已部署的流程定义。可以通过流程定义的关键字、版本、租户等条件进行查询。

  • 获取流程实例：
    能够获取与特定流程定义相关联的流程实例信息，支持对已运行流程的监控和管理。

  • 版本管理：
    管理流程定义的版本，可以查看不同版本的流程定义，并支持升级和激活新版本的流程。

  • 流程定义激活和停用：
    支持激活和停用流程定义，便于在不影响正在执行的实例的情况下进行流程的更新和维护。

  • 获取资源：
    提供方法获取已部署模型的资源（如 BPMN 文件、决策表等），可以方便地访问和下载这些资源。

  • 多租户支持：
    支持对多租户环境中流程定义的管理，确保数据隔离和安全性。

代码示例

	RepositoryService repositoryService = processEngine.getRepositoryService();
	
	// 部署流程
	Deployment deployment = repositoryService.createDeployment()
	    .addClasspathResource("path/to/process.bpmn")
	    .deploy();
	
	// 查询流程定义
	List<ProcessDefinition> processDefinitions = repositoryService.createProcessDefinitionQuery()
	    .processDefinitionKey("myProcess")
	    .list();
	
	// 激活流程定义
	for (ProcessDefinition definition : processDefinitions) {
	    repositoryService.activateProcessDefinitionById(definition.getId());
	}

• 4.2、RuntimeService

  在 Camunda BPM 中，RuntimeService 是用于管理和操作运行时流程实例的核心服务接口。它提供了一系列功能，使开发者能够控制和监视正在执行的流程实例。以下是 RuntimeService 的主要作用和功能：

  • 启动流程实例：
    允许根据流程定义启动新的流程实例。可以传递业务参数以初始化流程变量。

  • 查询流程实例：
    提供查询方法，可以根据流程实例的状态、业务键、租户 ID 等条件检索当前运行的流程实例。

  • 任务管理：
    支持获取与流程实例关联的用户任务，帮助开发者管理和监控用户交互。

  • 流程变量操作：
    允许获取、设置和删除流程实例中的流程变量，便于动态管理流程执行中的数据。

  • 信号和消息：
    提供发送信号和消息的功能，以实现事件驱动的流程交互，支持跨流程实例之间的通信。

  • 结束流程实例：
    能够结束或删除正在运行的流程实例，支持指定结束原因。

  • 挂起和激活流程实例：
    允许挂起（暂停）和激活（恢复）流程实例，方便在需要时控制流程执行。

代码示例

	RuntimeService runtimeService = processEngine.getRuntimeService();
	
	// 启动新的流程实例
	ProcessInstance processInstance = runtimeService.startProcessInstanceByKey("myProcess", variables);
	
	// 查询正在运行的流程实例
	List<ProcessInstance> instances = runtimeService.createProcessInstanceQuery()
	    .active()
	    .list();
	
	// 设置流程变量
	runtimeService.setVariable(processInstance.getId(), "myVariable", value);
	
	// 发送消息
	runtimeService.signalEventReceived("mySignal");
	
	// 结束流程实例
	runtimeService.deleteProcessInstance(processInstance.getId(), "Finished");

• 4.3、TaskService

  在 Camunda BPM 中，TaskService 是用于管理和操作用户任务的核心服务接口。它提供了一系列功能，使开发者能够处理与用户交互相关的任务。以下是 TaskService 的主要作用和功能：

  • 查询用户任务：
    提供查询方法，允许开发者根据任务的状态、任务名称、流程实例等条件检索用户任务。

  • 获取任务详情：
    能够获取特定用户任务的详细信息，包括任务的描述、创建时间、分配的用户等。

  • 任务分配：
    支持将用户任务分配给特定用户或候选用户组，确保任务可以由适当的人员处理。

  • 完成任务：
    提供方法用于完成用户任务，同时可以传递流程变量，以便在任务完成时更新流程状态。

  • 撤销和删除任务：
    支持撤销（回滚）任务状态或删除已存在的任务，便于流程的灵活管理。

  • 任务的优先级和截止时间：
    允许设置任务的优先级和截止时间，以确保高优先级任务得到及时处理。

  • 附加操作：
    支持任务的挂起、激活以及添加附加的评论或文档，丰富任务的上下文信息。

代码示例

	TaskService taskService = processEngine.getTaskService();
	
	// 查询用户任务
	List<Task> tasks = taskService.createTaskQuery()
	    .taskAssignee("userId")
	    .list();
	
	// 获取特定任务的详情
	Task task = taskService.createTaskQuery()
	    .taskId("taskId")
	    .singleResult();
	
	// 完成用户任务
	taskService.complete(task.getId(), variables);
	
	// 设置任务优先级
	taskService.setPriority(task.getId(), 5);
	
	// 删除任务
	taskService.deleteTask(task.getId(), "Reason for deletion");

• 4.4、FormService

  在 Camunda BPM 中，FormService 是用于管理和操作表单的核心服务接口。它提供了一系列功能，支持与用户任务相关的表单处理。以下是 FormService 的主要作用和功能：

  • 获取表单定义：
    提供方法获取与用户任务或流程实例关联的表单定义，支持 BPMN 流程中定义的用户任务表单。

  • 渲染表单：
    支持将表单定义转换为用户界面，方便用户填写和提交表单数据。

  • 获取表单变量：
    提供方法获取用户填写的表单数据，便于在任务完成时将用户输入的数据传递到流程中。

  • 表单字段验证：
    支持表单字段的验证，确保用户输入的数据符合要求，增强用户体验。

  • 动态表单生成：
    允许根据流程变量动态生成表单，以适应不同的业务场景和需求。

代码示例

	FormService formService = processEngine.getFormService();
	
	// 获取用户任务的表单定义
	String taskId = "taskId";
	FormData formData = formService.getTaskFormData(taskId);
	
	// 渲染表单
	String formKey = formData.getFormKey(); // 获取表单的渲染信息
	
	// 提交表单数据
	Map<String, Object> properties = new HashMap<>();
	properties.put("variableName", value);
	formService.submitTaskForm(taskId, properties);
	
	// 获取已填写的表单变量
	Map<String, String> submittedData = formService.getTaskFormData(taskId).getFormFields();

• 4.5、HistoryService

在 Camunda BPM 中，HistoryService 是用于管理和查询历史数据的核心服务接口。它提供了一系列功能，支持对已完成的流程实例、任务和事件进行监控和分析。以下是 HistoryService 的主要作用和功能：

• 查询历史流程实例：
  提供方法可以查询已完成或被删除的流程实例，支持按状态、时间范围、流程定义等条件进行查询。

• 查询历史用户任务：
  允许查询已完成的用户任务，帮助分析任务执行情况和用户参与度。

• 历史事件：
  提供对历史事件（如流程启动、结束、任务完成等）的访问，支持事件的详细分析。

• 历史变量：
  支持查询已完成的流程实例中的历史变量，便于回溯和分析数据变化。

• 统计分析：
  提供方法生成统计信息，如流程执行时间、任务处理时间等，帮助识别瓶颈和优化流程。

• 数据清理：
  支持历史数据的清理和管理，确保系统性能和存储效率。

代码示例

	HistoryService historyService = processEngine.getHistoryService();
	
	// 查询已完成的流程实例
	List<HistoricProcessInstance> completedInstances = historyService.createHistoricProcessInstanceQuery()
	    .finished()
	    .list();
	
	// 查询历史用户任务
	List<HistoricTaskInstance> completedTasks = historyService.createHistoricTaskInstanceQuery()
	    .taskAssignee("userId")
	    .finished()
	    .list();
	
	// 查询历史变量
	List<HistoricVariableInstance> historicVariables = historyService.createHistoricVariableInstanceQuery()
	    .processInstanceId("instanceId")
	    .list();
	
	// 统计分析
	long completedCount = historyService.createHistoricTaskInstanceQuery()
	    .finished()
	    .count();

• 4.6、JobService

在 Camunda BPM 中，JobService 是用于管理和处理异步作业的核心服务接口。它提供了一系列功能，以便有效地调度和执行任务，如定时作业和异步执行的流程操作。以下是 JobService 的主要作用和功能：

• 创建作业：
  允许将作业（如定时任务和异步操作）添加到引擎，以便在指定时间或条件下执行。

• 查询作业：
  提供方法查询当前存在的作业，支持按状态（如待处理、失败等）、类型和其他条件进行检索。

• 执行作业：
  提供执行特定作业的能力，确保作业可以按需被处理。

• 删除作业：
  允许删除不再需要的作业，帮助管理作业的生命周期。

• 处理失败作业：
  提供对失败作业的访问和处理方法，确保系统的健壮性和稳定性。

• 管理并发作业：
  支持并发执行作业，提升系统的处理能力和效率。

代码示例

	JobService jobService = processEngine.getJobService();
	
	// 查询待处理的作业
	List<Job> jobs = jobService.createJobQuery()
	    .active()
	    .list();
	
	// 执行特定作业
	if (!jobs.isEmpty()) {
	    jobService.executeJob(jobs.get(0).getId());
	}
	
	// 删除作业
	jobService.deleteJob("jobId");
	
	// 处理失败的作业
	List<Job> failedJobs = jobService.createJobQuery()
	    .failed()
	    .list();
	for (Job job : failedJobs) {
	    jobService.retryJob(job.getId());
	}

• 4.7、JobExecutor

在 Camunda BPM 中，JobExecutor 是负责处理异步作业和定时作业的核心组件。它自动管理作业的调度和执行，确保系统能够高效地处理长时间运行的任务和事件。以下是 JobExecutor 的主要作用和功能：

• 作业调度：
  定期查询数据库，查找待执行的作业，包括异步作业和定时作业。

• 作业执行：
  在找到可执行的作业后，JobExecutor 会执行这些作业，确保系统能够按预期处理任务。

• 并发处理：
  支持并发执行多个作业，能够根据配置的线程池大小同时处理多个任务，提高系统的吞吐量。

• 失败处理：
  自动处理执行失败的作业，允许重试逻辑，以确保任务最终能够成功完成。

• 灵活配置：
  可以根据业务需求配置作业的执行频率、并发数量等参数，以优化性能。

配置示例
JobExecutor 的一些常用配置参数可以在 camunda.cfg.xml 或者 Spring 配置文件中进行设置，例如：

<property name="jobExecutorActivate">true</property>
<property name="jobExecutorPoolSize">5</property>
<property name="jobExecutorMaxPoolSize">10</property>
<property name="jobExecutorWaitTime">1000</property>

5、Camunda流程引擎并发性能优化

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