使用flowable创建和管理工作流程实例

# 1. 简介

## 1.1 工作流程概述

在现代的商业和组织环境中，工作流程已成为组织和企业管理的关键要素之一。通过定义和自动化各种业务流程，工作流程可以提高效率、减少错误和延迟，并促进组织的协作和协调。

一个典型的工作流程由一系列有序的任务或活动组成，这些任务按照特定的规则和条件依次执行。每个任务都有一个责任人或参与者，他们负责根据任务定义的要求完成自己的工作。

工作流程可以应用于各种领域，如人力资源管理、采购流程、销售合同审批等。通过使用工作流程管理工具，如Flowable，可以轻松地设计、部署和管理各种工作流程，并提供灵活的配置选项和丰富的功能。

## 1.2 Flowable简介

Flowable是一个开源的工作流程引擎，它实现了BPMN 2.0规范，并提供了一套强大而灵活的工作流程管理功能。Flowable可以用于设计、执行和监控各种工作流程，支持流程定义、流程实例管理、任务分配和执行、流程变量管理等关键功能。

Flowable提供了丰富的API和工具，可以轻松地与现有系统集成，如Spring框架、Java EE、RESTful服务等。它还支持各种流程模型的创建和编辑，包括图形编辑器、XML定义和编程方式。

Flowable的特点包括：
- 高度可配置和可扩展性：可以根据需求进行灵活的配置和定制
- 松散耦合架构：可以与各种系统和技术进行集成
- 支持并行和串行流程：可以处理各种复杂的工作流程
- 简单而强大的API：可以简化开发和集成过程
- 可靠和可扩展的数据库支持：支持各种关系数据库和NoSQL数据库

下一节，我们将学习如何安装和配置Flowable框架。

# 2. 安装和配置Flowable

Flowable作为一个流程引擎，提供了便捷的安装和配置方式，本章将介绍如何进行Flowable的安装和配置。

### 2.1 安装Flowable框架

在开始安装之前，确保你的计算机上已经安装了Java环境。接下来，你可以按照以下步骤安装Flowable框架：

# 使用Maven安装
mvn archetype:generate \
    -DarchetypeGroupId=org.flowable \
    -DarchetypeArtifactId=flowable-archetype \
    -DarchetypeVersion=6.5.0 \
    -DgroupId=com.example \
    -DartifactId=my-flowable-project \
    -Dversion=1.0.0-SNAPSHOT

上述命令将利用Maven创建一个新的Flowable项目。你也可以使用其他构建工具或直接下载Flowable的JAR包进行安装。

### 2.2 配置数据库和启动Flowable服务

安装完成后，下一步是配置数据库和启动Flowable服务。Flowable支持多种数据库，包括MySQL、PostgreSQL、Oracle等。你可以根据自己的需求选择合适的数据库并进行相应的配置。

接着，通过以下步骤启动Flowable服务：

import org.flowable.engine.ProcessEngine;
import org.flowable.engine.ProcessEngineConfiguration;

public class FlowableStarter {
    public static void main(String[] args) {
        ProcessEngineConfiguration cfg = ProcessEngineConfiguration.createStandaloneProcessEngineConfiguration()
                .setJdbcUrl("jdbc:h2:mem:flowable;DB_CLOSE_DELAY=1000")
                .setJdbcUsername("sa")
                .setJdbcPassword("")
                .setJdbcDriver("org.h2.Driver")
                .setDatabaseSchemaUpdate(ProcessEngineConfiguration.DB_SCHEMA_UPDATE_TRUE);
        ProcessEngine processEngine = cfg.buildProcessEngine();
    }
}

以上代码演示了如何使用Java代码配置并启动一个基于H2数据库的Flowable引擎。你也可以根据实际情况进行配置，比如切换到其他数据库、添加数据源等。

安装和配置完成后，你就可以开始使用Flowable来创建、部署和运行工作流程了。在接下来的章节中，我们将深入探讨如何创建工作流程并进行部署。

# 3. 创建工作流程

在Flowable中创建工作流程的过程可以分为以下步骤：

### 3.1 流程定义和模型

流程定义是工作流程的模板，它描述了工作流程的结构、节点和执行规则。在Flowable中，可以使用BPMN 2.0标准来定义流程。

BpmnModel model = new BpmnModel();
Process process = new Process();
model.addProcess(process);

StartEvent startEvent = new StartEvent();
process.addFlowElement(startEvent);

UserTask userTask = new UserTask();
userTask.setName("Handle Request");
userTask.setAssignee("${assignee}");
process.addFlowElement(userTask);

EndEvent endEvent = new EndEvent();
process.addFlowElement(endEvent);

SequenceFlow flow1 = new SequenceFlow();
flow1.setSourceRef(startEvent.getId());
flow1.setTargetRef(userTask.getId());
process.addFlowElement(flow1);

SequenceFlow flow2 = new SequenceFlow();
flow2.setSourceRef(userTask.getId());
flow2.setTargetRef(endEvent.getId());
process.addFlowElement(flow2);

Deployment deployment = repositoryService.createDeployment()
  .addBpmnModel("myProcess.bpmn", model)
  .deploy();

在上述代码中，我们首先创建一个`BpmnModel`对象，并添加一个`Process`对象用于描述流程。然后，我们创建了起始事件`StartEvent`和结束事件`EndEvent`，并使用`UserTask`表示一个任务节点。最后，我们使用`SequenceFlow`定义流程的执行路径，并将流程定义部署到Flowable引擎中。在实际应用中，可以根据具体需求来定义更复杂的流程模型。

### 3.2 设计任务和流程节点

在Flowable中，任务代表了工作流程中需要执行的具体操作。可以使用代码来创建任务并指定执行人。

TaskService taskService = processEngine.getTaskService();

Task task = taskService.newTask();
task.setName("Handle Request");
task.setAssignee("user1");

taskService.saveTask(task);

在上述代码中，我们首先获取`TaskService`对象，然后创建一个新的任务对象`Task`。我们使用`setName()`方法设置任务的名称，使用`setAssignee()`方法指定任务的执行人，并使用`saveTask()`方法保存任务到Flowable引擎中。

在Flowable中，流程节点代表了工作流程中的每一个步骤或者决策点。可以使用代码来创建流程节点并定义节点的属性。

FlowElementService flowElementService = processEngine.getRuntimeService().getFlowElementService();

FlowElement flowElement = flowElementService.newFlowElement();
flowElement.setName("Approve Request");
flowElement.setDescription("This node is used to approve the request");

flowElementService.saveFlowElement(flowElement);

在上述代码中，我们首先获取`FlowElementService`对象，然后创建一个新的流程节点对象`FlowElement`。我们使用`setName()`方法设置节点的名称，使用`setDescription()`方法设置节点的描述，并使用`saveFlowElement()`方法保存节点到Flowable引擎中。

### 3.3 定义流程变量和表单

在Flowable中，流程变量用于在工作流程中传递和存储数据。可以使用代码来定义流程变量并设置变量的值。

VariableService variableService = processEngine.getRuntimeService().getVariableService();

variableService.setVariable(processInstanceId, "requestId", "12345");
variableService.setVariable(processInstanceId, "status", "pending");

在上述代码中，我们首先获取`VariableService`对象，然后使用`setVariable()`方法定义流程变量。我们使用`processInstanceId`表示流程实例的唯一标识，使用`"requestId"`和`"status"`表示变量的名称，使用`"12345"`和`"pending"`表示变量的值。

流程表单用于收集和展示用户输入的数据。可以使用代码来创建和配置流程表单。

FormService formService = processEngine.getFormService();

FormData formData = formService.createFormData(formDefinitionId);

formData.setVariable("username", "user1");
formData.setVariable("password", "password123");

formService.saveFormData(formData);

在上述代码中，我们首先获取`FormService`对象，然后使用`createFormData()`方法创建一个新的表单数据对象`FormData`。我们使用`formDefinitionId`表示表单定义的唯一标识，使用`setVariable()`方法定义表单的字段和对应的值，最后使用`saveFormData()`方法保存表单数据到Flowable引擎中。

通过上述步骤，我们可以使用Flowable来创建工作流程，定义任务和流程节点，并定义流程变量和表单字段。在接下来的章节中，我们将介绍如何部署和运行工作流程。

# 4. 部署和运行工作流程

在前面已经完成了工作流程的设计和定义，接下来我们需要将工作流程部署到Flowable中并启动工作流实例。本章将介绍如何部署流程定义、启动流程实例以及执行和管理工作流任务。

### 4.1 部署流程定义

在Flowable中，部署流程定义是指将定义好的流程模型和相关资源上传至Flowable引擎以供使用。流程定义文件通常是一份XML格式的文件，其中包含了流程中的节点、连线、监听器以及相关的流程变量和表单等信息。

下面是一个简单的示例，展示了如何使用Flowable API来部署流程定义：

// 创建一个流程引擎
ProcessEngine processEngine = ProcessEngineConfiguration.createStandaloneProcessEngineConfiguration().buildProcessEngine();

// 获取RepositoryService
RepositoryService repositoryService = processEngine.getRepositoryService();

// 部署流程定义
Deployment deployment = repositoryService.createDeployment()
    .addClasspathResource("my-process.bpmn20.xml")
    .deploy();

// 输出部署信息
System.out.println("流程定义ID：" + deployment.getId());
System.out.println("流程定义名称：" + deployment.getName());

上述示例代码中，我们首先创建了一个流程引擎实例，然后通过流程引擎的`getRepositoryService()`方法获取到`RepositoryService`实例。`RepositoryService`是Flowable用来管理流程定义和部署的服务对象。

接下来，我们使用`RepositoryService`对象的`createDeployment()`方法创建一个新的流程部署，并通过`addClasspathResource()`方法指定了流程定义文件。最后，调用`deploy()`方法将流程定义部署到Flowable引擎中。

部署成功后，我们可以通过`Deployment`对象获取到相关的部署信息，如部署ID和名称。

### 4.2 启动流程实例

一旦我们成功部署了流程定义，就可以使用Flowable来启动流程实例了。流程实例是定义好的流程模型的一次具体执行，每个流程实例都有一个唯一的ID。

下面的示例展示了如何使用Flowable API来启动一个流程实例：

// 获取RuntimeService
RuntimeService runtimeService = processEngine.getRuntimeService();

// 启动流程实例
ProcessInstance processInstance = runtimeService.startProcessInstanceByKey("myProcess");

// 输出流程实例ID
System.out.println("流程实例ID：" + processInstance.getId());

在上述示例中，我们首先通过流程引擎获取到`RuntimeService`实例，`RuntimeService`用于操作和管理运行中的流程实例。

然后，我们使用`runtimeService`的`startProcessInstanceByKey()`方法启动了一个流程实例。这里的`"myProcess"`是我们之前部署的流程定义的Key值。

启动流程实例后，我们可以通过`ProcessInstance`对象获取到相关的流程实例信息，如流程实例ID。

### 4.3 执行和管理流程任务

当流程实例启动后，流程会按照定义好的节点顺序执行，并生成相应的任务。任务是流程中的一个环节，通常需要由特定的参与者完成。

下面的示例展示了如何使用Flowable API来执行和管理流程任务：

// 获取TaskService
TaskService taskService = processEngine.getTaskService();

// 查询流程任务
List<Task> tasks = taskService.createTaskQuery().taskAssignee("user1").list();

// 完成任务
for (Task task : tasks) {
    System.out.println("任务ID：" + task.getId());

    // 根据业务需求完成任务
    taskService.complete(task.getId());
}

在上述示例中，我们通过流程引擎获取到`TaskService`对象，`TaskService`用于操作和管理流程任务。

首先，我们使用`taskService`的`createTaskQuery()`方法查询分配给特定参与者（"user1"）的所有流程任务，并将结果保存在`List<Task>`中。

接下来，我们遍历任务列表，并通过`complete()`方法完成任务。在实际业务中，需要根据具体需求来完成任务的处理。

以上示例展示了如何使用Flowable来部署流程定义、启动流程实例以及执行和管理流程任务。通过这些步骤，我们能够有效地管理和跟踪工作流程的执行情况。

# 5. 监控和优化工作流程

在工作流程的运行过程中，监控和优化是非常重要的环节。Flowable提供了一些功能和工具，帮助我们监控和优化工作流程的性能和效率。

### 5.1 监控流程实例状态

通过Flowable提供的API，我们可以获取工作流程实例的状态信息，以便实时监控流程的执行情况和进度。以下是一个示例代码，展示如何获取流程实例的状态信息：

ProcessEngine processEngine = ProcessEngines.getDefaultProcessEngine();
RuntimeService runtimeService = processEngine.getRuntimeService();

List<ProcessInstance> processInstances = runtimeService.createProcessInstanceQuery()
        .processDefinitionKey("myProcess")
        .list();

for (ProcessInstance processInstance : processInstances) {
    String processInstanceId = processInstance.getId();
    String processDefinitionId = processInstance.getProcessDefinitionId();
    String processInstanceName = processInstance.getName();
    Date startTime = processInstance.getStartTime();
    Date endTime = processInstance.getEndTime();
    String processInstanceStatus = processInstance.isEnded() ? "已结束" : "进行中";

    System.out.println("流程实例ID：" + processInstanceId);
    System.out.println("流程定义ID：" + processDefinitionId);
    System.out.println("流程实例名称：" + processInstanceName);
    System.out.println("开始时间：" + startTime);
    System.out.println("结束时间：" + endTime);
    System.out.println("状态：" + processInstanceStatus);
    System.out.println("-------------------");
}

上述代码中，我们使用了Flowable的RuntimeService来创建一个流程实例查询，通过指定流程定义的Key来获取该流程的所有实例。然后，我们遍历流程实例列表，获取每个实例的相关信息，比如流程实例ID、流程定义ID、流程实例名称、开始时间、结束时间以及状态。最后，我们将这些信息打印出来。

### 5.2 分析流程性能和效率

除了实时监控流程实例的状态，我们还可以通过Flowable提供的历史数据查询功能来进行流程性能和效率的分析。Flowable的HistoryService可以帮助我们获取流程的历史数据，如任务执行时间、任务耗时、任务完成情况等。

以下是一个示例代码，展示如何获取历史任务数据并计算任务平均耗时：

ProcessEngine processEngine = ProcessEngines.getDefaultProcessEngine();
HistoryService historyService = processEngine.getHistoryService();

List<HistoricTaskInstance> historicTasks = historyService.createHistoricTaskInstanceQuery()
        .taskCompleted()
        .orderByHistoricTaskInstanceStartTime()
        .asc()
        .list();

long totalDuration = 0;
int completedTasks = 0;

for (HistoricTaskInstance historicTask : historicTasks) {
    long startTime = historicTask.getStartTime().getTime();
    long endTime = historicTask.getEndTime().getTime();
    long duration = endTime - startTime;

    totalDuration += duration;
    completedTasks++;
}

double averageDuration = totalDuration / completedTasks;

System.out.println("任务总耗时：" + totalDuration + " 毫秒");
System.out.println("完成任务数：" + completedTasks);
System.out.println("平均任务耗时：" + averageDuration + " 毫秒");

上述代码中，我们使用了Flowable的HistoryService创建一个历史任务实例查询，通过指定已完成的任务来获取历史任务数据。然后，我们遍历历史任务列表，计算每个任务的耗时，并累加到总耗时和完成任务数中。最后，我们计算平均任务耗时并打印出来。

### 5.3 优化工作流程设计

除了监控流程的状态和性能，我们还可以通过优化工作流程的设计来提高性能和效率。以下是一些优化工作流程设计的方法：

- 简化流程：根据实际业务需求，去除不必要的环节和冗余的操作，使流程更加简洁和高效。
- 并行处理：将互不依赖的任务设计为并行处理，以提高流程的并发度和处理能力。
- 优化资源分配：通过合理分配任务和资源，提高工作效率和资源利用率。
- 自动化流程：将重复性的操作和判断自动化，减少人工干预，提高流程的自动化水平。

通过以上优化方法，我们可以不断改进工作流程的设计，使其更加符合实际需求，提高工作效率和质量。

总结:

本章介绍了如何使用Flowable来监控和优化工作流程。我们学习了如何获取流程实例的状态信息，以及如何通过历史数据查询来分析流程的性能和效率。此外，我们还介绍了一些优化工作流程设计的方法，帮助我们改进流程的效率和质量。通过监控和优化工作流程，我们可以及时发现问题并采取措施，以达到更好的工作流程管理效果。

# 6. 其他功能和扩展

在本章中，我们将探讨Flowable的其他功能和扩展，以及如何与其他系统进行集成。

#### 6.1 定时任务和提醒

Flowable提供了定时任务和提醒的功能，可以让用户在流程中设置定时触发的任务或提醒。通过Flowable的定时任务和提醒功能，用户可以实现例如定时审批提醒、超时任务处理等功能。

示例代码（Java）：

// 创建定时任务
TimerJobEntity timerJob = ManagementService.createTimerJobQuery().processInstanceId(processInstanceId).singleResult();
if (timerJob != null) {
    Date dueDate = timerJob.getDuedate();
    // 设置定时提醒
    ReminderService.createReminder().processInstanceId(processInstanceId).dueDate(dueDate).message("您有一个待办任务即将到期！").send();
}

#### 6.2 集成表单和数据驱动

Flowable可以集成表单和数据驱动，通过Flowable的表单功能，用户可以定义流程表单并且实现数据驱动的流程。这使得用户可以根据具体的业务需求，灵活地设计流程表单和实现数据驱动的流程操作。

示例代码（JavaScript）：

// 定义流程表单
var formDefinition = {
    key: 'leaveRequestForm',
    fields: [
        {
            type: 'textfield',
            label: '请假原因',
            key: 'reason',
            placeholder: '请输入请假原因',
            required: true
        },
        {
            type: 'datepicker',
            label: '开始日期',
            key: 'startDate',
            required: true
        },
        {
            type: 'datepicker',
            label: '结束日期',
            key: 'endDate',
            required: true
        }
    ]
};

#### 6.3 与其他系统的集成

Flowable可以与其他系统进行集成，例如与企业内部的ERP、CRM系统进行集成，实现数据的互通和业务流程的协同。通过Flowable的集成功能，可以实现流程中的自动化操作，并且与其他系统之间实现数据的交换和共享。

示例代码（Python）：

# 与其他系统集成示例
import requests

def callExternalSystem(data):
    url = 'http://external-system/api/trigger'
    headers = {'Content-Type': 'application/json'}
    response = requests.post(url, headers=headers, json=data)
    return response.json()