CN101599012A - 一种用于网格计算的图形化开发方法 - Google Patents

Abstract

用于网格计算的图形化开发方法是一种基于图形的网格工作流开发方法，该方法的目的是简化目前各种工作流开发的繁琐性，并且将业务需求层与业务实现层进行分离。并且将网格工作流的开发以web页面的方式进行展现，并且通过Flex技术体现了网格工作流动态性的特点。我们在网格工作流设计的过程中将业务展现层与业务的实现层进行分离，业务展现层由图形化界面进行展示，同时展现的还有从资源库中读出的网格资源分类信息和网格工作流模型信息。

Description

一种用于网格计算的图形化开发方法

技术领域

本发明是一种新型的网格工作流开发方法，并在网格平台的基础上给出了开发应用的架构。主要用于实现网格工作流的快速开发，实现网格工作流的自动生成，得到具有自适应性的网格工作流流程。从根本上解决了网格工作流可视化操作差、服务之间组合关联性差等缺点。

背景技术

网格技术是随着Web技术的发展而出现的一种新兴技术，它较好的适应了Internet的特点，能充分实现资源的共享和任务之间的协作完成。目前，网格环境中有许多计算资源被闲置，如何充分利用这些资源，一方面需要构建网格的计算基础设施，同时还需要有好的网格应用开发支撑平台。尽管工作流联盟(WFMC)已经制定了相应的工作流***模型，但是网格工作流的开发仍然在开发速度、开发难度和可视化上存在着教大的缺点。

网格工作流是工作流技术在网格环境下的应用。工作流技术从出现到现在，已逐渐发挥越来越重要的作用。工作流能够为企业应用提供业务流程建模、管理和控制功能，可以应用于电子政务中的一站式办公、电子商务中的流程集成和金融信贷业务等领域，成为近期增长较快的领域。由于网格的规模的日益增大，网格结构的日益复杂，这样就对网格工作流的开发提出了更高的要求。基于模型的网格工作流的开发方法的关键技术包括模型(Resource Model)的建立、图形化展示***的建立、工作流流程自动生成、网格资源自动绑定等。而图形化显示和流程自动生成是影响网格工作流开发技术广泛使用的重要因素之一，因此研究网格计算平台下的图形化开发方法具有重要意义。

网格计算平台的图形化开发过程主要包括四个方面：(1)网格资源模型的建立(2)模型的匹配与映射(3)流程的自动生成(4)网格资源的自动绑定。目前对第一个方面网格资源模型的建立已经有成型的研究与设计，可以通过已有的网格资源管理工具对网格环境下的各种资源进行分类管理。但是后面三点在现有的网格工作流开发过程中并没有得到很好的应用。目前，在已经存在的网格工作流开发中都缺少了模型的概念，并且用户在对网格工作流进行开发时都必须对流程进行详细的定义，这就要求用户对网格环境十分的熟悉，从而使得网格工作流的开发具有了一定的门槛。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种用于网格计算的图形化开发方法，来解决网格计算中工作流流程开发的低效性和复杂性问题，与过去使用的开发方法不同，本方法是一种通过建立与模型相对应的图形来来生成代码的方法，通过使用本发明提出的方法可以达到快速生成一个网格工作流流程的目的。

技术方案：本发明的方法是工作流图形化开发方法，通过使用图形开发技术结合网格资源模型的建立而提出的，其目标是通过根据用户的要求进行网格的资源模型的匹配与映射，随后进行流程代码的自动生成和网格资源的自动绑定，从而完成一个可执行的网格工作流。

该方法用于开发网格工作流，其开发步骤具体如下：

1)网格工作流模型的建立：

用户用两种方式创建自己的网格工作，根据用户的需求来构建网格工作流模型：

a)已有的网格工作流模型：用户可以选择已经存在的网格工作流模型，在已有的网格工作流模型上构建网格工作流应用；

b)用户自定义网格工作流模型：用户可以定义一个空白的网格工作流模型，然后自行设计该模型，建立模型的框架体系；

2)利用图元来表示网格资源的分类：

用户设计完网格工作流模型后，需要在网格工作流模型上设计网格工作流的流程和利用到的网格资源；

2a)网格资源：用户通过选择资源所对应的图元进行网格工作流设计，在流程设计中，用户选择的是资源的分类和一些对资源的要求；

2b)网格工作流流程：用户选择合适的网格服务将各个网格资源进行连接的操作，用户这里选择的网格服务可以直接查找网格服务注册中心进行选定或者在流程编写完成后由网格服务注册中心进行自动选定；

3)向适配器发送网格工作流架构信息：

用户完成了网格工作流的基本信息定义后，适配器根据用户所定义的网格工作流流程对网格资源模型进行适配，从而获得网格资源的相应信息，在网格工作流中生成网格资源的应用框架；

4)在工作流流程中选择网格资源：

根据用户在流程设计时选择的网格资源和上面生成的网格资源框架，自动的添加网格资源到网格工作流流程中；

5)在工作流流程中添加网格服务：

根据网格用户所定义的网格服务类型，从网格服务注册中心UDDI中查找相应的网格服务对网格资源框架中的各个网格资源进行链接。相应的网格服务应当满足用户性能的要求，并且根据一定的算法选择出最适合流程性能的最优服务；

6)网格工作流的执行与监控：

网格工作流执行引擎执行用户所定义完成的网格工作流流程，通过查找网格工作流框架首先完成执行的初始化，然后通过适配器产生的资源模型进行网格资源的使用注册，最后通过流程中所绑定的网格服务对各个资源进行调用，并完成整个工作流流程的执行；在执行的过程中，网格资源的状态和网格服务的状态都在网格工作流监控界面上得以体现；

7)网格工作流模型的保存和资源的释放：

网格工作流执行完成后，由用户选择是否重新执行、保存执行结果、保存用户设计的网格工作流模型操作；在用户结束网格工作流的流程后，资源自动的进行释放，包括释放绑定的资源、释放流程的中间执行结果等信息；如果用户所定义的网格工作流模型不存在于网格工作流模型库中，则将该模型加入。

有益效果：本发明方法提出了网格计算平台网格工作流开发设计的新方法，主要用于解决网格工作流流程开发可视化实现问题，通过使用本发明提出的方法可以避免通过网格工作流流程开发的复杂性、封闭性、可以提高设计方法的灵活性，可以有效的达到快捷开发并执行一个网格工作流的目的。图形化开发方法及其平台具有如下优点：

1)直观的图形展示

利用图模一体化的开发方法，能直观的显示网格工作流中所用到的各种网格资源，并确定各个网格资源之间的从属关系，网格服务的执行状态等，利用Flex开发的图形展示能在任何平台上进行展示与部署，进行跨平台性的操作

2)开发复杂性降低

图模一体化的开发方法实现了业务展现层与逻辑层的分离，实现了各个层次之间的松耦合，对于网格工作流采用了图形化的建模方法，降低了开发的复杂程度，而与模型的对关系通过模型匹配和服务影射来完成，使得流程开发人员不需要过多的了解底层的细节问题。

3)展现层与逻辑层的分离；

各个层次之间的松耦合极大的增加了网格工作流开发的灵活性，而底层模型的变动不会对上层的网格工作流造成很大的影响。

4)工作流的执行与监控一体化；

图模一体化的开发方法可以将网格的特性进行充分的展现，特别是网格的动态性，在图模一体化开发方法中，网格用户能直观的看到各个节点的执行状态和执行结果，并随时掌控各个网格节点的状态，实现了网格工作流的执行与监控的一体化。

5)支持网格应用的快速发布；

采用Flex的图形化展示，能使得网格工作流更加容易的在网格环境中进行发布，Flex技术仍然采用的是B/S的结构体系，在设计中采用了MVC三层结构，使得用户能随时进行跨平台、跨地域的访问。

附图说明

图1：网格工作流开发平台架构体系，

图2：网格工作流开发流程设计。

具体实施方式

一、体系结构

图1给出了网格环境的工作流开发平台的设计体系结构，它包含以下几个功能部件：图形用户接口、模型适配器、网格资源注册中心、流程自动生成器、网格资源模型。

下面我们给出各个部分的主要说明：

图形用户接口：良好的用户接口是开发符合用户需求的软件的一个很重要的方面，通过增加图形用户接口的数量和质量可以大大提供最终用户的体验。我们的图形用户接口将基于Flex技术来开发，其基本页面为Flash，基于Flex技术的图形化界面能更好的体现出网格动态性的特点，而且基于Flex技术的图元能支持页面代码的编写，这样使得页面的表述能力更加的丰富。

模型适配器：模型适配器是对客户应用的封装，用户在定义流程之前可以选择所需要的资源模型，在选择的资源模型上进行工作流流程的开发；当用户不知道自己所需要的资源模型类别时，用户只需要设计自己的网格工作流应用，模型适配器会自动的根据用户所设计的工作流流程选择合适的网格资源模型。而当用户所选择的资源模型与所设计的流程不符合时，模型适配器会抛出异常，供用户进行修正参考。

网格资源注册中心：网格资源注册中心提供了接口供流程自动生成器进行调用。网格资源注册中心的任务在于对网格环境中的资源进行分类、并保存其元数据与历史信息。流程自动生成器每次调用接口请求网格资源注册中心提供服务时，网格资源中心根据一定的算法提供给流程自动生成器最合适的服务，使得网格工作流的QOS能达到最优化。

流程自动生成器：流程自动生成器根据用户所选择的资源类型和所需要的模型进行工作流流程的自动化生成。流程自动生成器首先根据工作流模型产生合适的工作流执行框架，然后根据用户所选择资源类型查找网格资源注册中心对框架中进行填充，从而形成一个可执行的网格工作流。

二、网格平台工作流图形化开发的实现与应用方案

网格工作流图形化开发可以分为三个步骤，首先由用户对网格工作流的流程进行设计，通过选择网格工作流的模型和网格资源所对应的图元来完成流程的编排，其次通过模型适配器来完成模型映射，由用户所选择的网格工作流模型来完成网格资源的映射，从而完成网格资源在工作流中的注册，最后完成将网格资源和网格工作流进行捆绑的操作，从而生成可执行的网格工作流流程文件。在此开发方案中，用户只需要对流程逻辑进行配置，而涉及到的技术细节则由网格工作流开发平台来完成，从而将业务层和实现层进行了分离，使得网格工作流开发平台为松耦合。网格工作流开发的步骤如图2所示.具体的开发流程如下：

1、利用Flex图形展示技术来展现网格工作流流程

通过Flex技术来对网格工作流的流程进行形式化展现。得到网格工作流的基本服务流程，其中包括资源的展现和网格工作流执行顺序。

主要工作流程：

1)网格工作流图形化展现，网格工作流图形化展现能使得用户关注于流程的功能，而不是具体的实现。

Step1：安装Tomcat，对Tomcat进行配置，安装Flex的lib库到Tomcat运行库中，安装Flex网格工作流图形化开发平台；

Step2：打开Flex图形化展现平台界面，新建一个网格工作流工程，该工程包括了网格工作流的一些基础的架构；

Step3：用户在平台上选择所需要建立的工作流模型，如果现成的工作流模型库中有用户所需要的网格工作流模型，则用户直接选择该模型；如果没有，则用户选择自定义网格工作流模型；

Step4：用户在所选择的网格工作流模型平台上进行网格资源和网格服务的设计，利用图元的拖放来完成流程的配置，在该步骤中，用户只需要对所需要的资源的类别进行定义，无须对具体的服务进行设置；

Step5：图形化展现平台同时根据相应的规则对用户所设计的流程进行语法检查，如果不符合则指出错误让用户修改；

Step6：图形化展现平台根据用户所定义的流程和选择的框架完成一个工作流描述XML文件，该文件提供给网格工作流引擎，在该文件中，定义了用户所定义网格工作流模型与流程中所需要的网格资源。

2、模型映射与资源的自动绑定

映射子***主要完成了将用户所定义好的流程与工作流模型进行映射的操作，通过获取用户所设计的流程，根据流程的特点进行模型的自动适配器，从而将用户所设计的流程自动的与网格工作流模型进行匹配，同时根据用户所选择的网格资源类型，查找网格资源注册中心，找到同类资源中最合适的网格资源进行服务绑定，这样的处理方式自动的将用户所设计的流程映射到网格的环境中，完成了一个网格环境下的工作流流程，实现了网格工作流的自动生成。

主要工作流程：

step1：加载图形界面中定义好的工作流描述的XML文档；

step2：如果用户选择的是自定义的网格工作流模型，则根据用户所定义的流程信息自动的构建新的网格工作流架构；

Step3：根据用户的网格工作流模型架构，通过网格适配器选择合适的网格资源框架填充到网格工作流框架中；

Step4：检查模型与用户所选择的资源类别之间的关联，即对流程进行词法分析，如果发生错误则提交用户进行修改处理；

Step5：根据用户在流程中所选择的资源类型查找网格资源注册中心，选择出最优化的网格资源。

Step6：将查询出的最优化的网格资源进行网格工作流流程框架填充，生成可执行的网格工作流流程，实现网格资源与流程的自动绑定。

3、网格工作流的执行与监控

Step1：读取绑定具体网格资源的工作流XML文档；

Step2：在图形化展现层解析XML文档，并将流程运用图元进行展示，并且表现出网格资源之间的执行关系；

Step3：对每个图元进行初始化，绑定到每个现实的网格资源，并将网格资源的动态性在图元上进行体现；

Step4：对网格工作流的每一步执行都提取相应的信息，同时在页面上进行显示，并按照一定的规则对网格资源注册中心的信息进行更新。

具体实施的步骤如下：

Step1：启动Tomcat，用户打开网格工作流设计平台；

Step2：用户在平台上选择合适的网格工作流模型，如果有用户所需要的网格工作流模型，则用户选择该模型进行创建；

Step3：如果没有用户所需要的模型，则用户创建一个新的空白的网格工作流模型，用户自行对该模型进行定义；

Step4：在所建立的模型上打开资源分类列表，用户选择所需要的资源图元，将其拖动到网格工作流设计平台上；

Step5：定义各个资源之间的关联，选择合适的网格服务，进行各个资源之间的关联；

Step6：根据用户定义好的流程进行初始化的语法检查，如果错误则返回修改；

Step7：将用户定义好的流程传递给适配器，适配器根据用户所定义的信息进行模型适配，并生成网格工作流框架；

Step8：根据适配器产生的模型，与用户所选择的网格资源与网格服务进行词法检查，如果不符合规定则返回修改；

Step9：查找网格资源注册中心，根据用户所选择的网格资源的类型，根据优化算法选择出最优化的服务

Step10：将选择出来的服务进行网格工作流模型框架的填充，从而产生具体的可执行的网格工作流；

Step11：对流程进行执行，在执行的同时对流程中所涉及到的网格资源的状态进行监控；

Step12：对流程的每一步获取相关的信息在执行和监控界面中进行显示，并对网格资源注册中心的数据进行更新；

Step13：当流程执行结束后，返回执行的结果给用户，并由用户确认是否保存用户所定义的网格工作流模型；

Step14：如果用户保存所自行设计的网格工作流模型，则在模型库中加入该模型的描述，如果不加入，则释放资源。

Claims (1)

1.一种用于网格计算的图形化开发方法，其特征在于该方法用于开发网格工作流，其开发步骤具体如下：

8)网格工作流模型的建立：

用户用两种方式创建自己的网格工作，根据用户的需求来构建网格工作流模型：

a)已有的网格工作流模型：用户可以选择已经存在的网格工作流模型，在已有的网格工作流模型上构建网格工作流应用；

b)用户自定义网格工作流模型：用户可以定义一个空白的网格工作流模型，然后自行设计该模型，建立模型的框架体系；

9)利用图元来表示网格资源的分类：

用户设计完网格工作流模型后，需要在网格工作流模型上设计网格工作流的流程和利用到的网格资源；

2a)网格资源：用户通过选择资源所对应的图元进行网格工作流设计，在流程设计中，用户选择的是资源的分类和一些对资源的要求；

2b)网格工作流流程：用户选择合适的网格服务将各个网格资源进行连接的操作，用户这里选择的网格服务可以直接查找网格服务注册中心进行选定或者在流程编写完成后由网格服务注册中心进行自动选定；

10)向适配器发送网格工作流架构信息：

用户完成了网格工作流的基本信息定义后，适配器根据用户所定义的网格工作流流程对网格资源模型进行适配，从而获得网格资源的相应信息，在网格工作流中生成网格资源的应用框架；

11)在工作流流程中选择网格资源：

根据用户在流程设计时选择的网格资源和上面生成的网格资源框架，自动的添加网格资源到网格工作流流程中；

12)在工作流流程中添加网格服务：

根据网格用户所定义的网格服务类型，从网格服务注册中心UDDI中查找相应的网格服务对网格资源框架中的各个网格资源进行链接。相应的网格服务应当满足用户性能的要求，并且根据一定的算法选择出最适合流程性能的最优服务；

13)网格工作流的执行与监控：

网格工作流执行引擎执行用户所定义完成的网格工作流流程，通过查找网格工作流框架首先完成执行的初始化，然后通过适配器产生的资源模型进行网格资源的使用注册，最后通过流程中所绑定的网格服务对各个资源进行调用，并完成整个工作流流程的执行；在执行的过程中，网格资源的状态和网格服务的状态都在网格工作流监控界面上得以体现；

14)网格工作流模型的保存和资源的释放：

网格工作流执行完成后，由用户选择是否重新执行、保存执行结果、保存用户设计的网格工作流模型操作；在用户结束网格工作流的流程后，资源自动的进行释放，包括释放绑定的资源、释放流程的中间执行结果等信息；如果用户所定义的网格工作流模型不存在于网格工作流模型库中，则将该模型加入。

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