Vấn đề bế tắc (deadlock) trong quy trình được hiện thực bằng BPEL

Tóm tắt Luận văn tốt nghiệp: Dịch vụ Web ra đời đã mở ra hướng mới cho việc tương tác giữa các ứng dụng thông qua sử dụng các tiêu chuẩn Web, hiện được áp dụng đa dạng trong hệ thống ph

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

Phạm Thị Dung

VẤN ĐỀ BẾ TẮC (DEADLOCK) TRONG QUY TRÌNH ĐƯỢC HIỆN THỰC BẰNG BPEL

LUẬN VĂN THẠC SỸ

HÀ NỘI - 2015

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

Phạm Thị Dung

VẤN ĐỀ BẾ TẮC (DEADLOCK) TRONG QUY TRÌNH ĐƯỢC HIỆN THỰC BẰNG BPEL

Ngành: Công nghệ thông tin Chuyên ngành: Kỹ thuật phần mềm

Mã số: 60.48.01.03

LUẬN VĂN THẠC SỸ

Cán bộ hướng dẫn: TS Võ Đình Hiếu

HÀ NỘI - 2015

VIETNAM NATIONAL UNIVERSITY, HANOI UNIVERSITY OF ENGINEERING AND TECHNOLOGY

Dung Pham Thi

DEADLOCK PROBLEMS IN THE PROCESS

IS IMPLEMENTED IN BPEL

Major: Information of Technology

Supervisor: Ph.D Hieu Vo Dinh

HA NOI, 2015

Lời cảm ơn

Trước tiên, em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc tới Thầy giáo, TS Võ Đình Hiếu đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn, động viên và giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện đề tài luận văn

Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới các Thầy Cô trong Khoa Công nghệ thông tin đã truyền đạt kiến thức quý báu cho em trong sáu năm học vừa qua

Con xin nói lên lòng biết ơn vô hạn đối với Cha Mẹ luôn là nguồn động viên, chăm sóc và khích lệ con trên mỗi bước đường học vấn

Cuối cùng, xin chân thành cảm ơn các Anh Chị và Bạn Bè, các thành viên lớp K53CB

và K19CNPM đã ủng hộ, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian tôi học tập trên giảng đường

và thực hiện đề tài luận văn này

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 09 tháng 08 năm 2015

Học viên

Phạm Thị Dung

VẤN ĐỀ BẾ TẮC (DEADLOCK) TRONG QUY TRÌNH ĐƯỢC HIỆN THỰC BẰNG BPEL

Phạm Thị Dung

Khóa K19KTPM, ngành công nghệ thông tin

Tóm tắt Luận văn tốt nghiệp:

Dịch vụ Web ra đời đã mở ra hướng mới cho việc tương tác giữa các ứng dụng thông qua sử dụng các tiêu chuẩn Web, hiện được áp dụng đa dạng trong hệ thống phần mềm thực tế Dịch

vụ Web sử dụng mô hình tích hợp kết nối lỏng lẻo và độc lập nền tảng đã cho phép tính linh hoạt trong việc tích hợp các hệ thống B2C, B2B và các ứng dụng doanh nghiệp Tuy nhiên,

độ lớn và phức tạp của các hệ thống ngày nay thì tích hợp giữa các ứng dụng và các quy trình nghiệp vụ hệ thống yêu cầu đòi hỏi nhiều hơn ngoài sử dụng các giao thức tiêu chuẩn Web Khi đó, tích hợp giữa các dịch vụ Web theo quy trình nghiệp vụ cần sử dụng một mô hình tích hợp quy trình chuẩn Ngôn ngữ thực thi quy trình nghiệp vụ BPEL (Bussiness Execute Process Language) ( hay WS-BPEL, BPEL4WS) đưa ra để định nghĩa một mô hình và ngữ pháp mô tả hành vi của quy trình nghiệp vụ dựa trên tương tác giữa các quy trình và các đối

tác của nó, đơn giản hóa bài toán kết hợp các dịch vụ theo quy trình nghiệp vụ

BPEL sử dụng các đặc tả XML như WSDL, XML Schema, XPath và XSLT WSDL và XML Schema cung cấp mô hình dữ liệu, còn XPath và XSLT cung cấp hỗ trợ cho việc thao tác sử dụng dữ liệu trong BPEL BPEL mô hình quy trình nghiệp vụ định nghĩa các thành phần hoạt động cơ sở và có cấu trúc Trong đó, thành phần hoạt động quan trọng, được dùng khi mô hình một ứng dụng nghiệp vụ <flow>, sử dụng để định nghĩa một tập các thành phần hoạt

động thực thi đồng thời hoặc song song

<flow> được xem như cấu trúc dạng đồ thị, như một chuỗi các liên kết <link>, <link> quy định luồng chạy ẩn của điều khiển giữa các thành phần hoạt động trong một <flow> Mỗi <link> phải có ít nhất một thành phần nguồn <source> và ít nhất một thành phần đích <target> Thành phần <target> của một <link> không được bắt đầu cho tới khi thành phần <source> của <link> hoàn thành Vấn đề về bế tắc, xung đột giữa các thành phần hoạt động trong thành phần hoạt động <flow> có thể xảy ra trong một quy trình nghiệp

vụ Khi sử dụng <link> đặc biệt trong trường hợp nhiều <link> trong một <flow>, dễ gây ra bế tắc như xuất hiện chu trình của các thành phần hoạt động, thành phần đích là thành phần nguồn của một thành phần hoạt động đã thực thi xong hoặc các thành phần hoạt động song song cùng thao tác tới một biến toàn cục Luận văn sẽ đi sâu tìm hiểu về, các vấn đề sẽ gây ra bế tắc, xung đột trong một <flow>, từ đó, xây dựng chương trình phát hiện và cảnh báo về vấn đề này

DEADLOCK PROBLEMS IN THE PROCESS

IS IMPLEMENTED IN BPEL

Dung Pham Thi

K19KTPM course, information technology faculty

Abtract thesis:

Web services have been launched to open the way to the interaction between applications through the use of Web standards currently applied varied in actual software system Web Services used loose connected integration models and platform independence which has allowed flexibility in integrating systems B2C, B2B and enterprise applications However, the magnitude and complexity of today's systems integrate between applications and business process systems requiring more demanding exterior use standard Web protocols Meanwhile, the integration between Web services according to business processes using an integrated model Language executable BPEL business processes (Business Process Execute Language) (- or WS-BPEL, BPEL4WS) launched to define a model and grammar for describing the behavior of the business process based on interactions between the process and its partners, to simplify the problem combined with services as business processes

BPEL uses the XML specification as WSDL, XML Schema, XPath, and XSLT WSDL and XML Schema provides data models, and XPath and XSLT provide support for the use of data manipulation in BPEL BPEL business process model defines the basic activities and the structured activities In particular, important activities, or used to model a business application

is <flow>, used to define a set of components executed simultaneously or in parallel

<Flow> is seen as structures graphically, as a sequence of the <link>, <link> specified stream in the background of control between the activities in a <flow> Each <link> should have at least one <source> activity and at least one destination component <target> The <target> of a <link> is not started until the <source> of <link> finish The issue of impasse, the conflict between the activities in <flow> can happen in a business process When using the <link> especially in the case of multiple <link> in a <flow>, prone to deadlock cycle occurs as the activity, the destination component is part of an active ingredient source runaway or moving components operating in parallel with actions to a global variable Dissertations will go deep to find out about, the problem would cause deadlock, conflict in a <flow>, from there, building programs to detect and alert on this issue

Lời cam đoan

Tôi xin cam đoan vấn đề phát hiện và xây dựng công cụ cảnh báo bế tắc (deadlock) trong quy trình được hiện thực bằng BPEL được trình bày trong luận văn này là do tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn của TS Võ Đình Hiếu

Tất cả những tham khảo từ các nghiên cứu liên quan đề được nêu nguồn gốc một các rõ ràng

từ danh mục tài liệu tham khảo trong luận văn Trong luận văn, không có việc sao chép tài liệu, công trình nghiên cứu của người khác mà không chỉ rõ về tài liệu tham khảo

Hà Nội, ngày 09 tháng 08 năm 2015

Tác giả

Phạm Thị Dung

Mục lục

Mở đầu 1

Chương 1: Tổng quan về kết hợp dịch vụ và ngôn ngữ BPEL 2

1.1 Tổng quan về kết hợp dịch vụ Web 2

1.2 Ngôn ngữ thực thi quy trình nghiệp vụ BPEL 3

1.3 Tại sao nên sử dụng BPEL 4

1.4 Tổng quan cấu trúc của một tiến trình BPEL 5

1.4.1 Bài toán khởi tạomột tiến trình BPEL 5

1.4.2 Cấu trúc của một tiến trình WS-BPEL 8

1.5 Các thành phần hoạt động của BPEL 10

1.5.1 Cung cấp và tiêu thụ các dịch vụ Web 10

1.5.2 Cấu trúc hóa logic tiến trình 11

1.5.3 Các thành phần hoạt động lặp 12

1.5.4 Xử lý song song 13

1.5.5 Thao tác dữ liệu 14

1.5.6 Điều khiển ngoại lệ 15

Tổng kết chương một 16

Chương 2 : Phát biểu <flow> và vấn đề bế tắc 17

2.1 Phát biểu <flow> 17

2.1.1 Giới thiệu chung về <flow> 17

2.1.2 Các thành phần và thuộc tính chuẩn liên quan <flow> 18

2.1.3 Thành phần <link> trong <flow> 20

2.1.4 Ví dụ về <flow> 21

2.2 Vấn đề bế tắc trong <flow> 22

Tổng kết chương hai 27

Chương 3: Xây dựng công cụ kiểm tra và cảnh báo deadlock 29

3.1 Ý tưởng giải pháp 29

3.2 Xây dựng công cụ phát hiện và cảnh báo bế tắc 33

3.3 Kết quả đánh giá công cụ 38

Tổng kết chương ba 39

Kết luận 40

Tài liệu tham khảo 41

Danh sách hình vẽ

Hình 1.1: Tiến trình xử lý đơn nhận hàng hàng 6

Hình 1.2: Biểu diễn WSDL xử lý một đơn nhận hàng 7

Hình 2.1: Ví dụ về luồng Flow 21

Hình 2.2.1: Mô tả activity <if> 23

Hình 2.2.2: Kết hợp <flow> và <if> 24

Hình 2.2.3: Kết hợp <flow> và <if> có điều kiện JoinCondition 25

Hình 2.2.4: Biểu diễn luồng thực thi <sequence> 26

Hình 2.2.5: Kết hợp <flow> và <sequence> có chu trình 27

Hình 3.1.1: Mô hình ứng dụng phát hiện hiện bế tắc 29

Hình 3.1.2: Mô tả thành phần <assign> thành nút đồ thị 30

Hình 3.1.3: Chuyển <if> thành đồ thị có hướng 31

Hình 3.1.4: Chuyển <sequence> thành đồ thị có hướng 32

Hình 3.2.1: Đồ thị có hướng cho bài toán 1 36

Hình 3.2.2: Đồ thị có hướng cho bài toán 2 37

Danh sách các từ viết tắt

WS-BPEL Web Services Business Process Execution Language BPEL Business Process Execution Language

WSDL Web Services Description Language

UDDI Universal Description, Discovery, and Integration

SOAP Simple Object Access Protocol

Mở đầu

Dịch vụ Web ra đời đã mở ra hướng mới cho việc tương tác giữa các ứng dụng thông qua sử dụng các tiêu chuẩn Web, hiện được áp dụng đa dạng trong hệ thống phần mềm thực tế Các ứng dụng, hệ thống đòi hỏi ngày càng mở rộng quy mô và phức tạp về các quy trình nghiệp vụ Việc sử dụng các dịch vụ Web riêng lẻ cho từng chức năng nghiệp vụ, ngày càng không đáp ứng được với độ phức tạp của hệ thống Ngôn ngữ thực thi quy trình nghiệp vụ BPEL đưa ra để định nghĩa một mô hình và ngữ pháp để

mô tả hành vi của quy trình nghiệp vụ và đối tác hay các dịch vụ Web

BPEL mô hình quy trình nghiệp vụ định nghĩa từ các thành phần hoạt động cơ bản như

<invoke>, <receive>, <reply>, <assign>… và các thành phần hoạt động có cấu trúc như <sequence>, <if>, <while>, <repeatUntil>, <pick>,

<flow>… Trong đó, thành phần hoạt động quan trọng, được dùng khi mô hình một ứng dụng nghiệp vụ <flow>, sử dụng để định nghĩa một tập các thành phần hoạt động thực thi đồng thời hoặc song song Bởi liên kết <link> quy định phụ thuộc thực thi trong một <flow>, trong khi các thành phần hoạt động của BPEL được thiết kế để chương trình không xảy ra bế tắc hoặc chu trình, tuy nhiên, việc sự kết hợp giữa thành phần hoạt động cấu trúc có lựa chọn như <if> hay tuần tự <sequence> trong

<flow> có sử dụng <link>, có thể gây ra bế tắc

Nội dung của luận văn được chia thành các chương như sau:

Chương 1: Luận văn giới thiệu tổng quan về kết hợp dịch vụ Web và ngôn ngữ BPEL Chương 2: Luận văn phát biểu về thành phần hoạt động <flow> và vấn đề deadlock Chương 3: Luận văn đề xuất và xây dựng công cụ kiểm tra và cảnh báo deadlock Phần kết luận : Tóm lược kết quả đạt được của luận văn và định hướng phát triển

tương lai

Chương 1: Tổng quan về kết hợp dịch vụ và ngôn ngữ BPEL

Chương này, luận văn giới thiệu tổng quan về kết hợp dịch vụ Web và ngôn ngữ thực thi quy trình nghiệp vụ BPEL cùng các thành phần hoạt động của nó Ngoài ra, luận văn còn nêu lên được tại sao nên sử dụng BPEL trong các ứng dụng nghiệp vụ sử dụng dịch vụ Web

Web service – dịch vụ Web, tạo ra với mục đích để tương tác giữa các ứng dụng bởi việc sử dụng các tiêu chuẩn Web Các dịch vụ Web sử dụng mô hình kết nối lỏng lẻo cho phép tích hợp linh hoạt giữa các hệ thống độc lập như B2C (business-to-consumer), B2B (business-to-business) hay các hệ thống tích hợp ứng dụng doanh nghiệp Các đặc tả liên quan tới dịch vụ Web như SOAP – định nghĩa một giao thức giao tiếp XML cho khả năng tương tác dịch vụ cơ bản, WSDL (ngôn ngữ mô tả dịch

vụ Web) giới thiệu cú pháp chung cho mô tả dịch vụ và UDDI cung cấp kết nối hạ tầng cho việc giao tiếp và kết nối Kết hợp, các đặc tả đó cho phép các ứng dụng tương tác với mỗi cái khác theo mô hình kết nối lỏng lẻo, độc lập về nền tảng [2]

Việc tích hợp các hệ thống thực tế mong đợi nhiều vào khả năng tương tác đơn giản,

sử dụng các giao thức tiêu chuẩn Dịch vụ Web có nền tảng tích hợp mềm dẻo áp dụng trong các ứng dụng và quy trình nghiệp vụ có thể giải quyết các vấn đề tương tác phức tạp thông qua một mô hình tích hợp quy trình chuẩn Mô hình tương tác được hỗ trợ trực tiếp bởi WSDL là mô hình phi trạng thái nhận yêu cầu – phản hồi hoặc cách thức tương quan nhiều chiều

Các mô hình tương tác nghiệp vụ hiện nay cơ bản áp dụng một trong các kiểu trao đổi thông điệp như peer-to-peer, yêu cầu - phản hồi, một chiều, có trạng thái, các tương tác dài (long – running) liên quan tới hai hoặc nhiều bên Để định nghĩa các tương tác nghiệp vụ hệ thống, mô tả hình thức các giao thức trao đổi thông điệp cùng với sử dụng các quy trình nghiệp vụ của chúng là điều cần thiết Các quy trình nghiệp vụ bao gồm các hành vi phụ thuộc dữ liệu, khả năng xác định các điều kiện ngoại lệ, hậu quả/ kết quả của tương tác, và tính phối hợp giữa các đơn vị, phòng ban Một hệ thống được biểu diễn chi tiết, rõ ràng ở nhiều khía cạnh khác nhau càng tốt Vai trò phân tích hệ thống, các chi tiết thực thi nghiệp vụ hệ thống không nhất thiết đưa ra, khi đó cần một quy trình trừu tượng để mô tả hành vi trao đổi thông điệp thấy được của mỗi bên liên

quan sẽ quan trọng hơn Các vai trò xây dựng, triển khai, cần một quy trình thể hiện luồng thực thi và tích hợp các dịch vụ giữa các bên liên quan, hoặc quản lý trao đổi dữ liệu Ngôn ngữ BPEL định nghĩa hai quy trình: trừu tượng và thực thi sẽ mô tả, biểu diễn tiến trình nghiệp vụ hệ thống sử dụng các dịch vụ Web theo hai quy trình đó

1.2 Ngôn ngữ thực thi quy trình nghiệp vụ BPEL

WS-BPEL (Web Services Business Process Execution Language) hay ngắn gọn BPEL (Business Process Execution Language) là ngôn ngữ thực thi tiến trình nghiệp vụ các dịch vụ Web Phiên bản BPEL4WS (Business Process Execution Language for Web Services 1.0) được giới thiệu vào tháng 7/2002, kết hợp chung của IBM, Microsoft và BEA Nó sử dụng ngôn ngữ luồng dịch vụ Web (Web Services Flow Language - WSFL) của IBM và XLANG của Microsoft Phiên bản 1.1 và thêm sự tham gia đóng góp của SAP và Siebel Systems, được phát hành vào tháng 5/2003 [3] Phiên bản gần nhất WS-BPEL 2.0 được giới thiệu năm 2007 Trong phạm vi tài liệu luận văn này, chỉ

đề cập và sử dụng phiên bản WS-BPEL 2.0 và gọi ngắn gọn là BPEL hay WS-BPEL Đặc tả BPEL 2.0 định nghĩa một ngôn ngữ cho quy trình nghiệp vụ xây dựng dựa trên các dịch vụ Web BPEL 2.0 cung cấp một mô tả quy chuẩn hoàn chỉnh về ngôn ngữ thực thi quy trình nghiệp vụ Các khái niệm cơ bản của BPEL được hiểu theo một trong hai hướng, trừu tượng hoặc thực thi Một tiến trình trừu tượng BPEL là một tiến trình đặc tả từng phần không phải để thực thi và phải được khai báo rõ ràng như kiểu trừu tượng Trong khi tiến trinh thực thi được đặc tả đầy đủ và có thể được thi hành, một tiến trình trừu tượng có thể ẩn các chi tiết thao tác cụ thể hóa được yêu cầu thể hiện bởi vật thực thi Tất cả kiến trúc của tiến trình thực thi tạo nên giá trị tới tiến trình trừu tượng, vì thế tiến trình BPEL thực thi và trừu tượng có độ mạnh thể hiện như nhau

- Tiến trình trừu tượng cung cấp hai cơ chế ẩn các chi tiết thao tác; một sử dụng các thẻ không rõ ràng một cách rõ ràng hoặc thiếu sót Các tiến trình trừu tượng có vai trò mô tả, thường đưa ra nhiều ca sử dụng, một ca sử dụng mô hình hành vi nhìn thấy của vài hoặc tất cả các dịch vụ được đề xuất bởi tiến trình trừu tượng Ca sử dụng khác định nghĩa một khuôn mẫu tiến trình, khuôn mẫu này thể hiện những thực hành tốt nhất từng miền cụ thể Bất kể với từng ca sử dụng và mục đích, tất cả các tiến trình trừu tượng chia sẻ một cơ sở cú pháp chung Chúng có yêu cầu khác nhau về mức độ của độ mờ và hạn chế trong các phần của một định nghĩa tiến trình, có thể bị bỏ sót hoặc bị ẩn Cách sử dụng phù hợp của các tiến trình trừu tượng có hiệu quả khác nhau trong các ràng buộc nhất quán và trong cú pháp của tiến trình đó

- Trong khi tiến trình trừu tượng không yêu cầu để chỉ rõ đầy đủ, tiến trình thực thi có ngôn ngữ định nghĩa một cách hiệu quả dạng thực thi động cho các tiến trình nghiệp vụ dựa trên các tài nguyên dịch vụ Web và dữ liệu XML hoàn toàn Hơn nữa, các tiến trình thực thi và tương tác cùng với các đối tác của chúng trong một cách thức nhất quán không phân biệt nền tảng hỗ trợ hoặc mô hình lập trình được dùng thực thi của các môi trường phục vụ

BPEL sử dụng vài đặc tả XML: WSDL 1.1, XML Schema 1.0, XPath 1.0 và XSLT 1.0 Ngôn ngữ mô tả dịch vụ Web WSDL và định nghĩa kiểu XML Schema cung cấp

mô hình dữ liệu được sử dụng bởi các tiến trình BPEL XPath và XSLT cung cấp hỗ trợ cho việc thao tác sử dụng dữ liệu Tất cả tài nguyên bên ngoài và các đối tác được miêu tả như các dịch vụ WSDL BPEL cung cấp khả năng mở rộng để cung cấp các phiên bản tương lai của các chuẩn, đặc tả XPath và liên quan chuẩn được sử dụng trong tính toán XML

1.3 Tại sao nên sử dụng BPEL

Điểm mạnh của BPEL là khả năng tổ chức một tiến trình nghiệp vụ Đối với các yêu cầu cho một tiến trình logic phức tạp, BPEL là một lựa chọn tốt[10] Nó phù hợp cho các hệ thống nghiệp vụ lớn và các tiến trình tương tác dài (long-running), đặc biệt các

hệ thống SOA Ưu điểm của việc sử dụng BPEL trong mô hình nghiệp vụ các dịch vụ Web bao gồm:

- Cung cấp ngôn ngữ chuẩn cho việc diễn giải các quy trình nghiệp vụ: giàu ngữ nghĩa và bao quát, trải qua phát triển nghiêm ngặt hướng tới giải quyết các yêu cầu phức tạp, BPEL đưa ra hướng giải quyết dàn phối toàn diện

- Tận dụng một tập hợp kỹ năng chung và ngôn ngữ: Các tiêu chuẩn cho phép chi phí tổng thấp nhất của quyền sở hữu qua tính di động tri thức, thay vì sử dụng các kỹ thuật độc quyền phức tạp, BPEL có các thực hành tốt, các mẫu, kinh nghiệm và đào tạo được tận dụng từ đa dạng các nhà cung cấp, truy cập tới các nguồn tài nguyên tri thức trong mô hình và công nghệ của BPEL

- Được thiết kế để phù hợp tự nhiên tới ngăn xếp chứa dịch vụ Web: Trong BPEL một tiến trình nghiệp vụ tương tác cùng các dịch vụ qua các lời gọi dịch vụ Web Sự tổng hợp đệ quy, một tiến trình BPEL tận dụng tương tác cung cấp bởi các mức thấp nhất của hàng đợi các dịch vụ Web, như WSDL, SOAP, WS-Addressing

WS Thể hiện hoàn toàn bằng XML: như các tiến trình nghiệp vụ WS-BPEL thể hiện trong XML, chúng là dễ đọc và được sử dụng bởi bất kỳ các cơ sở tiến trình XML

- Sử dụng và kế thừa WSDL 1.1 và XML Schema 1.0: BPEL sử dụng và kế thừa WSDL để cả cung cấp và sử dụng dịch vụ Web trong phương thức trừu tượng, sử dụng WSDL để định nghĩa các giao tiếp dịch vụ Trong khi đó XML Schema 1.0 để mô hình dữ liệu

- Đa nền tảng và nhà cung cấp động: BPEL cung cấp các nền tảng tiêu chuẩn cơ

sở Các tiến trình BPEL chạy trên bất kỳ engine biên dịch WS-BPEL

- Tương thích giữa các tiến trình tương tác và tái sử dụng: BPEL cung cấp một chuẩn chung cung cấp tương thích giữa các nền tảng khác nhau và các tiến trình thực thi trong chúng

1.4 Tổng quan cấu trúc của một tiến trình BPEL

1.4.1 Bài toán khởi tạomột tiến trình BPEL

Trước khi đi mô tả chi tiết cấu trúc của các tiến trình nghiệp vụ, phần này sẽ đưa ra một ví dụ đơn giản của một tiến trình WS-BPEL cho việc xử lý một đơn đặt hàng Các thao tác tiến trình được miêu tả trong hình 1.1

Bài toán: Trong việc nhận đặt hàng từ một khách hàng, tiến trình phải khởi tạo và tính

toán đồng thời ba phần như tính toán chi phí cuối của một đơn hàng, lựa chọn một phương thức chuyển hàng, lên lịch sản phẩm và giao hàng Trong vài xử lý có thể tiến hành đồng thời, có sự phụ thuộc điều khiển và dữ liệu giữa ba phần Như, chi phí giao hàng được yêu cầu để tính chi phí cuối cùng của đơn hàng, ngày giao hàng được yêu cầu để hoàn thành lịch giao hàng Sau khi ba phần đồng thời được hoàn thành, tiến trình hóa đơn có thể tiến hàng và hóa đơn sẽ được gửi tới khách hàng

Hình 1.1: Tiến trình xử lý đơn nhận hàng

Dịch vụ Web purchaseOrderPT được sử dụng cho tiến trình đặt hàng và nó được

mô tả trong WSDL kèm theo.Việc tính toán chi phí cung cấp, lựa chọn phương thức giao hàng và đặt lịch được xây dựng như các dịch vụ Web mô tả trong WSDL Trong tài liệu WSDL không mô tả và hiển thị các kết nối Một tiến trình BPEL định nghĩa các tham chiếu chỉ ra các loại cổng của dịch vụ Web được gọi tới dùng trong tiến trình, và trong BPEL không triển khai xây dựng các dịch vụ Web Bởi cách thức này, cho phép tái sử dụng các tiến trình nghiệp vụ qua các cách triển khai khác nhau Để tương tác với mỗi đối tác dịch vụ Web, BPEL sử dụng các partnerLink Kiểu của các partnerLink là <partnerLinkType> được mô tả ở phần cuối của tài liệu WSDL, miêu tả sự tương tác giữa dịch vụ Web đặt hàng với mỗi dịch vụ Web nghiệp

vụ với cùng cách tương tác Các <partnerLinkType> miêu tả các phụ thuộc giữa các dịch vụ Web, và mỗi <partnerLinkType> định nghĩa hai vai trò tên đặt và danh sách các porttypes, hỗ trợ cho tương tác tiến hành thành công Trong ví dụ đặt hàng trên, hai <partnerLinkType> là purchasingLT và schedulingLT,

<partnerLinkType> purchasingLT miêu tả kết nối giữa tiến trình và sự yêu cầu của khách hàng, chỉ khi dịch vụ đặt hàng cần đưa ra một thao tác dịch vụ sendPurchaseOrder; <partnerLinkType> schedulingLT miêu tả tương tác giữa dịch vụ đặt hàng và dịch vụ đặt lịch Hai <partnerLinkType> là

invoicingLT và shippingLT định nghĩa hai vai trò tính toán hóa đơn và sử dụng dịch vụ giao hàng phải cung cấp các thao tác gọi lại invoiceCallbackPT và shippingCallbackPT để thông báo đã gửi Hình 1.2 biểu diễn cho các mô tả trên

Hình 1.2: Biểu diễn WSDL xử lý một đơn nhận hàng[1]

Một tiến trình nghiệp vụ WS-BPEL thể hiện bởi XML, như một ngôn ngữ thực thi, nó định nghĩa sự hoạt động tương ứng với các thành phần hoạt động bao đóng, biểu diễn luồng điều khiển logic, dữ liệu, tương tác thông điệp, điều khiển ngoại lệ và các phần khác Trong tiến trình nghiệp vụ BPEL bao gồm các thành phần liên quan như:

- <partnerLinks> định nghĩa tập các bên khác nhau tương tác với tiến trình nghiệp vụ <partnerLink> <partnerLink> thể hiện sự tương tác giữa đối tượng và các dịch vụ Web Nó được đặc tả bởi một partnerLinkType và hai thuộc tính vai trò như myRole và partnerRole Thông tin này định danh chức năng được cung cấp bởi tiến trình nghiệp vụ và dịch vụ đối tác khi cần thực thi

- <variables> định nghĩa các biến dữ liệu được sử dụng trong tiến trình, nó được định nghĩa chung cùng các kiểu thông điệp của WSDL, các kiểu XML Schema hoặc các thành phần XML Schema

- <faultHandlers> chứa các trình điều khiển lỗi định nghĩa các thành phần hoạt động (activities) khi thực thi phản hồi trả về các kết quả lỗi từ quá trình gọi các dịch vụ Web

- <process> chứa mô tả về hành vi của quá trình điều khiển một tiến trình nghiệp vụ Thành phần này là thành phần bao đóng ngoài cùng, chứa tất cả các thành phần hoạt động tạo nên một tiến trình nghiệp vụ BPEL

1.4.2 Cấu trúc của một tiến trình WS-BPEL

BPEL thể hiện hoàn toàn định dạng bằng XML, chúng dễ đọc và dễ hiểu, mỗi thành phần, đặc tả đặc tả bởi một cặp bao đóng XML Cấu trúc cơ bản của một tiến trình nghiệp vụ WS-BPEL như:

<process name="NCName" targetNamespace="anyURI"

• expressionLanguage đặc tả ngôn ngữ biểu thức được sử dụng trong

<process> Thuộc tính miêu tả sử dụng XPath 1.0 trong WS-BPEL 2.0, giá trị mặc định của thuộc tính này là:

urn:oasis:names:tc:wsbpel:2.0:sublang:xpath1.0

• suppressJoinFailure xác định khi các lỗi joinFailure được ném ra

từ tất cả các thành phần hoạt động trong tiến trình Thuộc tính này có thể bị ghi đè bởi một thành phần hoạt động bên trong tiến trình sử dụng các giá trị khác nhau của thuộc tính này Giá trị mặc định của thuộc tính này là no tại mức <process> Khi thuộc tính này không được chỉ ra trong tiến trình, nó sẽ thừa kế giá trị từ các thành phần hoạt động bao đóng bên ngoài hoặc từ <process> nếu các thành phần bao đóng không có thuộc tính này

• exitOnStandardFault, nếu giá trị của thuộc tính này là yes, thì tiến trình

<process> phải thoát ngay lập tức nếu một thành phần hoạt động <exit> được đưa ra, hoặc khi có một lỗi BPEL chuẩn như bpel:joinFailure được thông báo Nếu giá trị của thuộc tính này được là no, thì tiến trình có thể điều khiển một lỗi chuẩn sử dụng trình điều khiển lỗi Giá trị mặc định là no Khi thuộc tính này không được dùng trong một <scope> thì nó thừa kế thành phần bao đóng <scope> hoặc

<process>

• Cú pháp của tiến trình trừu tượng hoặc tiến trình thực thi có không gian tên đích

phân biệt của chính nó, như: http://docs.oasisopen.org/wsbpel/2.0/process/executable chỉ rằng đây là một tiến trình thực thi, một tiến trình trừu tượng sẽ http://docs.oasis-

open.org/wsbpel/2.0/process/abstract được định nghĩa trong WS-BPEL 2.0

Mỗi tiến trình nghiệp vụ, biểu diễn bởi ngôn ngữ BPEL, phân chia thành các thành phần hoạt động tương ứng với chức năng riêng của mỗi chúng như:

• WS-BPEL cũng hỗ trợ khái niệm khai báo theo từng địa phương cục bộ Thành phần cú pháp hỗ trợ khai báo là <scope>

• Tiến trình nghiệp vụ BPEL khả năng tích hợp các dịch vụ Web và định nghĩa logic nghiệp vụ giữa mỗi các tương tác dịch vụ đó Mỗi tương tác dịch vụ được coi là một giao tiếp cùng một đối tác nghiệp vụ Tương tác mô tả một hoặc nhiều giao tiếp các <partnerLink> được khai báo trong <partnerLinks>

• Dữ liệu tiến trình là các biến, được khai báo trong một <process> hoặc

<scope> bên trong tiến trình đó Biến nắm giữ dữ liệu cấu thành nên trạng thái của một tiến trình nghiệp vụ BPEL trong suốt thời gian chạy Dữ liệu trong BPEL được viết và đọc từ các biến định kiểu Mỗi một biến được mô tả bởi <variable> khai báo trong <variables>

• Trong một thành phần hoạt động BPEL có thể là một trong bất kỳ các thành phần hoạt động như: <receive>, <reply>, <invoke>, <assign>, <throw>,

<exit>, <wait>, <empty>, <sequence>, <if>, <while>,

<repeatUntil>, <forEach>, <pick>, <flow>, <scope>, <compensate>,

<compensateScope>, <rethrow>, <validate>, <extensionActivity>

1.5 Các thành phần hoạt động của BPEL

Các thành phần chính của các tiến trình WS-BPEL là các thành phần hoạt động (activity) Chúng có hai kiểu: thành phần hoạt động có cấu trúc và thành phần hoạt động cơ sở Thành phần hoạt động có cấu trúc chứa các thành phần khác và định nghĩa logic nghiệp vụ giữa chúng Ngược lại, thành phần hoạt động cơ sở chỉ thực hiện mục đích đưa ra của chúng như nhận một thông điệp từ một đối tác, hoặc thao tác dữ liệu

và không định nghĩa bất kỳ logic nghiệp vụ khác cũng không chứa được bất kỳ thành phần hoạt động khác Có thể chia các thành phần hoạt động của WS-BPEL thành các nhóm hay được sử dụng sau:

1.5.1 Cung cấp và tiêu thụ các dịch vụ Web

Trong BPEL, tồn tại một cặp thành phần hoạt động đơn giản với mục đích tiêu dùng các thông điệp đến hoặc cung cấp thông điệp tới các đối tác dịch vụ Web Đó là thành phần hoạt động <receive> và <reply> Tất cả các thành phần hoạt động đó cho phép trao đổi thông điệp cùng với các đối tác (các dịch vụ Web) bên ngoài

Thành phần hoạt động <receive> cho phép tiến trình nghiệp vụ nhận một thông điệp từ đối tác bên ngoài, nó hoàn thành khi thông điệp đến Vì thế, một <receive> luôn đặc tả thuộc tính partnerLink và thao tác operation của các đối tác dịch

vụ Web như thuộc tính của nó Hơn nữa, <receive> đặc tả một biến, sử dụng thuộc tính variable, để nhận dữ liệu thông điệp

<reply> đặc tả một thuộc tính variable để tham chiếu biến chứa dữ liệu thông điệp đã được gửi trước đó

<reply name="ReplyResponseToPartner"

partnerLink="ClientStartUpPLT"

operation="StartProcess" />

Thành phần liên quan tới dịch vụ Web nữa là thành phần hoạt động <invoke>

<invoke> được sử dụng để gọi tới một dịch vụ Web đã được cung cấp bởi một đối tác khai báo trước Vì thế, thuộc tính partnerLink và thao tác operation sẽ được đặc tả Các operation là các thao tác yêu cầu – phản hồi, hoặc một chiều, tương ứng trong mô tả WSDL đi kèm <invoke> được xem là một thành phần cơ bản, tuy nhiên, thành phần này có thể bao đóng các thành phần khác, điều khiển bù và

xử lý lỗi như <correlation>, <catch>, <compensationHandler>

<invoke name="InvokePartnerWebService"

partnerLink="BusinessPartnerServiceLink"

operation="partnerOperation" />

1.5.2 Cấu trúc hóa logic tiến trình

BPEL cung cấp nghĩa để cấu trúc logic nghiệp vụ theo sự cần thiết của ứng dụng Nếu cần một sự tuần tự của các thành phần hoạt động, sử dụng thành phần hoạt động

<sequence> của BPEL <sequence> được sử dụng để định nghĩa một tập của các hoạt động được thực thi một cách tuần tự Thành phần <sequence> hoàn thành khi thành phần cuối cùng trong bao đóng <sequence> đã hoàn thành

Thành phần khác được sử dụng cấu trúc hóa logic nghiệp vụ là thành phần hoạt động

<if> <if> cho phép lựa chọn chính xác một nhánh của hoạt động từ một tập lựa chọn Với mỗi lựa chọn, hành vi được kiểm tra điều kiện và nếu điều kiện <if> trả về true, nhánh kết hợp được thực thi Thuộc tính <condition> chứa biểu thức điều kiện có thể sử dụng các biểu thức XPath để biểu diễn, điều khiển logic thực thi nhánh nào của <if> phụ thuộc vào điều kiện <condition> trả về giá trị true

<condition>

$order &gt; 2500

</condition>

<invoke name="calculateFivePercentDiscount" />

</elseif>

<else>

<reply name="sendNoDiscountInformation" /> </else>

</if>

1.5.3 Các thành phần hoạt động lặp

BPEL đưa ra ba thành phần cho phép thực thi lặp một phần logic nghiệp vụ Một trong

đó là thành phần hoạt động <while> <while> cũng là thành phần có cấu trúc

<while> cho phép thực thi lặp thành phần con khi điều kiện trả lại true

để thực thi thành phần con ít nhất một lần, (thực thi khối lệnh trước mới kiểm tra điều kiện)

Thành phần hoạt động thứ ba thực thi lặp các thành phần khác là <forEach>

<forEach> lặp lại thành phần con của nó chính xác N+1 lần khi N bằng

<finalCounterValue> trừ <startCounterValue> Nếu thuộc tính parallel bằng yes thì đó là một <forEach> song song khi các thể hiện N+1 của thành phần

<scope> kèm theo nên xuất hiện song song Thực chất, một luồng ẩn tạo động cùng N+1 bản sao của <scope> của <forEach> Một điều kiện đặc tả sự hoàn thành

<completionCondition> được sử dụng trong <forEach> thông báo hoàn thành khi không thực thi hoặc kết thúc tất cả nhánh đặc tả

<forEach parallel="no" counterName="N" >

<source> của <link> đó đã hoàn thành Các <link> có thể sử dụng hai điều kiện

<transitionCondition> cho thành phần nguồn <source> và điều kiện nối

<joinCondition> cho thành phần đích <target>

</targets>

</invoke>

</flow>

1.5.5 Thao tác dữ liệu

BPEL đưa ra thành phần hoạt động <assign> được sử dụng để tạo bản sao dữ liệu

từ một biến tới biến khác, như cập nhật các giá trị của các biến cùng với dữ liệu mới sử dụng biểu thức Biểu thức thao tác trên các biến, các thuộc tính, và các hằng để thao tác một giá trị mới <assign> chứa một hoặc nhiều thao tác <copy> Mỗi thao tác

<copy> có một đặc tả <from> và đặc tả <to>, đòi hỏi các thành phần nguồn và đích, nơi dữ liệu được bảo sao từ <from> và <to>

<assign>

<copy>

part="operation1Parameter">

<query> creditCardInformation </query>

</from>

<to variable="CreditCardServiceInput" />

</copy>

</assign>

1.5.6 Điều khiển ngoại lệ

BPEL cung cấp cơ chế để phát hiện trường hợp ngoại lệ xuất hiện và cũng có thể điều khiển để xử lý ngoại lệ Trước đó, BPEL đưa ra khái niệm trình điều khiển lỗi Một trình xử lý lỗi có thể gắn kèm tới một <scope>, một <process> hoặc trực tiếp trong các thành phần hoạt động như <invoke>

Thành phần <faultHandlers> chứa các xử lý lỗi định nghĩa các activity thực thi phản hồi trả về một kết quả lỗi từ lời gọi thông qua sự đánh giá xử lý và các dịch vụ chấp nhận