orchestrierung von web-services mit der business process execution language bpel

Orchestrierung von Web Services

Seminar Serviceorientierte Architekturen18. Dezember 2008

Hannes Meyer & Alexander SchmidMasterstudiengang Information Systems & Services

2Hannes Meyer & Alexander Schmid

Inhalt

18.12.2008


Inhalt

18.12.2008


Geschäftsprozessmodellierung

18.12.2008

„Geschäftsprozessmodellierung ist eine Menge von Praktiken oder Maßnahmen, die Unternehmen durchführen können, um alle Aspekte eines Geschäftsprozesses darstellen oder beschreiben zu können“ (nach Bloomberg, Schmelzer)


Methoden für GP-Modellierung

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Grafische Notationen

• Unified Modeling Language (UML)– Aktivitätsdiagramm

• Ereignis-gesteuerte Prozesskette (EPK)

• Business Process Markup Notation (BPMN)

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Unified Modeling Language

• Standardisierte Sprache zurModellierung von Softwareund anderen Systemen

• Aktivitätsdiagramm zur Abbildung eines Anwendungsfall

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Ereignis-gesteuerte Prozesskette

• Grafische Darstellung von Geschäftsprozessen einer Organisation

• Wesentliches Element des ARIS-Konzepts• Operationen, Ereignisse und Funktionen

• Gerichtete Graphen zur Verknüpfung

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Bildquelle: http://www.iam-wiki.org/EPK


Erweiterte Ereignis-gesteuerte Prozesskette

• erweiterte Ereignis-gesteuerte Prozesskette (eEPK):– Organisationseinheit– Datenflüsse– Anwendungssystem

• Kanten dazu stellen Rollen dar (z.B. „führt aus“)

• Beispiel

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Bildquelle: http://www.iam-wiki.org/EPK


Business Process Markup Notation

• Schwerpunkt ist grafische Darstellung von Geschäftsprozessen

• Symbole zur Verständlichkeit für Fachpersonal und Informatiker

• Kaum Anwendungs- und Strukturierungsanweisungen

• Überführung in ausführbare Prozessbeschreibungen (BPEL, XPDL) schwierig

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BPMN – Objekte

• Flow Objects– Knoten in den Geschäftsprozessdiagrammen

• Connecting Objects– Verbindende Kanten

• Pools/Swimlanes– Bereiche mit denen Aktoren und Systeme dargestellt werden

• Artefakte– Data Objects, Groups, Annotations

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BPMN – Flow Objects

• Activity

• Gateway

• Event

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Task Subprocess Loop

AND OR XOR Event-basiert

Start Inter- End Start- Int.- End- mediate Message Timer Exception


BPMN – weitere Elemente

• Connecting Objects:– Sequence Flow– Message Flow

• Pools/Swimlanes

• Artifacts– Data Objects, Groups, Annotations

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Beispiel Bestellabwicklung

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Inhalt

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Zusammenhänge GPM und SOA

• Services sind ein Teil von Geschäftsprozessen

• Services erfüllen fachliche Aufgaben

• BPEL als Teil von SOA beschreibt Geschäftsprozesse

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Vorgehensweise

• Wie gelangt man zu den Services eines Geschäftsprozesses?

• Wie kann ich Services allgemein formuliert erstellen, damit sie in anderen Szenarien wiederverwendet werden können?

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Vorgehensweise

18.12.2008 18Hannes Meyer & Alexander Schmid

• Zwei Ansätze:Top-Down Bottom-Up

Dekomposition Komposition

WAS IST BESSER ???


Vorgehensweise

• Wie gelangt man zu den Services eines Geschäftsprozesses?

• Wie kann ich Services allgemein formuliert erstellen, damit sie in anderen Szenarien wiederverwendet werden können?

Die Service-Entwicklung sollte „agil“ sein (sowohl Top-Down als auch Bottom-Up)

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Hannes Meyer & Alexander Schmid 2018.12.2008

Pause


Fortsetzung


Inhalt

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BPEL Historie

• 2002: BPEL4WS 1.0 von Microsoft, IBM & BEA• IBM: Web Services Flow Language WSFL• Microsoft: XLANG• 2003: Beitritt von SAP und Siebel Systems• Weiterentwicklung von OASIS• Offizieller offener Standard• 2007: WS-BPEL 2.0

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BPEL im Web-Services-Stapel


WS-BPEL

WSDL, Policy, UDDI, Inspection

Security Reliable Messaging

Transactions

Coordination

SOAP (logical messaging) Other protocols

XML, Encoding Other services

Business Processes

Description

Quality Of Service

Transport and Encoding

Quelle: In Anlehnung an Ryan, Frank http://www.oasis-open.org/committees/download.php/23068/WS-BPEL%20Technical%20Overview%20for%20Developers%20and%20Architects%20-%20Part%201%20(Frank%20Ryan).pdf

WS-BPEL - Einführung

• Web Services Business Process Execution Language 2.0

• Orchestriert Web-Services


Service

Input

Service Service Service

Output

Service Service

Basis- und Composite-Services


Basis-Service

Input

B-Service

Composite-Service

B-Service

Output

Operative DB

B-Service

DB 1 Operation

DB 2

Orchestrierung

• Komposition verschiedener Services zu einem Prozess.

• Services können intern und extern sein.• Steuerung der zeitlichen Reihenfolge und

Bedingungen der Serviceaufrufe.• Übergabe und Zwischenspeicherung von Daten

zwischen Services.• Der komponierte Prozess ist wiederum ein

Service.


Abgrenzung zu Choreografie

• Choreografie als Zusammenarbeit gleichberechtigter Partner.• Orchester wird zentral geleitet (dirigiert).• Eigenschaften der Choreografie:

– bessere Skalierung– fehlender Gesamtüberblick– Services triggern sich gegenseitig.


Bildquellen: http://www.flickr.com/creativecommons/


BPEL und WSDL

• Mittels einer WSDL wird ein BPEL-Prozess selbst als Service zur Verfügung gestellt.

• WDSL definiert u.a. Input-/Output-Messages, deren Typ.

• Serviceaufrufe innerhalb des Prozesses stützen sich auf WSDL-Dokumente.

• BPEL erweitert die WSDL- Spezifikation, um asynchrone Prozesse mit langer Laufzeit zu unterstützen.

• WS-BPEL 2.0 verwendet WSDL 1.118.12.2008


BPEL Sprachelemente

• Prozessdefinition– Prozess & Import– Variablen– Partner Links

• Grundlegende Aktivitäten– Assign– Invoke– Receive & Reply– Throw

• Strukturierende Aktivitäten– Sequence, Flow– If-else– ForEach

• Ausnahmebehandlung– Fault-Handler– Event-Handler– Compensation-Handler

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PROZESSDEFINITIONÜberblick BPEL Sprachelemente

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32Hannes Meyer & Alexander Schmid 18.12.2008


<process>

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

<process name="process_Bestellung" targetNamespace="http://enterprise.netbeans.org/bpel/process_Bestellung" xmlns="http://docs.oasis-open.org/wsbpel/2.0/process/executable" xmlns:sxt="http://www.sun.com/wsbpel/2.0/process/executable/SUNExtension/Trace" xmlns:sxed="http://www.sun.com/wsbpel/2.0/process/executable/SUNExtension/Editor" xmlns:xsd="http://www.w3.org/2001/XMLSchema" xmlns:bpws="http://docs.oasis-open.org/wsbpel/2.0/process/executable" xmlns:adress="http://xml.netbeans.org/schema/Adresse" xmlns:kunde="http://xml.netbeans.org/schema/Kunde" xmlns:best="http://xml.netbeans.org/schema/Bestellung" xmlns:tns="http://j2ee.netbeans.org/wsdl/Bestellung_pruefen" xmlns:sxxf="http://www.sun.com/wsbpel/2.0/process/executable/SUNExtension/XPathFunctions" xmlns:sxeh="http://www.sun.com/wsbpel/2.0/process/executable/SUNExtension/ErrorHandling">

<documentation>Dies ist der Bestellprozess. …

</documentation>

[…]

</process>

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<import>

<import namespace="http://xml.netbeans.org/schema/Bestellung" location="../src/Bestellung.xsd" importType="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"/>

<import namespace="http://bestellabwicklung.hdm.de" location="Bestellung_pruefen/Bestellung_pruefen.wsdl" importType="http://schemas.xmlsoap.org/wsdl/"/>

<import namespace="http://bestellabwicklung.hdm.de/" location="WebServices/MaterialPruefenService.wsdl" importType="http://schemas.xmlsoap.org/wsdl/"/>

<import namespace="http://j2ee.netbeans.org/wsdl/prozess_Bestellung" location="process_Bestellung.wsdl" importType="http://schemas.xmlsoap.org/wsdl/"/>

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<partnerLinks>

<partnerLinks><partnerLinkname="PL_Bestellung_pruefen" xmlns:tns="http://j2ee.netbeans.org/wsdl/

subprocess_Bestellung_pruefen" partnerLinkType="tns:subprocess_Bestellung_pruefen" partnerRole="subprocess_Bestellung_pruefenPortTypeRole"/>[…]</partnerLinks>

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Verbindung zu einem Partner-Service.

<variables>

<variables><variable name="Subprocess_Bestellung_pruefenOperationIn" xmlns:tns="http://j2ee.netbeans.org/wsdl/subprocess_Bestellung_pruefen" messageType="tns:subprocess_Bestellung_pruefenOperationRequest"/><variable name="Kunde" type="kunde:Kunde" /><variable name="Meldung" type="xsd:string" /></variables>

• In Variablen werden Zustände eines Prozesses gespeichert.• Variablen müssen von einem der folgenden Typen sein:

– WSDL Nachrichten– XMLS Simple Types und Complex Types– XMLS Elemente im Allgemeinen (String etc.)

• Die Definition der Variablen als direkte Kinder von <process> macht sie global;• Innerhalb eines Scopes nur für Kinder dieses Scopes sichtbar.• XPATH als Zugriffsprache auf Variablen



GRUNDLEGENDE AKTIVITÄTEN

Überblick BPEL Sprachelemente

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Hannes Meyer & Alexander Schmid 41

<receive>

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<receive

name="Bestelleingang"

partnerLink="Kunde"

portType="tns:prozess_BestellungPortType"

operation="prozess_BestellungOperation"

variable="Prozess_BestellungOperationIn"

createInstance="yes"

xmlns:tns="http://.../wsdl/prozess_Bestellung" >

</receive>

Empfangen einer passenden eintreffenden Nachricht.


<reply>


<reply>

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<reply name="Bestaetigung_senden"

partnerLink="Kunde"

operation="prozess_BestellungOperation"

xmlns:tns="http://j2ee.netbeans.org/wsdl/prozess_Bestellung"

portType="tns:prozess_BestellungPortType"

variable="Prozess_BestellungOperationOut" />

Sende eine Nachricht als Antwort auf <receive>.


<invoke>

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<invoke name="Bestellung_pruefen"

partnerLink="PL_Bestellung_pruefen"

operation="bestellung_pruefenOperation"

portType="tns:bestellung_pruefenPortType"

xmlns:tns="http://bestellabwicklung.hdm.de"

inputVariable="Bestellung_pruefenOperationIn"

outputVariable="Bestellung_pruefenOperationOut">

</invoke>

Führe eine Operation eines PartnerLinks aus.


<assign>

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<assign name="Assign1">

<copy>

<from variable="Prozess_BestellungOperationIn"

part="bestellprozess_in" />

<to variable="Bestellung_pruefenOperationIn"

part="bestellung_in" />

</copy>

</assign>

Weise Variablen neue Werte zu.


<copy> mit xsl Transformation

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<copy>

<from>

bpws:doXslTransform('urn:stylesheets:Bestellbestaetigung.xsl', $Prozess_BestellungOperationIn.bestellprozess_in)

</from>

<to variable="Prozess_BestellungOperationOut" part="bestellprozess_out"/>

</copy>


xsl stylesheet

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<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?><xsl:stylesheet xmlns:xsl="http://www.w3.org/1999/XSL/Transform" version="1.0"

xmlns:bes="http://xml.netbeans.org/schema/Bestellung"xmlns:kun="http://xml.netbeans.org/schema/Kunde"><xsl:output method="xml"/>

<xsl:template match="bes:Bestellung"><bestaetigung>

<xsl:variable name="tmpTotal"/><bestellnummer><xsl:value-of select="@bestellnummer"/></bestellnummer><datum><xsl:value-of select="@bestelldatum"/></datum><kunde><xsl:value-of select="bes:Kunde/kun:Name/kun:Nachname"/>, <xsl:value-of

select="bes:Kunde/kun:Name/kun:Vorname"/></kunde><kundennummer><xsl:value-of select="bes:Kunde/kun:Kundennummer"/></kundennummer>

<bestellpositionen> <xsl:for-each select="bes:Bestellposition"><produkt><nummer><xsl:value-of select="bes:Produkt/bes:Produktnummer"/></nummer><name><xsl:value-of select="bes:Produkt/bes:Produktbezeichnung"/></name><menge><xsl:value-of select="bes:Bestellmenge"/></menge><preis einheit="EUR"><xsl:value-of select="bes:Produkt/bes:Produktpreis *

((bes:Produkt/bes:InklMwst) div 100 +1)"/></preis></produkt></xsl:for-each>

</bestellpositionen></bestaetigung>

</xsl:template></xsl:stylesheet>


<wait>

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<wait name="Wait1"><for>'P0Y0M0DT0H0M20S'</for>

</wait>[…]

<wait name="Wait2"><until>'2008-12-18T13:15+01:00'</until>

</wait>[…]

Warte eine gewisse Zeit.


STRUKTURIERENDE AKTIVITÄTEN

Überblick BPEL Sprachelemente

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<forEach>

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<forEach name="Fuer_jede" parallel="no" counterName="i"><startCounterValue>1</startCounterValue>

<finalCounterValue> count($Prozess_BestellungOperationIn.bestellprozess_in/best:Bestellposition)</finalCounterValue><scope name="Position">

<variables><variable name="Bestand_pruefenIn" […] />[…]</variables>

<sequence name="Sequence2">

<assign name="Assign4">

<copy>

<from>$Prozess_BestellungOperationIn.bestellprozess_in/best:Bestellposition[$i]/best:Bestellmenge</from>

<to>$Bestand_pruefenIn.parameters/bestellmenge</to>

</copy>

[…]

</assign>

<invoke name="Materialbestand_pruefen" […]/> […]

</sequence>

</scope>

</forEach>


<if> - <else><if name="If1">

<condition>$Bestand_pruefenOut.parameters/return > 0</condition><sequence name="Sequence4">

<assign name="Assign5"><copy>

<from>$Bestand_pruefenOut.parameters/return</from><to>$Auftrag_anlegenIn.parameters/produktionsmenge</to>

</copy><copy>

<from>$Bestand_pruefenIn.parameters/produktnummer</from>

<to>$Auftrag_anlegenIn.parameters/produktnummer</to></copy>

</assign><invoke name="Produktionsauftrag_ausloesen" partnerLink="PL_Produktion"

operation="Auftrag_anlegen" portType="tns:Produktionsauftrag_anlegen" inputVariable="Auftrag_anlegenIn" xmlns:tns="http://bestellabwicklung.hdm.de/"></invoke></sequence><else> […] </else>

</if>

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AUSNAHMEBEHANDLUNGÜberblick BPEL Sprachelemente

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Fault Handler


<throw>

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<throw

name="Throw1"

faultName="ns2:datenfehler"

faultVariable="subprocess_Bestellung_pruefenOperationFault"/>

Erzeuge einen Fehler innerhalb des Prozesses.

Compensation Handler


Bildquelle: http://www.oasis-open.org/committees/download.php/23066/WS-BPEL%20Technical%20Overview%20for%20Developers%20and%20Architects%20-%20Part%203%20(Charlton%20Barreto).pdf


Event Handler

• Parallel zur Abarbeitung des Prozesses/ Scopes.

• Empfängt Requests, stößt draufhin Aktionen an.

• Beispiel: Stornierung durch Kunden tritt während des Bestellprozesses ein.

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Condition:

Bestand_pruefenOut > 0

process_BestellungIn - Bestellposition[i]/Produktnummer - Bestellposition[i]/Bestellmenge

Bestand_pruefenIn (produktnummer, bestellmenge)Material_reservierenIn (produktnummer, bestellmenge)

From: 1

To: count(Be-stellposition)

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process_BestellungIn

Part: Bestellung

process_BestellungIn

subprocess_Bestellung_pruefenInsubprocess_Bestellung_pruefenIn

Part: Bestellung

subprocess_Bestellung_pruefenOut

Part: boolean

Bestand_pruefenOut

Part: IntegerBestellung_pruefenOut

Auftrag_anlegenIn

Auftrag_anlegenIn

Part: Integer

DoXSLTransform

process_BestellungOut

process_BestellungOut

Part: String

process_BestellungFault

Part: String

Material_reservierenIn

Parts: Integer

Bestand_pruefenIn

Parts: Integer


Inhalt

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Vor- und Nachteile

• Vorteile– XML-basiert– Ausnahmebehandlung– BPMN als grafische

Notation fungiert als Schnittstelle zwischen Fachpersonal und IT

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• Nachteile– Komplexität– Keine Interaktion mit

Menschen möglich– Kompatibilität von BPEL

1.1 und BPEL 2.0– Überführung von BPMN

in BPEL nicht einfach


BPEL4People

• Als Vorschlag bei OASIS eingereicht, aber noch kein offizieller Standard.

• Erweitert die bestehende WS-BPEL Spezifikation.

• Bringt menschliche Interaktionen in BPEL-Prozesse.

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BEPL4People

• Mensch --> Prozess• User instantiiert & liefert Daten an Prozess

• Mensch <--> Prozess• Prozess fordert vom User Daten an• Prozess liefert eine Meldung an den User• Prozess fordert Bestätigung des Users

• Mensch <-- Prozess• Prozess benachrichtigt den User

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Pause

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Quellen

• OASIS (2007): WS-BPEL 2.0 Primer. http://www.oasis-open.org/committees/download.php/23974/wsbpel-v2.0-primer.pdf

• OASIS (2007): WS-BPEL 2.0 Specification. http://docs.oasis-open.org/wsbpel/2.0/OS/wsbpel-v2.0-OS.pdf

• http://swt2.informatik.uni-halle.de/downloads/2006ss/proseminar_cs_ws/08_felix-wagner_bpel_ausarbeitung.pdf

• BPEL4PEOPLE 1.0 Specification. http://download.boulder.ibm.com/ibmdl/pub/software/dw/specs/ws-bpel4people/BPEL4People_v1.pdf

• http://bpel4people.svn.sourceforge.net/viewvc/bpel4people/doc/poster/poster.pdf?revision=1• BPEL Presentations on http://ode.apache.org/ws-bpel-20.html• Josuttis, N. (2008): SOA in der Praxis. Dpunkt Verlag.• http://www.iam-wiki.org/EPK• http://www.competence-site.de/soa.nsf/AttachShow!OpenFrameset&attachfile=/soa.nsf/

04AF9B7C89738738C125732A00551F54/$File/SOA%20macht%20den%20Weg%20frei%20fuer%20Business%202.0_ids%20scheer_dr.%20scheer_082007.pdf

• http://www.gi-ev.de/no_cache/service/informatiklexikon/informatiklexikon-detailansicht/meldung/serviceorientierte-architektur-118/

• http://bpms.intalio.com/tutorials.html• http://www.bpmn.org• Netbeans Sample BPEL Projects

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Vielen Dank für die Aufmerksamkeit!

orchestrierung von web-services mit der business process execution language bpel

Technology

fazit und ausblick5

services services basis

orchestrierung mit bpel4

bpel historie

damit sie

den geschftsprozessdiagrammen

unternehmen durchfhren

ist besser