Моделирование бизнес-процессов: практика использования Camunda BPM в Java разработке

Евгений Тришечкин

ведущий Java-разработчик ростовского офиса компании Usetech

Меня зовут Евгений Тришечкин, я ведущий Java разработчик ростовского офиса компании Usetech, и сегодня хочу поделиться с вами применением Camunda BPM в Java разработке.

В рамках статьи я расскажу об основных компонентах системы управления бизнес-процессами Camunda. Покажу развертывание системы, моделирование и деплой простого процесса. А также, на примере созданного процесса, проиллюстрирую взаимодействие Java/SpringBoot приложения с Camunda.

Давайте сначала разберемся с терминологией и выясним, что же такое BPM, BPMS и BPMN.

BPM (Business process management) — концепция управления организацией, рассматривающая бизнес-процессы как особые ресурсы предприятия, непрерывно адаптируемые к постоянным изменениям, и полагающаяся на такие принципы, как понятность и видимость бизнес-процессов в организации за счет их моделирования с использованием формальных нотаций, использования программного обеспечения моделирования, симуляции, мониторинга и анализа бизнес-процессов, возможность динамического перестроения моделей бизнес-процессов силами участников и средствами программных систем.

Другими словами, BPM отвечает на вопросы, где, когда, зачем, как и какая задача выполняется и кто отвечает за ее выполнение.

BPMS (Business Process Management System) – программное обеспечение, обеспечивающее прикладную реализацию концепции BPM.

BPMN (Business Process Modeling Notation) – нотация (система графических обозначений и их описание в формате XML) бизнес-процесса.

BPMS на рынке существует великое множество, включая лидеров рынка – Oracle или IBM. Из названия понятно, что эти системы очень мощные, сильные, дорогие и подходят далеко не каждой организации, а стоимость их внедрения может начинаться от 100.000 евро и выше. Понятно, что только крупные компании могут себе позволить внедрить такую систему.

1. На мой взгляд небольшим компаниям стоит обратить внимание на другие системы, внедрение которых обойдется в меньшие деньги. Например, российская компания ELMA запустила свой собственный продукт ELMA BPM, написанный на стеке .NET и имеющий бесплатную версию. Цена на Enterprise версию также вполне демократичная, кроме того, на сайте можно найти обучающие курсы и много другой полезной информации.
2. Из зарубежных вендоров с демократическими ценами или бесплатными версиями я бы выделил jBPM.
3. И еще одна бесплатная BPM система Аctivity, которую в 2013 году форкнули и из которой получилась известная многим Camunda BPM.

Компания Camunda Services, которая является вендором Camunda BPM, долгое время занималась консультированием организаций в области управления бизнес-процессами, но в результате создала свой продукт и начала активно его развивать.

В сети есть разные сравнения Аctivity и Camunda и, по большей части, они в пользу последней, да и список компаний, использующих камунду достаточно обширный: Deutsche Bank, Goldman Sachs Group, Тинькофф банк, Сбер, Теле 2 и т.д.

Мы все понимаем, что бизнес-процесс должен быть максимально понятным. Моделирование процессов происходит с применением нотаций (нотации — это система графических обозначений и их описание в формате XML). Нотаций существует довольно много, но самая популярная из них, конечно, текущая версия BPMN 2.0 (2.0.2 – 2014 г), которая постепенно развивается и пополняется новыми элементами.

Рассмотрим пример бизнес-процесса, описанном нотацией BPMN:

На картинке изображен процесс регистрации нового пользователя на портале, в достаточно упрощенном формате.

Здесь нарисован пул процесса и отдельными линиями – дорожки процесса. Каждая дорожка — это отдельная роль бизнес-процессов. Верхняя — это инициатор процессов, посередине – портал и внизу – ответственный за исполнение бизнес-процессов.

Зеленый кружок — стартовые события процессов, красные кружки – конечные события процессов.

Прямоугольник — задачи (=таски), которые исполняются во время жизненного цикла бизнес-процесса.

Задачи со значком шестеренок — сервисные задачи, которые не требуют участия оператора.

Задачи со значком человечка – это те задачи, которые требуют участия человека.

Данная система создана для примера и сильно упрощена, в полноценных системах присутствуют и другие элементы, шлюзы, которые реализуют ветвление, есть перехватчики событий, таймеры, и многое другое.

Что же такое Camunda BPM?

• Платформа управления бизнес-процессами, реализующая стандарты BPMN (Business Process Model and Notation), DMN (Decision Model and Notation) и CMMN (Case Management Model and Notation).
• Community версия имеет открытый исходный код, лицензия Apache-2.0.
• Основана на технологическом стеке популярного языка программирования Java. Имеет интеграцию с Spring/Spring Boot.

DMN – это модель принятия решения, которая представляет собой таблицу входных значений и результирующего выходного значения. Полезна в таких задачах, как принятие решения. Допустим, нужно принять решения о выдаче кредита или открытии счета и именно в этой таблице DMN вы найдете множество вводных параметров и выходной параметр, то есть результат – выдавать кредит или нет.

Компоненты CAMUNDA BPM (Community)

Давайте подробнее рассмотрим компоненты комьюнити версии Camunda:

1. Camunda Modeler – кросс-платформенное приложение с графическим интерфейсом, в котором бизнес-аналитик или архитектор процесса может моделировать и\или редактировать схемы процессов. Поддерживает нотации BPMN 2.0, DMN 1.1, CMMN 1.1. Это отдельное кросс-платформенное приложение с графическим интерфейсом, в котором бизнес-аналитик или архитектор процесса может составлять и\или редактировать схемы процессов.
2. Camunda Tasklist — веб-приложение, через которое конечные пользователи могут зайти, посмотреть какие задачи на у них назначены и выполнить какие-то действия.
3. Camunda Cockpit – веб-приложение, которое создано для операторов или владельцев бизнес-процессов, обеспечивающее мониторинг и управление бизнес-процессами
4. Camunda Admin – веб-приложение, интерфейс администратора системы, в котором идет управление ролями, пользователя, группами и т.д.
5. Центральная часть системы Camunda BPM – это движок, который управляет процессом в соответствии с нарисованными схемами и нотациями CMMN и тд, и преобразует их в код, а потом — исполняет.
6. Обратите внимание, что над движком существует надстройка, которая реализует REST или Java API. REST/Java API — программный интерфейс системы, обеспечивающий взаимодействие как с внешними (REST), так и внутренними (Java) компонентами. Rest API достаточно обширный, удобный и позволяет реализовывать всякие кастомные приложения. Например, там можно написать свой таск-лист, но подробнее мы рассмотрим эту возможность чуть позже.

Компоненты Camunda BPM (Enterprise)

Enterprise версия – платная, договор, тех поддержка 24\7 и в техническом плане она получше комьюнити версии. Например, появляются:

Enterprise Cockpit — расширенная версия Camunda Cockpit, содержащая в себе дополнительные функции: развертывание описаний процессов, перезапуск экземпляров процессов, расширенный поиск по экземплярам процессов, миграция экземпляров процессов между версиями.

Camunda Optimize — оптимизация и улучшение бизнес-процессов, выявление «узких мест», отчеты и «тепловые карты» процессов, все это помогает улучшить, оптимизировать и модернизировать бизнес-процессы.

Пример тепловой карты процесса

Тепловая карта показывает относительную частоту выполнения той или иной задачи в процессе. Она помогает визуализировать результат и принять решение, какой участок более нагружен и за счет каких ресурсов\действий его можно разгрузить.

Способы развертывания Camunda BPM

Как я ранее писал, Camunda BPM написана на тех. стеке Java, поэтому у нее есть много способов развертывания.

Первый и самый простой – встроенная библиотека в приложении и именно его мы будем подробно разбирать.

Второй способ тоже подходит для Java приложений — сервис внутри сервера приложений или контейнера сервлетов («расшаренный» сервис), который могут использовать другие приложения, развернутые в контейнере.

Третий способ, если приложения написаны не на Java, развернуть Camunda как отдельно стоящий сервер и приложение будут с ним контактировать по Rest API удаленно.

Четвертый способ для высоконагруженных систем — кластерное развёртывание для высоконагруженных систем, когда есть общая база данных и несколько нод с камундой.

Практическая часть – пробуем Camunda своими руками

1. Заходим на https://start.camunda.com/.
2. Знакомимся с Initializr, который достаточно примитивный, но рабочий. В нем вводим — группу, артефакт, версию Сamunda, версию Java (она никак там не ограничивается, я пробовал java 135 — все нормально, проект сгенерировался). Хочу обратить ваше внимание, что другие языки программирования кроме Java, Scala, Kotlin, выбрать нельзя.
3. Скачиваем и открываем сгенерированный проект.

Внутри мы видим один класс Application — @SpringBootApplication, как я и писал ранее, камунда хорошо интегрируется со SpringBoot. А также в проекте есть файл с настройками приложения и файл с описанием процесса в формате BPM.

Процесс состоит из следующих этапов: стартовое событие, пользовательская задача, конечное событие. Пользовательская задача, самая простая, выглядит так: пользователь открыл задачу, нажал – завершить задачу и процесс завершился.

Но давайте немного усложним задачу и внесем изменения в процесс. Процесс мы сделаем процессом регистрации пользователя на портале, тот пример, о котором мы говорили в начале статьи и к которому обещал вернуться. Для этого нам нужно изменить стартовое событие и добавить туда переменную «username», которая добавляется через Camunda Modeler (кросс-платформенное решение, скачивается с официального сайта, бесплатное)

В результате у нас получилось модифицировать стартовое событие. Дальше необходимо модифицировать пользовательскую задачу, тут же добавляем форму с именем пользователя. Причем имя пользователя мы делаем «read only», чтобы тот человек, который будет утверждать создание нового пользователя не мог изменить его имя. А также добавляем переменную «decision», которая позволяет утвердить или отклонить эту регистрацию.

Запускаем экземпляр процесса. Для запуска экземпляра процесса заходим в приложение Camunda Tasklist (веб-приложение, через которое конечные пользователи могут зайти, посмотреть какие задачи на них назначены и выполнить какие-то действия) и нажимаем «Запустить процесс».

Находим свой демо процесс, который мы создали и видим форму запуска процесса.

После этого появляется окошко для ввода имени пользователя (переменная username), заполняем его и запускаем процесс.

Процесс запущен, и мы видим, что на пользователя Demo упала задача. Задача, как и ожидается называлась отклонить или утвердить регистрацию. Выделяем ее и видим форму, которую мы создавали. Также мы видим имя пользователя, которое нельзя редактировать, а решение – можно. Завершаем задачу, нажав кнопку «Complete» и на этом процесс завершается.

Давайте добавим немного экшена в процесс и усложним задачу – создадим ветвления.

Для этого добавляем к существующему процессу — шлюз, который будет «ветвить» этот алгоритм:

• Если decision равен true, тогда создать нового пользователя.
• Если decision равен false, то просто отправить уведомление о том, что пользователь не создан.

И также создаем конечное событие. В результате у нас появляются два сервисных таска: создать нового пользователя и отправить уведомление. Сервисные таски, как я уже писал ранее, это таски, которые не требуют участия оператора в их выполнении. Следовательно, в них должна быть заложена логика и здесь мы покажем простой способ взаимодействия с Java кодом.

Выделяем модуль или сервисный таск и в нем прописываем implementation, выбирая способ Delegate Expression и добавляем в Delegate Expression собственное имя. Собственно этот бин нам и нужно создать в коде.

Для этого создаем класс CreateNewUser, помечаем его как компонент, чтобы спринг создал в контексте соответствующий бин, а этот класс должен имплементировать JavaDelegate.

В JavaDelegate есть метод execute, который и будет выполняться, когда поток выполнения придет в этот сервисный таск. На примере выше мы видим, что из переменной DelegateExecution можно вытащить переменную процесса, то есть username, которую мы вводили при старте процесса. Если все пройдет успешно, то в логе мы увидим сообщение, что пользователь успешно зарегистрирован.

Аналогично поступим в другим сервисным таском – отправить уведомление.

Также пропишем Delegate Expression, добавляем ему имя бина «notifyUser» и создаем соответствующий компонент, реализующий JavaDelegate в коде.

Внутри метода execute мы возьмем переменную decision, также через объект DelegateExecution, и в зависимости от этой переменной вы увидите разные сообщения:

• если decision равен true, то мы видим «, добро пожаловать на портал!»
• если decision равен false, то мы видим «, вам отказано в регистрации»

Вот этот способ через DelegateExecution работает только в случае с Java приложениями.

Возникает вопрос: а что делать, если приложение не на Java или если Camunda развернута на отдельном сервер?

В этом случае выбираете способ имплементации не Delegate Expression, а External и просто указываете какой-то топик, куда будет отправлен месседж и, соответственно, через очереди будет делегироваться выполнение в ваш код.

Последний шаг – запустить все то, что мы создали. Вводим имя

Видим таск «утвердить\отклонить регистрацию». Допустим, мы отклоняем регистрацию. Тогда не ставим галочку в поле «Утвердить?» и нажимаем «Complete».

После этого переходим в логи и видим, что пользователю Дарт Вейдер отказано в регистрации

Если мы принимаем регистрацию, то ставим галочку в поле «Утвердить?» и нажимаем «Complete». В этом случае процесс исполняется по другой ветке и в логах отображается по-другому.

Вместо вывода

Выше я описал самую простую схему процесса. В реальности же системы намного сложнее с множественными ветвлениями, а в эти диаграммы BPM можно вставлять другие таски, которые могут реализовать нотации DMN.

Camunda не позиционирует себя как low-code или no-code система. Camunda позиционирует себя как систему, где должно быть разумное сочетание, своеобразный симбиоз, между бизнесом, аналитиками и разработкой.

Полезные ссылки

• Быстрый старт
• Описание стандарта BPMN0
• Описание Rest API
• Практический курс BPMN0 от российской компании ELMA