Maestría en Ingeniería Arquitectura de Software

Transcripción

1 Maestría en Ingeniería Arquitectura de Software Sesión 12 Fernando Barraza A., Ms.C

2 Sesión 12 Objetivo: Brindar al estudiante una visión general de BPM, BPMN y BPEL dentro de un estilo SOA Temas: SOA y los modelos de negocio de empresa BPM y la relación con SOA y sus tecnologías Procesos de Negocio Estándares y Notaciones para modelar, implementar y monitorear procesos de negocio BPMN BPEL, WS-BPEL BAM Transformaciones de modelos

3 Ciclo de vida SOA

4 Solución conceptual

5 BPM, BPEL, BAM, BPMN, SOA, Web Services BPM BPMN BPEL SOA BAM

6 Integración de estándares en el modelo de negocio de la empresa Estándar Objetivo Responsable BPM Modelar el proceso total de negocio Responsables y consultores del Negocio BPMN Representar el modelo de negocio Consultor de Negocio BPEL Especificar el proceso en un código ejecutable Arquitecto de Sistema SOA Implementar BPM con servicios Arquitecto de Software y Sistema Web Services Integrar aplicaciones mediante servicios BAM Desarrolladores de Software Monitorear los procesos de negocio Analista de Negocios

7 Procesos de negocio Un proceso de negocio es un conjunto de actividades que generan un valor para la empresa La orientación SOA permite modelar un proceso como una orquestación de servicios

8 Ejemplo Modelo de Procesos Obtain Additional Information C redit C ard Application C heck C ompletenes s C heck C redit His tory Assess Application Make C redit Offer C heck Income S ource(s) Notify R ejection

9 BPM Business Process Management El BPM son las actividades que tienen como objetivo el análisis, diseño, ejecución y monitorización de los procesos de negocio

10 BPM Características de BPM Debe permitir gestionar el ciclo de vida de los servicios Simular procesos de negocio Monitorizar KPIs de los procesos de negocio Agilidad en el cambio de los procesos

11 BPM Relación BPM, SOA y Web Services Los Web Services son la tecnología más adecuada para implementar arquitecturas SOA Las arquitecturas SOA representan adecuadamente procesos de negocio El BPM permite la implantación de un proceso de negocio usando una arquitectura SOA.

12 BPM Cómo genera valor el BPM? La tecnología debe dar soporte a los procesos de negocio. El mercado actual es muy cambiante. Los cambios en los procesos deben ser rápidos El BPM permite ver los procesos como una sucesión funcionalidades atómicas. Consecuencia: Es fácil y rápido cambiar los procesos de negocio Ventaja competitiva

13 BPM Cómo empezar a utilizar BPM? Empezar por un proceso que funcione mal Intentar que la lógica de negocio cubra distintos actores tanto internos como externos

14 BPM Puntos clave de éxito La organización debe tener perfectamente definidos sus procesos de negocio Seleccionar los procesos de negocio susceptibles de usar BPM Definir correctamente los servicios (funcionalidad, granularidad, etc ) Seleccionar las KPI adecuadas Monitorizar, monitorizar, monitorizar, Tener una orientación de mejora continua de los procesos

15 Notaciones para Modelar Negocios Business Process Modelling Notation (BPMN) Event-driven Process Chains (EPC) Business Process Execution Language (BPEL) State-machines y variantes (ej: IBM Business State Machine, WWF) Petri nets y variantes (ej: YAWL)

16 BPMN Business Process Modeling Notation. Modelado de procesos Es el lenguaje del consultor de negocio. Se usa para representar el proceso de negocio. El modelo será traducido posteriormente a lenguaje máquina (BPEL) para ser ejecutado. Ojo: Hay una tendencia a usar UML 2.0+ en vez de BPMN.

17 Elementos bàsicos BPMN E vent Tas k F low G ateway

18 BPMN: Vista detallada S tart E vent Intermediate Mes s ag e E vent Intermediate Timer E vent E nd E vent E nd Terminate E vent Tas k P arallel F ork G ateway c receive ~c F low P arallel J oin G ateway Data bas ed Dec is ion G ateway E vent bas ed Dec is ion G ateway Merg e G ateway

19 Ejemplo BPMN R eject order C heck stock availability S end invoice C onfirm order S hip goods

20 BPEL Business Process Execution Language Es el lenguaje máquina que permite la implementación del BPM. Es un estándar soportado por la mayoría de fabricantes Físicamente es un fichero XML

21 BPEL Qué aporta? Es la unión entre negocio y tecnología Al ser un estándar usado por los fabricantes: Permite elegir entre distintas plataformas Permite la interoperabilidad Fomenta la competitividad y la mejora de las plataformas

22 WS-BPEL Web Services Business Process Execution Language (WS-BPEL) es un lenguaje para describir procesos de negocio basados en Web Services WS-BPEL ejecuta la funcionalidad únicamente con interfaces tipo WS La especificación de WS-BPEL es administrada por OASIS WS-BPEL es un lenguaje de orquestación no de coreografía

23 Orquestación vs. Coreografía Orquestación Coreografía Especifica un proceso ejecutable con intercambio de mensajes entre sistemas los cuales son controlados por el diseñador de la orquestación. Especifica un protocolo peerto-peer con la secuencia de mensajes intercambiados para garantizar la interoperabilidad Una coreografía no es directamente ejecutable y requiere ser impementada a través de un proceso de orquestación (por ej. BPEL)

24 BPEL como orquestador

25 Ejemplo BPEL <sequence> <invoke check stock availability /> <switch ( ) /> <case reject > <invoke order rejection /> </case> <otherwise> <sequence> <invoke order acceptance /> <flow> <invoke invoicing /> <invoke ship goods /> </flow> </sequence> </otherwise> </switch> </sequence>

26 Definición de proceso en WS-BPEL Declare dependencies on external XML Schema or WSDL definitions imports extensions process Declare namespaces of WS-BPEL extension attributes and elements Relationships that a WS- BPEL process will employ in its behavior partner links message exchanges Relationship between inbound and outbound message activities Data holding state of a business process or exchanged with partners variables correlation sets Application data fields that together identify a conversation Concurrently process inbound messages or timer alarms event handlers fault handlers Deal with exceptional situations in a process Perform the process logic any number of activities may be recursively nested primary activity WSDL definitions XML schemas

27 Modelo de composición recursiva Los procesos WS-BPEL son expuestos como Web Services a los socios de negocio Los procesos WS-BPEL interactúan con los Web services expuestos por los socios de negocio WSDL Loan Approval PortType Loan Approval Process receive reply invoke Financial institution s Web service implementation (Loan Approver) Web Service Web Service

28 Elemento Partner Link WDSL describe la funcionalidad de los servicios del partner El enlace al partner describe el tipo de relación con el partner describiendo los tipos de puertos usado en la relación peer-topeer Ejemplos: <partnerlinks> <partnerlink name= Invoice partnerlinktype= inv:invoicetype partnerrole= InvoiceServiceProvider /> <partnerlink name= Employee partnerlinktype= emp:employeetype partnerrole= EmployeeServiceProvider /> </partnerlinks> Reference to WDSL porttype element

29 Partner Links gráficamente process Peer-to-peer conversational partner relationship partner link receive invoke Inbound request service provided by the process Outbound request service required by the process WSDL port type myrole partner link type partnerrole WSDL port type Provided port type Required port type

30 Variable Element Es usado para almacenar información de la lógica del workflow Las variables pueden contener mensajes enteros y conjuntos de datos con XSD Ejemplo: <variables> <variable name= EmployeeHoursRequest Message Name from Partner Process Definition messagetype= emp:getweeklyhoursrequestmessage /> </variables>

31 Variables gráficamente request Variables defined using WSDL messages process request response receive invoke 42 xsl:transform response reply assign WSDL WSDL messages WSDL message message 42 Variables defined using XML schema elements or types XML XML Schema elements schemas / types

32 Properties y Correlation Sets Como identificar instancias con estado (stateful instances) con interfaces WS sin estado? Una instancia de proceso es asignada a una o más llaves Datos de negocios son usados como llaves, ej: customerid Una llave puede ser compuesta, Ej: (customerid, ordernumber) WS-BPEL llama una llave como un conjunto rolrelacionado (correlation set) es usado para correlacionar un mensaje entrante con una instanciad de proceso customerid ordernumber Process 4 (0123,15) Process 3 (0815,42) Message 1 Process 2 (4711,37) Process 1 (0815,12) Message

33 Actividades Basicas process Do a blocking wait for a matching message to arrive / send a message in reply Invoke a one-way or request-response operation receive invoke reply exit compensate Immediately terminate execution of a business process instance Invoke compensation on all completed child scopes in default order Update the values of variables or partner links with new data Validate XML data stored in variables assign validate compensatescope wait Invoke compensation on one completed child scope Wait for a given time period or until a certain time has passed Generate a fault from inside the business process throw empty No-op instruction for a business process Forward a fault from inside a fault handler rethrow extensionactivity Wrapper for language extensions

34 Actividades Estructuradas process Contained activities are executed in parallel, partially ordered through control links A B flow C M1 M2 pick A Block and wait for a suitable message to arrive (or time out) Contained activities are performed sequentially in lexical order sequence N. foreach N. Contained activity is performed sequentially or in parallel, controlled by a specified counter variable Contained activity is repeated while a predicate holds c while c1 c2 if-elseif-else Select exactly one branch of activity from a set of choices Contained activity is repeated until a predicate holds repeatuntil c scope Associate contained activity with its own local variables, partner links, etc., and handlers

35 Scopes Scopes provide a context which influences the execution behavior of its enclosed activities scope process scope Local declarations partner links, message exchanges, variables, correlation sets scope scope Local handlers event handlers, fault handlers, a termination handler, and a compensation handler scope primary activity Isolated scopes provide control of concurrent access to shared resources scope scope scope scope Termination handler to deal with forced scope termination (external faults) Compensation handler to undo persisted effects of already completed activities

36 Compensation Handling process invoke compensation handler invoke 5. Propagate compensation 6. Undo work (in reverse order) scope compensation handler compensate compensation handler invoke 4. Compensate previous work 3. The fault triggers the process-level fault handler fault handler compensate invoke 1. Do some work (successfully invoke two services) invoke 2. Invoke another service (throws fault)

37 BPEL: Ejemplo de Sintáxis Definición de Partner <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <process name="insuranceselectionprocess" targetnamespace=" xmlns=" xmlns:ins=" xmlns:com=" > <partnerlinks> <partnerlink name="client" partnerlinktype="com:selectionlt" myrole="insuranceselectionservice"/> <partnerlink name="insurancea" partnerlinktype="ins:insurancelt" myrole="insurancerequester" partnerrole="insuranceservice"/> <partnerlink name="insuranceb" partnerlinktype="ins:insurancelt" myrole="insurancerequester" partnerrole="insuranceservice"/> </partnerlinks>

38 BPEL: Ejemplo de sintáxis Definición de variables <variables> <!-- input for BPEL process --> <variable name="insurancerequest" messagetype="ins:insurancerequestmessage"/> <!-- output from insurance A --> <variable name="insurancearesposne" messagetype="ins:insuranceresponsemessage"/> <!-- output from insurance B --> <variable name="insurancebresposne" messagetype="ins:insuranceresponsemessage"/> <!-- output from BPEL process --> <variable name="insuranceselectionresponse" messagetype="ins:insuranceresponsemessage"/> </variables>...

39 BPEL: Ejemplo de sintáxis Pasos de procesos <sequence> <!-- Receive the initial request from client --> <receive partnerlink="client" porttype="com:insuranceselectionpt" operation="selectinsurance" variable="insurancerequest" createinstance="yes" /> <!-- Make concurrent invocations to Insurance A and B --> <flow> <!-- Invoke Insurance A web service --> <invoke partnerlink="insurancea" porttype="ins:computeinsurancepremiumpt" operation="computeinsurancepremium" inputvariable="insurancerequest" outputvariable="insurancearesposne" /> <!-- Invoke Insurance B web service --> <invoke partnerlink="insuranceb" porttype="ins:computeinsurancepremiumpt" operation="computeinsurancepremium" inputvariable="insurancerequest" outputvariable="insurancebresposne" /> </flow>

40 BPEL: Ejemplo de sintáxis Pasos de procesos (Cont ) <!-- Select the best offer and construct the response --> <switch> <case condition="bpws:getvariabledata('insurancearesposne', 'confirmationdata','/confirmationdata/amount') <= bpws:getvariabledata('insurancebresposne', 'confirmationdata','/confirmationdata/amount')"> <!-- Select Insurance A --> <assign> <copy> <from variable="insurancearesposne" /> <to variable="insuranceselectionresponse" /> </copy> </assign> </case> <otherwise> <!-- Select Insurance B --> <assign> <copy> <from variable="insurancebresposne" /> <to variable="insuranceselectionresponse" /> </copy> </assign> </otherwise> </switch> <!-- Send a response to the client --> <reply partnerlink="client" porttype="com:insuranceselectionpt" operation="selectinsurance" variable="insuranceselectionresponse"/> </sequence> </process>

41 Transformación de Modelos BPMN-to-BPEL Transformar modelos producidos por analistas en modelos para desarrolladores (y viceversa) Comunmente soportados en herramientas comerciales pero de forma limitada. BPEL-to-Petri nets Para análisis y verificación BPMN-to-Petri nets Para análisis y verificación (ej: deadlockfreeness)

42 BPMN-to-BPEL: Constructs B A D A B C D C B ounded multipleinstance task (D) Unstructured loop A B C D A D Unbounded multipleinstance tasks (C ) L ivelock

43 BPMN-BPEL: Structured Components C t1 e1 tn tc <s equenc e> <invoke name="t1"/> <rec eive name="e1"/>... <invoke name="tn"/> </s equenc e> ( a ) S E QUE NC E c omponent C t1 e2 tc <flow> <invoke name="t1"/> <wait name="e2"/>... <invoke name="tn"/> </flow> tn ( b ) F L OW c omponent

44 BPMN-BPEL: Structured Components C t1 ~c 1 c 1 tc <while c ondition="c 1"> <invoke name="t1"/> </while> ( e ) WHIL E c omponent C t1 ~c 1 c 1 tc ( f ) R E P E AT c omponent <s equenc e> <invoke name="t1"/> <while c ondition="c 1"> <invoke name="t1"/> </while> </s equenc e>

45 BPMN-BPEL: Structured Components C c 1 c 2 default t1 e1 tc ( c ) S WITC H c omponent <s witc h> <c as e c ondition="c 1"> <invoke name="t1"/> </c as e> <c as e c ondition="c 2"> <rec eive name="e1"/> </c as e>... <otherwis e> <empty/> </otherwis e> </s witc h> C tr (receive) e1 e2 t1 tn tc <pic k> <onmes s ag e name="e1"/> <invoke name="t1"/> </onmes s ag e> <ona larm name="e2"> <empty/> </ona larm>... <onmes s ag e name="tr"> <invoke name="tn"/> </onmes s ag e> </pic k> ( d ) P IC K c omponent

46 Ejemplo: Estructuración de componentes S equenc e c omponent S witc h c omponent R eject order S equenc e c omponent F low c omponent C heck stock availability S end invoice C onfirm order S hip goods

47 BAM Business Activity Monitoring Son las actividades que van a permitir controlar los procesos de negocio (monitorización). Sus funciones principales son: Seguimiento del proceso Detectar cuellos de botella Aumentar la capacidad de reacción ante problemas

48 BAM Qué debe hacer la monitorización? La monitorización con BAM debe tener una orientación hacia el proceso de negocio. Debe generar alarmas ante las KPI definidas para el proceso de negocio. Debe dar información en tiempo real y agregada La información generada debe permitir la mejora continua

49 Caso BAM

50 BAM recursos

51 Referencias y Créditos Rich Powers, CSC 9010 Service Oriented Architecture. Spring 2008 Jason Bloomberg - The role of the service-oriented architect. The Rational Edge, Werner Vogels - Web services are not distributed objects. AllThingsDistributed/archives/ html Luis Felipe Cabrera, Christopher Kurt, Don Box. An introduction to the Web Service Architecture and its specifications. MSDN Library, Setiembre 2004