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学校编码：10384 分类号 密级 学号：X2011230485 UDC 工 程 硕 士 学 位 论 文 基于 MDA 架构的业务基础平台的设计与实现 Design and Implementation of Business Infrastructure Platform Based on MDA 李臻 指 导 教 师： 吴清锋副教授 专 业 名 称： 软 件 工 程 论文提交日期： 2013 年 4 月 论文答辩日期： 2013 年 月 学位授予日期： 2013 年 月 指 导 教 师： 答辩委员会主席： 2013 年 4 月 厦门大学博硕士论文摘要库
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学校编码：10384 分类号 密级
学号：X2011230485 UDC
工 程 硕 士 学 位 论 文
基于MDA架构的业务基础平台的设计与实现
Design and Implementation of Business Infrastructure
Platform Based on MDA
李臻
指 导 教 师： 吴 清 锋 副 教 授
专 业 名 称： 软 件 工 程
论文提交日期： 2 0 1 3 年 4 月
论文答辩日期： 2 0 1 3 年 月
学位授予日期： 2 0 1 3 年 月
指 导 教 师：
答辩委员会主席：
2013 年 4 月
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术活动规范（试行）》。
另外，该学位论文为（ ）课题（组）
的研究成果，获得（ ）课题（组）经费或实验室的
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本学位论文属于：
（ ）1.经厦门大学保密委员会审查核定的保密学位论文，
于 年 月 日解密，解密后适用上述授权。
（ √ ）2.不保密，适用上述授权。
（请在以上相应括号内打“√”或填上相应内容。保密学位论文
应是已经厦门大学保密委员会审定过的学位论文，未经厦门大学保密
委员会审定的学位论文均为公开学位论文。此声明栏不填写的，默认
为公开学位论文，均适用上述授权。）
声明人（签名）：
年 月 日
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摘要
摘要
随着国民经济的不断发展，信息化在各个行业的不断深入，企业政府对信息
系统的需求量不断攀升，信息系统的规模和复杂度也不断增加。缺乏高度重用性
和可靠性的问题已经日益在传统软件设计中凸显，急需一种更加有效的技术来改
善这一局面。而软件平台化作为一种有效的实现软件重用的方法，不仅有利于降
低开发成本，而且也极大的缓解了软件危机，已经越来越受到软件公司和企业的
关注，纷纷推出各自的软件开发平台。
本文通过比较软件平台化相较于传统开发模式的优势，并根据当前软件平台
化的发展现状以及局限性，选择了一种更为有效和合理的通用性平台化思路。本
文首先阐述了基于模型驱动开发、工作流引擎技术和基于角色控制权限思想的概
念及其核心思想，探索将这些先进技术运用于基础业务平台的设计中，设计出一
套基于 J2EE 架构的，拥有模型生成系统、工作流信息系统、基于角色的权限系
统三大子系统的业务基础平台。本文根据课题的需要，对平台的各个子系统进行
了需求分析、软件设计、数据库的设计等。在具体的编码实现过程中，又结合了
Scrum 敏捷开发方法，制定了合理的开发计划，驱动并成功的完成了整个平台的
构建。 后本文通过两个不同行业有代表性的业务模块需求，介绍了如何通过平
台进行二次开发。
通过对平台实际使用，我们证实了平台化的软件开发方式确实可以大幅提高
开发效率。通过配置即可生成软件的基础功能模块和相应的工作流的应用，并通
过内置用户管理、菜单管理、权限管理等公共模块，提高了软件的复用率，减少
了开发的工作量，取得了较好的成果。
关键词:平台化；模型驱动开发；工作流引擎；
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Abstract
Abstract
With the continuous development of the national economy, the deepening of
information technology in various industries, corporate government information
systems demand rising, the size and complexity of the information system has been
increased. The lack of a high degree of reusability and reliability problem has been
growing in the traditional software design highlights the urgent need for a more
effective technology to improve the situation. The software platform as an effective
method to achieve software reuse not only help reduce development costs, but also
greatly ease the software crisis, more and more software companies and enterprises
concern, have launched their own software development platform.
By comparing the software platform compared to the advantages of the traditional
development model, based on the current development status of the software platform
and limitations, a more effective and versatile platform ideas. This dissertation first
describes based on model-driven development, workflow engine technology and
based on the concept of role to control permissions thought and its core ideas, explore
the advanced technology used in the design of the underlying business platform,
designed a set of J2EE-based architecture, with model generation system, workflow
information systems, role-based permissions system three major subsystems of the
business infrastructure platform. In this paper, based on the needs of the subject, the
various subsystems of the platform requirements analysis, software design, database
design. Specific coding process, combined with Scrum agile development methods,
the development of a rational development plan, driven and successful completion of
the entire platform. Finally, by two different industries representative business module
needs to introduce a platform for secondary development.
Confirmed by the actual use of the platform, the platform software development
approach can significantly improve the development efficiency. Be configured to
generate software basic functional modules and the corresponding workflow
applications, and built-in user management, menu management, rights management
and other public module, to improve the rate of software reuse, reduced development
effort, has made good results.
Keywords: Platform; Model-driven Development; Workflow Engine;
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目录
目录
第一章 绪论.............................................. 1
1.1 选题的背景和意义........................................... 1
1.2 国内外发展现状............................................. 2
1.3 论文的研究内容............................................. 3
1.4 论文组织结构和章节安排..................................... 3
第二章 平台相关理论和技术 ................................ 5
2.1 模型驱动架构............................................... 5
2.1.1 MDA 概述 ..............................................5
2.1.2 MDA 涉及的概念和技术标准 ..............................6
2.1.3 MDA 的结构 ............................................7
2.1.4 MDA 软件开发的生命周期 ................................7
2.2 工作流技术................................................. 8
2.2.1 概述..................................................8
2.2.2 工作流定义............................................9
2.2.3 工作流系统的应用定位.................................10
2.2.4 工作流模式分析.......................................11
2.2.5 工作流引擎设计.......................................12
2.3 基于角色的权限控制介绍.................................... 16
2.3.1 基本思想.............................................16
2.3.2 RBAC 的概念 ..........................................16
2.3.3 RBAC 的优势 ..........................................17
2.4 本章小结.................................................. 18
第三章 平台的需求分析 ................................... 19
3.1 平台概述.................................................. 19
3.1.1 平台目标.............................................19
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目录
3.1.2 应用领域.............................................19
3.1.3 用户范围.............................................19
3.2 平台功能需求分析.......................................... 20
3.2.1 系统中的角色.........................................20
3.2.2 系统用例.............................................20
3.2.3 业务模型子系统.......................................22
3.2.4 业务流程子系统.......................................24
3.2.5 用户权限子系统.......................................26
3.3 平台的非功能需求分析...................................... 27
3.3.1 用户界面需求.........................................27
3.3.2 软硬件环境需求.......................................28
3.3.3 系统质量需求.........................................28
3.4 本章小结.................................................. 29
第四章 平台的设计....................................... 30
4.1 平台设计原则和理念........................................ 30
4.2 平台整体架构设计.......................................... 31
4.2.1 总体架构设计.........................................31
4.2.2 技术架构.............................................31
4.3 平台的功能设计............................................ 32
4.3.1 概述.................................................32
4.3.2 业务模型子系统的设计.................................33
4.3.3 业务流程子系统的设计.................................37
4.3.4 用户权限子系统设计...................................44
4.4 平台的非功能设计.......................................... 46
4.4.1 缓存池的设计.........................................46
4.4.2 日志系统的设计.......................................47
4.5 本章小结.................................................. 48
第五章 平台的实现....................................... 49
5.1 开发环境简介.............................................. 49
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目录
5.2 开发计划.................................................. 49
5.3 平台关键技术实现.......................................... 51
5.3.1 平台的持久化策略.....................................51
5.3.2 平台的缓存加载机制...................................52
5.4 业务模型子系统的实现...................................... 53
5.4.1 业务类配置的实现.....................................53
5.4.2 业务类查询配置的实现.................................55
5.4.3 模型解析器的实现.....................................56
5.5 业务流程子系统的实现...................................... 57
5.5.1 流程配置的实现.......................................57
5.5.2 流程设计的实现.......................................57
5.5.3 流程解析引擎的实现...................................59
5.6 用户权限子系统的实现...................................... 60
5.6.1 菜单管理实现.........................................60
5.6.2 用户管理实现.........................................61
5.6.3 权限管理实现.........................................62
5.7 本章小结.................................................. 62
第六章 平台的应用....................................... 63
6.1 概述...................................................... 63
6.2 OA 请假管理 ............................................... 64
6.2.1 需求分析与建模.......................................64
6.2.2 业务和流程的分析和建模...............................64
6.2.3 业务模型的配置.......................................65
6.2.4 业务应用的生成.......................................69
6.3 电信设备巡视管理.......................................... 70
6.3.1 电信设备巡视管理.....................................70
6.3.2 业务和流程的分析和建模...............................71
6.3.3 业务模型的配置.......................................72
6.3.4 业务应用的生成.......................................73
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目录
6.4 本章小结.................................................. 74
第七章 总结和展望....................................... 75
7.1 全文总结.................................................. 75
7.2 进一步的工作.............................................. 75
7.3 展望...................................................... 76
参考文献................................................ 77
攻读硕士学位期间主要的研究成果 .......................... 77
致谢.................................................... 80
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Content
Content
Chapter 1 Introduction.............................................................................1
1.1 Research Background and Purpose of the Dissertation ...........................1
1.2 Present Status at Home and Abroad ............................................................2
1.3 Main Contents of the Dissertation................................................................3
1.4 The Organizational Structure of the Dissertation.......................................3
Chapter 2 Related Techniques .................................................................5
2.1 Model Driven Architecture ...........................................................................5
2.1.1 MDA Overview.....................................................................................5
2.1.2 MDA Related Concepts and Technical Standards ................................6
2.1.3 MDA Structure......................................................................................7
2.1.4 MDA Life Cycle of Development.........................................................7
2.2 Workflow Technology ....................................................................................8
2.2.1 Overview...............................................................................................8
2.2.2 Workflow Definition .............................................................................9
2.2.3 Workflow System Positioning ............................................................10
2.2.4 Workflow Pattern Analysis .................................................................11
2.2.5 Workflow Engine Design....................................................................12
2.3 Role-based Access Control ..........................................................................16
2.3.1 Principle ..............................................................................................16
2.3.2 RBAC Related concept .......................................................................16
2.3.3 Advantage of RBAC ...........................................................................17
2.4 Summary.......................................................................................................18
Chapter 3 Platform Requirement Analysis ..........................................19
3.1 Platform Overview.......................................................................................19
3.1.1 Platform Objectives ............................................................................19
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Content
3.1.2 Platform Application Domain .............................................................19
3.1.3 Range of Users....................................................................................19
3.2 Function Requirements of Platform...........................................................20
3.2.1 System Role ........................................................................................20
3.2.2 System Use Case.................................................................................20
3.2.3 Business Model Management Subsystem...........................................22
3.2.4 Business Workflow Management Subsystem .....................................23
3.2.5 Use Permission Management Subsystem ...........................................25
3.3 Non-Functional Requirement of Platform.................................................27
3.3.1 UI Requirement...................................................................................27
3.3.2 Hardware and Software Environment Requirement ...........................28
3.3.3 Quality Requirements .........................................................................28
3.4 Summary.......................................................................................................29
Chapter 4 Platform System Design .......................................................30
4.1 Design Principles..........................................................................................30
4.2 Platform Architecture Design .....................................................................31
4.2.1 Overall Architecture Design ...............................................................31
4.2.2 Technical Architecture Design ............................................................31
4.3 Platform Function Module Design .............................................................32
4.3.1 Overview.............................................................................................32
4.3.2 MDA SubsystemDesign......................................................................33
4.3.3 Microkernel-based Workflow Subsystem Design...............................37
4.3.4 Role-based Access Control Subsystem Design...................................44
4.4 Platform Non-Functional Design................................................................46
4.4.1 Cache Pool Design..............................................................................46
4.4.2 Log System Design .............................................................................47
4.5 Summary.......................................................................................................48
Chapter 5 Platform System Implementation .......................................49
5.1 System Development Environment ............................................................49
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Content
5.2 System Development Plan ...........................................................................49
5.3 Platform Key Technologies Implementation .............................................51
5.3.1 Platform Persistence Strategy .............................................................51
5.3.2 Platform Cache Loading Mechanism..................................................52
5.4 MDA Subsystem Implementation...............................................................53
5.4.1 Business Model Configuration Implementation .................................53
5.4.2 Business Query Configuration Implementation..................................55
5.4.3 Model Parser Implementation.............................................................56
5.5 Workflow Subsystem Implementation.......................................................57
5.5.1 Workflow Model Configuration Implementation ...............................57
5.5.2 Workflow Design Implementation......................................................57
5.5.3 Workflow Model Parser Implementation............................................59
5.6 Access Control Subsystem Implementation...............................................60
5.6.1 Menu Management Implementation ...................................................60
5.6.2 User Management Implementation.....................................................61
5.6.3 Permission Management Implementation...........................................62
5.7 Summary.......................................................................................................62
Chapter 6 The Platform Application ....................................................63
6.1 Overview .......................................................................................................63
6.2 Leave Management System.........................................................................64
6.2.1 Requirements Analysis and Modeling ................................................64
6.2.2 Business Model and Workflow Analysis and Modeling.....................64
6.2.3 Business Model and Workflow Configuration....................................65
6.2.4 Business Application Generation........................................................69
6.3 Telecommunications Equipment Patrol Management .............................70
6.3.1 Requirements Analysis and Modeling ................................................70
6.3.2 Business Model and Workflow Analysis and Modeling.....................71
6.3.3 Business Model and Workflow Configuration....................................72
6.3.4 Business Application Generation........................................................73
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Content
6.4 Summary.......................................................................................................74
Chapter 7 Conclusions and Future Works ...........................................75
7.1 Conclusions...................................................................................................75
7.2 Future Works................................................................................................75
7.3 Outlook..........................................................................................................76
References ................................................................................................76
Publication ...............................................................................................76
Acknowledgements .................................................................................80
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第一章 绪论
1
第一章 绪论
1.1 选题的背景和意义
随着国民经济的快速发展，信息化在各个行业的不断推进和深入，企业对
于各种类型的管理信息系统的依赖越来越大，新的业务需求不断迸发出来。虽
然信息化早期国内软件企业已经研发出了许多性能优良、功能强大的信息化软
件（如 MIS、ERP、CRM、SCM），并且也成功的应用到企业管理的各个方面。
但是这些软件并无法一劳永逸的解决企业在信息化过程中遇到的问题。
一方面，绝对大多数企业都有着大量极其特殊的业务功能和管理流程，一
般通用性的产品无法完全满足企业内部管理差异性的需要，这部分需求的实现
需要进行定制化开发，国内有数以万计的大中型企业，这就意味存在着巨大的
研发工作量，而且由于软件危机的原因，软件项目还存在相当失败的概率。
另外一方面，即便是企业信息化管理软件成功上线，后期维护上依然存在
相当大的工作量。在高度竞争化的商业环境中，每个企业之间的管理方式和管
理流程不仅十分复杂而且处于持续的变化和演进，总是会提出许多的新增业务
需求或者是对现有需求的改进，同时这部分需求还需要快速的实现，才能保证
企业的竞争力。
软件需求和研发工作量的不断增长与软件开发的复杂性不断提高，失败率
居高不下形成软件产业的基本矛盾。为解决这一矛盾，人们在朝两个方向努
力：一是软件工程、软件项目管理；另一个是软件技术的革新。其中， 具意
义的，也 有生命力的技术革新就是软件平台化。
所谓平台，就是通过接口或者模式提供一组功能的系统或者技术的集合。
本文通过分析，总结了开发软件基础平台的的意义主要如下：
（1）生产效率提升
平台开发者只需将关注点集中于业务，大部分工作量集中于业务模型的配
置和特殊性需求的开发。大部分企业信息管理系统所需要的功能，平台都已经
提供。除了相应开发工作量的大幅降低，测试工作量也大为降低。
（2）稳定性提升
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基于 MDA 架构的业务基础平台的设计与实现
2
随着平台的大量应用，本身也得到了不断的测试和验证，其可靠性和稳定
性必然不断的加强。假设平台的功能是稳定和可靠的，那么我们可以认为，在
此基础上生成的应用，也是可靠的。
（3）可移植性提升
软件开发技术日新月异，此时我们必须对原有系统推到重新构建，只要将
新技术应用于平台，而不影响通过平台配置的模型。同样道理，模型元数据也
可以应用于任何兼容其格式的其他平台之上。
平台化思想的出现必然使得企业级管理信息系统的研发有了很大的改观。
“平台技术”不仅缓解了“软件危机”问题，大大提高了软件的可重用度和可
维护性，而且从很大程度上解决了传统软件系统在满足企业个性和快速实施之
间的矛盾，提高了项目实施的成功率。
1.2 国内外发展现状
目前，国内外对软件平台的研究主要存在着两种方向：一是软件基础架构
平台，二是业务基础软件平台。业务基础软件平台是指以业务导向和驱动的，
可快速构建应用软件的软件平台，所有的功能性构件，如财务软件、电子商
务、管理软件等，都基于这样一个公共平台进行开发，通过各个部件的搭配和
组合使用，使得企业的管理应用可以实现无缝化平滑连接[1]。
国内外许多软件企业已经意识到了传统软件架构设计的不足，纷纷尝试并
研制出了一些平台化的产品，例如普元的 EOS，金蝶的 BOS。并且已经将平台
的成果应用到了实际的项目中去，取得了很好的效果。
然而，大部分平台的应用范围都是局限于某个特定的行业和领域中，如：
电力行业、电信行业。平台过分的与具体的业务相耦合，以至于无法实现跨行
业的应用，大大局限了平台的应用和发展。
同时，很多业务平台捆绑在经典MDA理论的战车上，它们试图实现平台的
语言无关性，所以往往都采用平台自定义语言的方式进行处理。Martin Flower
认为MDA强调语言平台无关是一个可笑的说法。平台语言的限制和不成熟阻碍
了平台的实用性[2]。 因此，本文在平台的实现上采用了更加务实的方式，模型
的配置是以数据库作为载体，平台本身也是构建在整个 J2EE 体系之上。
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第一章 绪论
3
1.3 论文的研究内容
本文主要对近年来软件开发中较为先进的技术理论：模型驱动开发技术、
工作流技术、基于角色的权限控制技术等进行深入的研究，并将这些理论在提
高软件复用性和可靠性上的特点进行总结，探索将这些技术互相融合在一起，
进而设计出一套通用的可配置的软件基础平台。
模型驱动开发（MDA）主要目标是从业务领域的问题域中抽取出业务模型，
并通过工具的转化， 终生成目标应用增删改查等基础功能。
而基于角色的权限控制技术则关注将通用性 强的用户权限模块集成到平
台当中，并通过角色来控制权限。
在二者的基础之上，工作流技术以规格化的流程描述作为输入的软件组件,
维护流程的运行状态,并在人和应用之间分派活动。
1.4 论文组织结构和章节安排
第一章为绪论。主要介绍课题选题的背景和意义、基于MDA软件开发平台
国内外研究的现状、以及本论文所研究内容， 后介绍了文章的各个章节安
排。
第二章是平台研发所设计的相关理论知识和技术。重点介绍了平台三大子
系统所涉及的理论和技术：模型驱动开发、工作流技术、基于角色的权限控
制。模型驱动开发方面包括了对模型驱动开发架构的整体概述，以及模型驱动
开发所涉及概念和技术标准、整体结构、通过模型驱动开发软件的生命周期的
介绍。工作流技术方面则分别介绍了工作流的定义、工作流系统的应用定位、
工作流模式的分析、工作流引擎的设计。基于角色的权限控制方面主要介绍了
基于角色的权限控制的基本思想、涉及概念、优势。
第三章是平台的需求分析.通过对平台的理解,对平台进行了需求分析,并分
别罗列出各个功能点需要实现的细节。
第四章是平台的设计。在这章中，首先介绍了平台的设计原则和理念以及
平台的整体架构的设计，然后分别对平台的三大子系统的功能设计进行介绍。
后还介绍了平台的非功能方面的设计。
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