Computação Orientada aos Serviços. WF (parte 1) Semestre de Inverno 13/14

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1 Computação Orientada aos Serviços WF (parte 1) Semestre de Inverno 13/14

2 Workflow No desenvolvimento de software, o principal objetivo é resolver problemas reais de negócio. Normalmente parte-se a resolução do problema em partes, e depois compõem as resoluções das partes. Um workflow é uma série de passos ordenados a realizar com vista a concretizar determinado propósito, de acordo com um conjunto de regras. Um workflow permite facilmente modelar interações de sistemas e humanos. As interações humanas são aquelas que envolvem pessoas reais. Que controlo é que se tem na ordem de execução realizadas por pessoas?

3 Workflow Um workflow é uma atividade Uma ou mais atividades compõem um workflow A modelação de um processo como um workflow tem como vantagem: A transparência: um modelo bidimensional, que ilustra a lógica no contexto do processo.

4 Ciclo de vida do desenvolvimento de um sistema Planeamento Descoberta Análise Desenho Testes Desenvolvimento

5 Processar o pedido de um cliente Diagrama de Actividades

6 Tecnologia Workflow WF foi desenvolvido para visar certos requisitos mais complicados de implementar: Processos de longa duração Workflows declarativos permitem construir workflows que visualmente processam uma lógica condicional complexa Workflow persistence fornece uma mecanismo para libertar a memória de processamento dos workflows que estão parados ou à espera de algum evento.

7 Componentes do WF As componentes são: Workflow Runtime Activities Workflows Workflow Designer Workflow DataModel Persistência Monitorização

8 Workflow Hosts WorkflowApplication: Permite às aplicações que fazem host de workflows gerir a execução, nomeadamente a persistência ou o cancelamento de um workflow e subscrever as notificações do tempo de vida de um workflow. WorkflowServiceHost: Utilizado para gerir configurações e endpoints para fazer hosting de workflows como serviços WCF WorkflowInvoker: Para facilmente fazer hosting de workflows sincronamente, embora também possam ser executados assíncronamente.

9 Workflow em WF WF fornece uma framework para desenvolver workflows; Um workflow pode ser desenhado em WF de 3 modos diferentes: Baseado em código; Baseado em XAML XAML é um linguagem declarativa utilizada na Framework Windows É deste modo fornecido um modelo de programação declarativo Parcialmente baseado em código e parcialmente baseado em XAML Existem duas formas de desenvolver workflows em XAML: Editor de WF Escrever as tags de XML manualmente

10 Ciclo de vida de um workflow Quando se executa um workflow É criada uma instância designada por WorkflowInstance Durante o seu processamento, podem ocorrer vários estados WorkflowCreated WorkflowStarted WorkflowLoaded WorkflowIdled WorkflowUnLoaded WorkflowSuspended WorkflowResumed WorkflowTerminated WorkflowPersisted WorkflowCompleted

11 Atividades As atividades podem ser categorizadas em: Control Flow: Modelam o fluxo dos processos no contexto de um worflow. Flowchart: Fornecem modelação de árvores de decisão no contexto de um workflow. State-machine: Modelam transições entre estados possíveis, indicando interação humana e eventos no contexto de workflows. Messaging: Fornecem funcionalidades de comunicação para construir workflows que são expostos como serviços e comunicam uns com os outros através de protocolos de transporte. Runtime: Fornecem instruções ao runtime de WF para gerir o comportamento de um workflow. Primitives: Fornecem funcionalidades gerais de execução. Transaction: Fornecem funcionalidades para permitir que as actividades sejam executadas no contexto de uma transação. Collection Fornecem funcionalidades básicas para gerir os dados representados como coleções no contexto de um workflow Error Handling: Fornece funcionalidades de tratamento de exceções.

12 Atividades Control Flow: DoWhile, ForEach, If, Parallel, ParallelForEach<T>, Pick, PickBranch, Sequence, While, Switch Flowchart: FlowChart, FlowDecision, FlowSwitch. State-machine: StateMachine, State, FinalState. Messaging: CorrelationScope, InitializeCorrelation, Receive, ReceiveAndSendReply, Send, SendAndReceiveReply, TransactionReceiveScope Runtime: Persist, TerminateWorkflow. Primitives: Assign, Delay, InvokeMethod,WriteLine Transaction: CancellationScope, CompensableActivity, Compensate, Confirm, TransactionScope Collection AddToCollection<T>, ClearToCollection<T>, ExistsInCollection<T>, RemoveFromCollection<T> Error Handling: Rethrow, Throw<T>, TryCatch.

13 Exemplo public static Activity GetParallel(Activity[] a) { Parallel workflow = new Parallel(); for (int i = 0; i < a.length; i++) { workflow.branches.add(a[i]); } return workflow; }

14 Exemplo Variable<ICollection<string>> fruitlist = new Variable<ICollection<string>> { Name = "FruitList }; Variable<bool> result = new Variable<bool> { Name = "Result }; Activity wf = new Sequence { Variables = { fruitlist, result }, Activities = { new If { Condition = new ExistsInCollection<string>{ Collection = fruitlist, Item = "Pear }, Then = new AddToCollection<string> { Collection = fruitlist, Item = "Pear }, Else = new RemoveFromCollection<string> { Collection = fruitlist, Item = "Apple } }, } }; new RemoveFromCollection<string>{ Collection = fruitlist, Item = "Apple, Result = result }, new If{ Condition = result, Then = new ClearCollection<string>{ Collection = fruitlist, } } }

15 Tipos de workflow Sequencial Caracteristicas incluem: fluxo predeterminado, sistemático, menor flexibilidade Máquina de Estados Caracteristicas incluem: Fléxiveis, modelam o comportamento humano, reactivos Flowchart Caracteristicas incluem: opções de decisão transparentes, maior nível de transparência para tomar decisões, fluxo de voltar a atividades anteriores previamente executadas mais natural

16 Ciclo de vida de uma atividade Executar Em falha Cancelada Terminada

17 Hello Workflow HelloWorkflow.sln

18 HelloWorkflow utilizando código imperativo Uma definição de workflow pode ser criada através de instanciar uma instância de um tipo de atividade e configurando as propriedades do objecto atividade Activity wf = new WriteLine(){ Text = "Hello World." }; WorkflowInvoker.Invoke(wf); Activity -> namespace System.Activities WriteLine -> namespace System.Activities.Statements WorkflowInvoker -> namespace System.Activities

19 HelloWorkflow utilizando código imperativo public class HelloWorkflow : Activity } { public HelloWorkflow() { } this.implementation = () => new Sequence() { }; Activities = { new WriteLine() {Text="Hello Workflow"} } Sequence -> namespace System.Activities.Statements

20 DoWhile

21 ForEach

22 Namespaces Namespace System.Activities System.Activities.Statements Significado Contém todas as classes necessárias para criar e trabalhar com atividades. Contém atividades que podem ser utilizadas para criar workflows.

23 Estrutura dos Workflows As atividades são os blocos de construção do WF Todas as atividades derivam de Activity. Atividades são unidades de trabalho em WF. As atividades podem ser compostas em atividades maiores Quando uma atividade é utilizada como atividade de topo, é designada por Workflow.

24 Modelo de Dados WF Para processamento de informação, o workflow obtém os dados de 3 formas diferentes: Quando um workflow inicia Os argumentos de input são passados ao workflow através do runtime WF O nome de cada argumento de input tem de ser explicitamente atribuído a um argumento no contexto do workflow para que os dados podem passar para o workflow Lê de eventos externos Ex: processamento de uma encomenda Recebe através de eventos externos Ex: invoca serviços externos

25 Modelo de Dados WF Modelo de Dados Variável Argumento Expressão Descrição Utilizadas como áreas de armazenamento, definidas pelo tipo de objeto e, opcionalmente, por nome. Os valores das variáveis são atribuídos em tempo de execução e armazenados como parte do estado da instância de workflow. Controlam como os dados fluem, aceitando e retornando dados de input e de output de uma atividade. Uma atividade com um valor de retorno utilizado em bindings de argumentos.

26 Argumentos Os argumentos são utilizados para receber e retornar dados para o WF runtime. Os argumentos em WF podem ser de um dos 3 tipos: InArgument -> envia um argumento para uma atividade através do WF runtime. OutArgument -> retorna um valor como argumento afetado no contexto de uma atividade em runtime. InOutArgument -> é um referenced value que pode ser passado a uma atividade, afetado com um valor e retornado outra vez para o WF runtime.

27 InArgument Um conectivo terminador que representa fluxo de dados para uma atividade WithAnArgument public class WorkflowInCode:Activity { public InArgument<string> FirstName { get; set; } public InArgument<string> SecondName { get; set; } public WorkflowInCode() { this.implementation = () => new Sequence() { Activities = { new WriteLine(){ Text=new InArgument<string>( activitycontext=>"my name is "+FirstName.Get(activityContext) ) }, new WriteLine(){ Text=new InArgument<string>( ActivityContext=>SecondName.Get(ActivityContext) ) } } }; }

28 OutArgument OutArgumentWorkflow

29 Computação Orientada aos Serviços WF (parte 2) Semestre de Inverno 13/14

30 If-Else UseIfElse UseIfElseExplicit

31 Parallel Activity Se apenas existirem atividades síncronas no contexto de uma atividade Parallel, as atividades do workflow serão executadas na mesma thread do workflow. Exemplos: Parallel ParallelWithDelays ParallelSplitPatternAsynchr

32 A actividade Pick A atividade Pick executa uma das suas subactividades paralelas, e apenas uma das atividades será executada antes da actividade Pick terminar. É tipicamente utilizada para definir um time-out para uma actividade. A actividade Pick contém uma coleção de atividades PickBranch, onde cada PickBranch é um par de atividades Trigger e Action. Em tempo de execução, os triggers de todos os branches são executados em paralelo. Quando um trigger termina, a sua action correspondente é executada e todos os outros triggers são cancelados. PickActivity PickCodeActivity Não é possível definir variáveis no contexto de uma Pick activity

33 A actividade Sequência É considerada uma actividade composta É um contentor para atividades As atividades contidas numa sequência são executadas de modo sequencial

34 A atividade Switch

35 InOutArguments Este tipo de argumento é utilizado para receber valores e também passar valores para quem invoca este workflow. Exemplos: InOutArguments InOutArgumentsExplicit

36 Variáveis Têm de ser declaradas de modo a poderem ser utilizadas por elementos do workflow. O workflow é stateless, isto é, não armazena elementos As variáveis são apenas definição de dados UseVariable UseVariableExplicit O contexto da variável está disponível para a atividade Sequência e para todas as suas descendentes.

37 FlowChart Workflow Num workflow Flowchart as atividades estão conectadas por árvores de decisão Numa sequence, as atividades são executadas por ordem sequencial O padrão de workflow sequence é implementado através da atividade sequence Num flowchart, a ordem de execução de atividades pode variar consoante a decisão tomada. E outros padrões de workflow básicos? Exclusive choice Parallel Split

38 Flow Chart FlowChart FlowChartExplicit FlowChartWithSwitch

39 Computação Orientada aos Serviços WF (parte 3) Semestre de Inverno 13/14

40 Atividade Máquina de estado Cada estado tem dois triggers: Entry e Exit

41 Atividade Máquina de Estados As atividades máquina de estados fornecem uma alternativa para modelar comportamento humano quando fluxo de eventos não é passível de ser previsto As máquinas de estados incluem: Um estado inicial Um estado final Estado: cada estado num workflow tem uma entry e uma exit action Cada transição representa um evento disparado externamente.

42 Exemplos StateMachineExample1 StateMachineExample2 Um estado pode ter mais do que uma transição para outro estado StateMachineExample3

43 BookMarks Os métodos para resumir bookmarks system.activities.workflowapplication.resumebookmark.as px Exemplo: Driving workflow

44 Fluxo de controlo State Machine Sequence FlowChart Fluxo Event driven Predeterminado Flexível Tipo do Modelo Interacção humana Tarefas Ordenadas Tomador de decisões Comportamento Reactivo Sistemático Opções

45 Exemplo public class ImperativeCodeWorkflow { public void AdditionActivity() { Variable<int>Add1 = new Variable<int> { Name = "Add1", Default = 5 }; Variable<int>Add2 = new Variable<int> { Name = "Add2", Default = 5 }; Variable<int>Sum=new Variable<int> { Name = "Sum" }; }

46 Exemplo Activity wfsequence = new Sequence { Variables = { Add1,Add2,Sum }, Activities = { new Assign<int> { To = Sum, Value = new InArgument<int>(ad) => Add1.Get(ad) +Add2.Get(ad)) }, new WriteLine { Text = new InArgument<string>( (sm) =>string.format("the sum of {0} and {1} is {2} ", Add1.Get(sm),Add1.Get(sm),Sum.Get(sm)) ) } } }; WorkflowInvoker.Invoke(wfSequence); }

47 Padrões básicos de workflow Os padrões de fluxo de controlo básicos capturam os aspectos elementares do controlo de processos. Sequence; Parallel Split; Synchronization; Exclusive Choice Sequence: É utilizado para construir uma sequência de actividades consecutivas, que são executadas em sequência. Em WF, este padrão é implementado através: da actividade Sequence da actividade FlowChart Exemplo: Permite serem adicionadas actividades que serão executadas sequencialmente.

48 Padrões básicos de workflow:parallel Split Parallel Split Permite que uma única thread de execução seja partida em dois ou mais branches, de modo a pode executar tarefas concorrentemente. Em WF, este padrão é implementado através da actividade Parallel Exemplo: Permite serem adicionadas actividades que serão executadas em paralelo. Exemplo: Após cobrar o cartão de crédito, enviar o recibo por ao cliente e começar o processo de envio da ordem. Mais exemplos: ParallelSplitPattern ParallelSplitPatternAsync

49 Padrões básicos de workflow:parallel Split Synchonization Permite a reconvergência da execução de threads de dois ou mais branches em paralelo. Em WF, este padrão é implementado através: das actividades Sequence e Parallel das actividades Sequence e ParallelForEach Exemplo: Após sincronização, o controlo de execução é dado à actividade que for adicionada sequencialmente

50 Padrões básicos de workflow Exclusive Choice Permite direccionar a thread de controlo para uma determinada actividade, dependendo do resultado produzido pela actividade precedente. Em WF, pode ser implementado, dependendo do caso concreto, através: Da actividade Sequence e da actividade If Da actividade Sequence e da actividade Switch Da actividade Sequence e da actividade Pick Da actividade FlowChart e da actividade FlowDecision Da actividade FlowChart e da actividade FlowSwitch Exemplos: Adicionar actividade precedente

51 Exemplo: OrderDelivery Dada uma encomenda de alguns produtos, o workflow a desenvolver, correspondente à logistica, deverá determinar o custo total da encomenda, tendo em conta o peso da encomenda (50 ct por kg) e da urgência na entrega (no próprio dia, no dia seguinte, 8 ou mais dias). public class OrderItem{ public int OrderItemID{ get; set; } public int Quantity{ get; set;} public string ItemCode{ get; set;} public string Description{ get; set;} } public class Order{ public List<OrderItem> Items{ get; set;} public Order(){ Items=new List<OrderItem>(); } public string Description{ get; set;} public double TotalWeight{get; set;} public string ShippingMethod{get; set;} } Quais os padrões de workflow envolvidos na implementação deste workflow?

52 Exemplo: OrderDelivery Padrões utilizados em Order: Sequence Pattern: apenas receber a ordem, calcular quanto é que deve ser cobrado pelo peso Exclusive Choice Pattern: dependendo a urgência da entrega, é cobrado 5, 10 ou 15 euros) Workflow

53 Hierarquia das classes de Actividade

54 Exemplo Leitura de um número: ReadNumber

55 Manipulação de Excepções Além da actividade TryCatch, também existe a actividade Throw. Através da actividade TryCatch, pode-se implementar os padrões Cancel Task e CancelCase

56 Invocar métodos Invocar métodos sem parâmetros public void Method() { Console.WriteLine("'void Method()' is called"); }

57 Invocar métodos com parâmetros public void Method(string message1, string message2) { Console.WriteLine("'void Method(string message1, string message2)' is called"); Console.WriteLine("Hello, this is your message1:" + message1); Console.WriteLine("Hello, this is your message2:" + message2); }

58 Invocar métodos com retorno public string MethodWithReturn(string message1, string message2) { Console.WriteLine("'string MethodWithReturn(string message1,string message2)' is called"); return "message1:" + message1 + " " + "message2:" + message2; }