Aspect-oriented workflow languages [Elektronische Ressource] : AO4BPEL and applications / von Anis Charfi

Anis Charfi

Description

Aspect-Oriented Work ow Languages:AO4BPEL and ApplicationsVom Fachbereich Informatikder Technischen Universit at Darmstadtzur Erlangung des akademischen Grades einesDoktor-Ingenieurs (Dr.-Ing.)genehmigteDissertationvonDiplom-InformatikerAnis Char aus Sfax, TunesienReferent: Prof. Dr.-Ing. Mira MeziniKorreferent: Prof. Dr. Gustavo Alonso, ETH Zuric hTag der Einreichung: 12. Dezember 2006Tag der mundlic hen Prufung: 07. Februar 2007Erscheinungsjahr 2007Darmstadt D17Erklarung: Hiermit erkl are ich, da ich die vorliegende Arbeit selbstst andigund unter ausschlie licher Verwendung der angegebenen Quellen und Hilfsmittelangefertigt habe.Darmstadt, den 12. Dezember 2006To my parents,To my wife,To my brother and my sisterAcknowledgmentsFirstly, I would like to thank sincerely my advisor Prof. Dr. Mira Mezini forgiving me the chance to work in her team, for her support and guidance duringthe three years of my PhD work, and for providing valuable feedback on earlydrafts of this thesis. I am also grateful to Prof. Dr. Gustavo Alonso for beingthe second advisor of this dissertation.Moreover, I thank the German Science Foundation (DFG) for supportingthis work in the framework of the research school on Electronic Commerceat Darmstadt University of Technology. I also thank the Tunisian Ministryof Higher Education for having supported my previous studies in ComputerScience at Munich University of Technology.

Sujets

• Informatik

Informations

• Publié par: technischen_universitat_darmstadt
• Publié le: 01 janvier 2007
• Nombre de lectures: 52
• Langue: English
• Poids de l'ouvrage: 3 Mo

Extrait

Aspect-OrientedWorkflowLanguages:
Applicationsand4BPELOA

VomFachbereichInformatik
derTechnischenUniversit¨atDarmstadt
zurErlangungdesakademischenGradeseines
(Dr.-Ing.)Doktor-Ingenieursgenehmigte

Dissertation

onverDiplom-Informatik

ausAnisSfax,TCharfiunesien

Referent:Prof.Dr.-Ing.MiraMezini
Korreferent:Prof.Dr.GustavoAlonso,ETHZ¨urich

TagTagdermder¨undlicEinreichenhung:Pr¨ufung:12.Dez07.emFberebruar20062007

2007ungsjahrheinErsc

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Firstly,IwouldliketothanksincerelymyadvisorProf.Dr.MiraMezinifor
givingmethechancetoworkinherteam,forhersupportandguidanceduring
thedraftsthreeofythisearsthesis.ofmyIamPhDalsowork,gratefulandfortoproProf.vidingDr.vGusaluabletavofeedbacAlonsokforonbearlyeing
thesecondadvisorofthisdissertation.
Moreover,IthanktheGermanScienceFoundation(DFG)forsupporting
thisworkintheframeworkoftheresearchschoolonElectronicCommerce
atDarmstadtUniversityofTechnology.IalsothanktheTunisianMinistry
ofHigherEducationforhavingsupportedmypreviousstudiesinComputer
ScienceatMunichUniversityofTechnology.
ogyInGroupaddition,andIatamtheAspindebtedect-OrientoalltedmycolleaguesProgrammingattheGroupSoftforwaretheTecexcellenhnol-t
andproductiveworkingenvironment.IthankGudrunJ¨orsforhercontinuous
ort.suppIamalsogratefultoTomDinkelaker,SlimKallel,VaidasGasiunas,Sven
Kloppenburg,andMichaelEichbergforproof-readingpartsofthisthesisand/or
forgivingfeedbackonthedissertationtalk.ThanksalsotoProf.Dr.Klaus
Ostermann,whoallowedmetoreusetheLatextemplateofhisdissertation.
MystudentsAndreasHeizenreder,BenjaminSchmeling,andLeoShangcon-
tributedtotheworkdescribedinthisthesisbyimplementingsomepartsofthe
processcontainerframeworkandtheAO4BPELengineinthecontextoftheir
thesis.diplomaLastbutcertainlynotleast,Ithankdeeplymyfamilyfortheirinfinite
andsupptoort.Ipursueammyindebteddoctoraltomystudies.dearIparenowtsemwhouchenofcourthisagedsuccessmetotostumydywifeabroadfor
hersupportduringthedifficulttimeofwritingthisthesis.Ithankmysister
andmybrotherfortheirlove.

Abstract

Thisthesisfocusesonthemodularityofworkflowprocessspecifications.Inpar-
cticular,hangesitinstudiescurrenttheworkfloexpressionwlanguagessupportandforworkflocrosscuttingwmanageconcernsmentandwsystems.orkfloTwo
illustratetheissues,twoworkflowlanguagesareconsidered:avisualgraph-
basedlanguageandtheWebServicecompositionlanguageBPEL.
Thisthesisstartsbydescribingtheimplementationofseveralcrosscutting
concernssuchasdatacollectionforbilling,activityexecutiontimemeasure-
menresultingt,andworkflsecuritowyspintypicalecifications,prothecessesfofolloawingtravelobservagencyations.Whenaremade.examiningthe
First,theworkflowconstructsthatimplementacrosscuttingconcerncannot
beratherencapsuscatteredlatedinacrossasepthearatespmoecificationsdulewithofasevweralell-definedworkfloinwproterface.cesses.TheySec-are
aond,thecrosscuttingworkflowconcernspareecificationstangled.thatThatresultis,afterthewaddingorkflowtheconstructsimplementhattationimof-
plemenimplementtthethebusinessotherlogicconcerns.areinThistertleadwinedstowithmonolithictheworkfloandwcomplexconstructsworkflothwat
processspecificationsthatarehardtounderstand,reuse,maintain,andevolve.
addingMoreovbusinesser,thislogicthesistoatrastudiesvelprothecesstoexpressionsearchofforwaorkflorentalwccar,hanorgessucreplacinghas
apartnerservice.Thereby,thefollowingobservationsaremade.
flowInstaticconstructsworkflothatwimplemenmanagementatworkflosystemswcsuchhangeasmustBPEL-basedbeintegratedones,thewdirectlyork-
inthespecificationsoftheworkflowprocessesthatareaffectedbythatchange.
Thereisnomoduleconceptforencapsulatingtheseconstructsandexpress-
ingtheworkflowchangeasaseparatefirst-classentity.Inadaptiveworkflow
managementsystems,thesameproblemsexistbecausethesesystemsalsolack
amoseparatedulefirst-conceptclassforentities.encapsulatingThismakwesorkflowcunderstanding,hangesandtracing,expressingandthemmanagingas
workflowchangesdifficult.
ateThedecompmodularitositionymecproblemshanismsmenintionedcurrentsowfarorkfloarewduetolanguages.thelacTkoofsolveappropri-these
Thisproblems,decaompconcositionern-btecasedhniquedecompisincorpositionorofatewdorkfloinawspnewtypecificationseofwisorkflopropwosed.lan-

guagesthatarecalledaspect-orientedworkflowlanguages.Theselanguagesin-
troduceconceptsfromAspect-OrientedSoftwareDevelopmentsuchasaspects
andpointcutstothedomainsofworkflowmodelingandworkflowspecification.
Attheworkflowmodelinglevel,thisthesisextendsthegraph-basedlan-
guagethatwasmentionedearlierwithnewconstructsthatgraphicallyrepresent
aspect-orientedconceptssuchaspointcuts,advice,andaspects.Theresulting
extension,whichiscalledaspectualworkflowgraphs,illustratestheconceptsof
aspect-orientedworkflowlanguagesinasimplewayindependentlyofanyspecific
language.workflowAttheworkflowspecificationlevel,thisthesispresentsrequirementsto
aspect-orientedworkflowlanguagesandthecoreconceptsofsuchlanguages.In
particular,thejoinpointmodels,thepointcutlanguages,theadvicelanguages,
andthecompositionmechanismsofaspectsandprocesseswillbediscussed.
Moreover,thisthesisintroducesaspecificaspect-orientedworkflowlanguage
forWebServicecompositioncalledAO4BPEL.Thedesignandimplementation
ofAO4BPELcanbeconsideredasaproof-of-conceptforaspect-orientedwork-
.guageslanwfloThisthesisshowsusingexampleshowworkflowaspectssupportabet-
termodularizationofcrosscuttingconcernsandworkflowchanges.Moreover,
AO4BPELaspectsincreasetheflexibilityandadaptabilityofBPELprocesses,
astheycanbeusedtomodifyBPELprocessesatruntime.
Inaddition,thisthesispresentstwoapplicationsofAO4BPELtoshowthe
valueandusefulnessofaspect-orientedworkflowlanguages.
Inthefirstapplication,aprocesscontainerframeworkforprovidingmid-
dlewaresupporttoBPELprocessesisproposed.Inthisframework,thenon-
functionalrequirementsoftheprocessactivitiessuchassecurity,reliablemes-
saging,andtransactionsarespecifieddeclarativelyusingadeploymentdescrip-
tor.Theserequirementsareenforcedusingaprocesscontainerthatisinspired
byenterprisecomponentmodels.Theprocesscontainerisimplementedasa
light-weightandextensiblecontainerusingasetofAO4BPELaspectsthatare
generatedautomaticallyfromthedeploymentdescriptor.Thecontainercalls
middlewareWebServicestoenforcenon-functionalrequirementssuchassecu-
rity,reliablemessaging,andtransactions.TheseWebServicesareimplemented
byextendingOpenSourceimplementationsofWS-*specificationssuchasWS-
SecurityandWS-AtomicTransaction.
Inthesecondapplication,ahybridapproachtoWebServicecompositionis
introduced.Thisapproachseparatestheimplementationofthebusinessrules
fromtheBPELprocessaccordingtotheprinciplesoftheBusinessRulesAp-
proach.Attheimplementationlevel,AO4BPELaspectsareusedtoimplement
alltypesofbusinessrulesinaseparateandmodularway.

Zusammenfassung

vonDieseWDiorkflossertationw-Spezifikbesch¨ationen,aftigtimsichmitBesonderenderVerbmitderesserungFormderulierungModuquersclarizierunghnei-
denderBelange(engl.crosscuttingconcerns)undWorkflow-¨Anderungeninheuti-
genWorkflow-SprachenundWorkflow-Systemen.ZudiesemZweckwerdenzwei
Workflow-Sprachenbetrachtet:eineeinfacheGraph-basierteSpracheunddie
BPEL-Sprachef¨urWebServiceKomposition.
IneinemSzenario,dastypischeAbl¨aufebeieinemReiseveranstalternach-
bildet,wurdenmehrerequerschneidendeBelangemitHilfederbeidenBeispiel-
sprachenimplementiert,wiez.B.Datensammlungfu¨rAbrechnung,Messung
derAusfresultierenden¨uhrungszeitWorkfloderw-SpAktivit¨ezifikaten,ationenundSicwurdenherheit.folgendeBeiderProblemeUntersucbheobacunghdertet:
ZumeinensinddieWorkflow-Konstrukte,dieeinenquerschneidendenBe-
vlangerstreutimplemen(engl.tieren,scattering).aufdieSpDieseezifikationenKonstruktevonk¨mehrerenonnennicWhtorkfloinweinem-Prozessensepa-
ZumratenMoanderendul,vdasermisceinehensicheindeutig-defin(engl.taniertegling)ScdiehnittstelleWorkflohat,gekw-Konstrukte,apseltwdieerden.die
langGesch¨implemeaftslogiknausdrtieren.¨uckDasen,f¨mituhrtdenzukKonstrukten,omplexenWdieorkflodenw-Spquerscezifikhneidendenationen,Be-die
schwDarer¨ubzuverhinauserstehen,wurdezuwdieartenFormundulierungwiederzuvvonerwWorkfloendenw-¨sind.Anderungeninheuti-
genprozessesWorkfloumdiew-SystemeSuchennachstudiert,einemwieMietz.wageB.nd.asDabErweieiternwurdeneinesfolgendeUrlaubspakBeobaceh-t-
t:hgemactungenInstatischenWorkflow-ManagementSystemen,wiebeispielsweiseheutige
¨BPELWorkflow-Engines,m¨ussendieWorkflow-Konstrukte,dieeineWorkflow-
Anderungimplementieren,direktindieSpezifikationenderbetroffenenProzesse
eingebettetwerden.EsgibtkeinModulkonzept,umdieseKonstruktezukapseln
tivundendieW¨orkfloAnderungenw-ManagemenalsseparatetSystemeEntit¨n,atendieersterdynamiscKlassehe¨auszudrAnderungen¨ucken.desInWadork-ap-
flowsunterst¨utzten,treten¨ahnlicheModularit¨atsproblemeauf;AuchdieseSys-
temeKlassebietenauszudrkein¨uckMoen.dul,DiesumWerschorkflowertw-¨dasVAnderungenerst¨andnisalsundseparatedieVEnerwtit¨atenaltungversteron
¨Anderungen.w-orkfloW

DieModularit¨atsprobleme,diebisherbesproc