Camunda BPMN 工作流引擎项目

项目概述

本项目是一个基于 Spring Boot 3.5.12 和 Camunda 8.8.0 构建的企业级工作流引擎项目，提供了完整的工作流管理解决方案。项目采用自托管模式（Self-Managed），支持复杂业务流程的定义、部署、执行和监控。

Camunda 8 是新一代云原生工作流引擎，采用 Zeebe 作为核心引擎，支持水平扩展和高可用部署，适用于微服务架构和云原生应用场景。

Camunda 8 核心概念

架构组件

Camunda 8 采用云原生架构，由以下核心组件构成：

Zeebe

Zeebe 是 Camunda 8 的核心流程引擎，负责：

流程定义的部署和版本管理
流程实例的创建和执行
任务分配和调度
事件处理和消息路由

特性：

分布式架构，支持水平扩展
高可用性，无单点故障
基于 Raft 协议的数据复制
支持每秒处理数万个流程实例

Operate

Operate 是流程监控和管理工具，提供：

流程实例实时监控
任务执行状态查看
Incident（事件）处理
流程变量追踪
历史数据分析

Tasklist

Tasklist 是用户任务管理界面，支持：

待办任务列表查看
任务认领和分配
表单填写和提交
任务筛选和搜索

Identity

Identity 是身份认证和授权服务：

用户和组管理
角色和权限配置
API 访问控制
与 Keycloak 集成

核心概念详解

1. 流程定义（Process Definition）

流程定义是 BPMN 2.0 格式的 XML 文件，描述了业务流程的结构和逻辑：

<bpmn:process id="purchase_server_process" name="购买服务器审批流程" isExecutable="true">
  <bpmn:startEvent id="StartEvent_1" />
  <bpmn:userTask id="project_leader_approval" name="项目组长审批" />
  <bpmn:endEvent id="Event_10jc7ry" />
</bpmn:process>

关键属性：

id: 流程定义的唯一标识符
name: 流程的显示名称
version: 流程的版本号（自动递增）

流程图示例：

本项目包含一个完整的购买服务器审批流程示例，流程图如下：

该流程展示了多级审批、条件分支、定时器、事件子流程等 Camunda 8 的核心特性。

2. 流程实例（Process Instance）

流程实例是流程定义的一次具体执行：

ProcessInstanceEvent event = camundaClient.newCreateInstanceCommand()
        .bpmnProcessId("purchase_server_process")
        .latestVersion()
        .variables(variables)
        .send()
        .join();

生命周期：

创建: 启动流程实例
运行: 执行流程中的活动
等待: 等待外部输入（如用户任务）
完成: 到达结束事件
取消: 手动终止流程

3. 流程变量（Process Variables）

流程变量是流程实例中的数据载体：

Map<String, Object> variables = new HashMap<>();
variables.put("money", 5000);
variables.put("responsibility", "项目组长");
variables.put("audit_result", true);

变量作用域：

流程实例作用域: 整个流程实例可访问
局部作用域: 仅在特定活动内可见

数据类型：

基本类型: String, Integer, Boolean, Double
复杂类型: List, Map, JSON 对象

4. Job Worker

Job Worker 是 Camunda 8 的核心执行机制，用于处理服务任务：

@Component
public class PurchaseWorkerJob {
    
    @JobWorker(type = "to_do_purchase_service", autoComplete = false)
    public void purchaseServerWorkerJob(
            final JobClient client, 
            final ActivatedJob activatedJob) {
        
        // 获取流程变量
        Map<String, Object> variables = activatedJob.getVariablesAsMap();
        Integer money = (Integer) variables.get("money");
        
        // 执行业务逻辑
        doPurchase(money);
        
        // 完成任务
        client.newCompleteCommand(activatedJob.getKey())
                .send()
                .join();
    }
}

工作原理：

Zeebe 创建 Job 并放入队列
Worker 从队列中激活 Job
Worker 执行业务逻辑
Worker 完成 Job 并返回结果

配置参数：

type: Job 类型，与 BPMN 中定义一致
autoComplete: 是否自动完成（默认 true）
timeout: Job 锁定超时时间
maxJobsActive: 最大并发 Job 数

5. 用户任务（User Task）

用户任务需要人工参与完成：

<bpmn:userTask id="project_leader_approval" name="项目组长审批">
  <bpmn:extensionElements>
    <zeebe:userTask />
    <zeebe:formDefinition formId="apply_form" />
    <zeebe:taskHeaders>
      <zeebe:header key="responsibility" value="项目组长" />
    </zeebe:taskHeaders>
  </bpmn:extensionElements>
</bpmn:userTask>

完成用户任务：

camundaClient.newCompleteUserTaskCommand(taskKey)
        .variables(Map.of("audit_result", true))
        .send()
        .join();

任务监听器：

<bpmn:userTask id="department_manager_approval">
  <bpmn:extensionElements>
    <zeebe:taskListeners>
      <zeebe:taskListener eventType="creating" type="record_audit_logs" />
    </zeebe:taskListeners>
  </bpmn:extensionElements>
</bpmn:userTask>

6. 服务任务（Service Task）

服务任务由系统自动执行：

<bpmn:serviceTask id="purchase_of_funds" name="拨款购买">
  <bpmn:extensionElements>
    <zeebe:taskDefinition type="to_do_purchase_service" retries="3" />
  </bpmn:extensionElements>
</bpmn:serviceTask>

重试机制：

retries: 重试次数
retryBackoff: 重试间隔（指数退避）
失败后创建 Incident

7. 网关（Gateway）

网关用于控制流程流向：

排他网关（Exclusive Gateway）

只有一个出口会被选择：

<bpmn:exclusiveGateway id="Gateway_1mm01bz">
  <bpmn:incoming>Flow_05v6331</bpmn:incoming>
  <bpmn:outgoing>Flow_152vbpg</bpmn:outgoing>
  <bpmn:outgoing>Flow_0y79hu3</bpmn:outgoing>
</bpmn:exclusiveGateway>

<bpmn:sequenceFlow name="组长审批通过" sourceRef="Gateway_1mm01bz" targetRef="department_manager_approval">
  <bpmn:conditionExpression>=audit_result=true</bpmn:conditionExpression>
</bpmn:sequenceFlow>

并行网关（Parallel Gateway）

所有出口都会被执行：

<bpmn:parallelGateway id="Gateway_Parallel">
  <bpmn:outgoing>Flow_1</bpmn:outgoing>
  <bpmn:outgoing>Flow_2</bpmn:outgoing>
</bpmn:parallelGateway>

事件网关（Event-Based Gateway）

等待多个事件中的一个发生：

<bpmn:eventBasedGateway id="Gateway_Event">
  <bpmn:outgoing>Flow_Timer</bpmn:outgoing>
  <bpmn:outgoing>Flow_Message</bpmn:outgoing>
</bpmn:eventBasedGateway>

8. 事件（Event）

事件用于响应特定的触发条件：

开始事件（Start Event）

流程的起点：

<bpmn:startEvent id="StartEvent_1">
  <bpmn:outgoing>Flow_0yyyv2t</bpmn:outgoing>
</bpmn:startEvent>

结束事件（End Event）

流程的终点：

<bpmn:endEvent id="Event_10jc7ry">
  <bpmn:incoming>Flow_1bdni6c</bpmn:incoming>
</bpmn:endEvent>

定时器事件（Timer Event）

基于时间的触发：

<bpmn:boundaryEvent id="Event_133pqmq" name="超时处置" cancelActivity="false" attachedToRef="project_leader_approval">
  <bpmn:timerEventDefinition>
    <bpmn:timeCycle xsi:type="bpmn:tFormalExpression">=overdue_timer_cycle</bpmn:timeCycle>
  </bpmn:timerEventDefinition>
</bpmn:boundaryEvent>

定时器类型：

timeDate: 特定时间触发
timeDuration: 延迟一段时间后触发
timeCycle: 周期性触发（ISO 8601 格式）

ISO 8601 时间格式详解：

ISO 8601 是国际标准化组织（ISO）制定的日期和时间表示标准，Camunda 8 的 Timer 组件使用该标准来定义时间表达式。

格式规范：

日期时间格式：YYYY-MM-DDThh:mm:ss
- YYYY: 四位年份
- MM: 两位月份（01-12）
- DD: 两位日期（01-31）
- T: 日期与时间的分隔符
- hh: 两位小时（00-23）
- mm: 两位分钟（00-59）
- ss: 两位秒数（00-59）
持续时间格式：P[n]Y[n]M[n]DT[n]H[n]M[n]S
- P: 持续时间标识符（Period）
- Y: 年
- M: 月
- D: 天
- T: 日期与时间的分隔符
- H: 小时
- M: 分钟
- S: 秒
重复间隔格式：R[n]/P[n]Y[n]M[n]DT[n]H[n]M[n]S
- R: 重复标识符（Repeat）
- [n]: 可选的重复次数，省略表示无限重复
- /: 分隔符
- 后面跟持续时间格式

示例说明：

示例 1：特定时间触发

<bpmn:timerEventDefinition>
  <bpmn:timeDate>2024-12-31T23:59:59</bpmn:timeDate>
</bpmn:timerEventDefinition>

表示在 2024 年 12 月 31 日 23:59:59 触发。

示例 2：延迟触发

<bpmn:timerEventDefinition>
  <bpmn:timeDuration>PT1H30M</bpmn:timeDuration>
</bpmn:timerEventDefinition>

表示延迟 1 小时 30 分钟后触发。

示例 3：周期性触发

<bpmn:timerEventDefinition>
  <bpmn:timeCycle>R5/PT1H</bpmn:timeCycle>
</bpmn:timerEventDefinition>

表示每隔 1 小时触发一次，共触发 5 次。

示例 4：无限重复

<bpmn:timerEventDefinition>
  <bpmn:timeCycle>R/P1D</bpmn:timeCycle>
</bpmn:timerEventDefinition>

表示每天触发一次，无限重复。

示例 5：复杂持续时间

<bpmn:timerEventDefinition>
  <bpmn:timeDuration>P1Y2M3DT4H5M6S</bpmn:timeDuration>
</bpmn:timerEventDefinition>

表示延迟 1 年 2 个月 3 天 4 小时 5 分钟 6 秒后触发。

常用时间表达式：

表达式	含义
`PT1S`	1 秒
`PT1M`	1 分钟
`PT1H`	1 小时
`P1D`	1 天
`P1W`	1 周
`P1M`	1 个月
`P1Y`	1 年
`R/PT1H`	每小时触发，无限重复
`R3/P1D`	每天触发，共 3 次
`R0/PT1S`	永不触发（重复次数为 0）

消息事件（Message Event）

基于消息的触发：

<bpmn:message id="Message_2tobcm6" name="task_revoke">
  <bpmn:extensionElements>
    <zeebe:subscription correlationKey="=responsibility" />
  </bpmn:extensionElements>
</bpmn:message>

发布消息：

camundaClient.newPublishMessageCommand()
        .messageName("task_revoke")
        .correlationKey("项目组长")
        .variables(Map.of("message", "请尽快处理"))
        .send()
        .join();

9. 子流程（Subprocess）

子流程用于组织复杂的业务逻辑：

嵌入式子流程（Embedded Subprocess）

<bpmn:subProcess id="SubProcess_1" name="审批流程">
  <bpmn:startEvent id="StartEvent_Sub" />
  <bpmn:userTask id="Task_1" />
  <bpmn:endEvent id="EndEvent_Sub" />
</bpmn:subProcess>

事件子流程（Event Subprocess）

事件子流程由事件触发，不影响主流程：

<bpmn:subProcess id="Activity_1eux7iq" name="接受逾期事件并发送邮件提醒" triggeredByEvent="true">
  <bpmn:startEvent id="revoke" name="revoke" isInterrupting="false">
    <bpmn:messageEventDefinition messageRef="Message_2tobcm6" />
  </bpmn:startEvent>
  <bpmn:serviceTask id="Activity_06bae2p" name="发送逾期邮件">
    <zeebe:taskDefinition type="send_overdue_message" />
  </bpmn:serviceTask>
  <bpmn:endEvent id="Event_0sb2nz3" />
</bpmn:subProcess>

调用活动（Call Activity）

调用另一个流程定义：

<bpmn:callActivity id="CallActivity_1" name="调用审批流程">
  <bpmn:extensionElements>
    <zeebe:calledElement processId="approval_process" />
  </bpmn:extensionElements>
</bpmn:callActivity>

10. FEEL 表达式

Camunda 8 使用 FEEL（Friendly Enough Expression Language）作为表达式语言：

条件表达式：

<bpmn:conditionExpression>=money >= 2000</bpmn:conditionExpression>

变量访问：

=money
=audit_result
=user.name

运算符：

比较: =, !=, <, >, <=, >=
逻辑: and, or, not
算术: +, -, *, /
范围: between X and Y
包含: in (X, Y, Z)

函数调用：

= now()
= date("2024-01-01")
= string length(variable)

BPMN 2.0 标准支持

Camunda 8 实现了 BPMN 2.0 标准的核心元素：

活动（Activities）

Task（任务）
Service Task（服务任务）
User Task（用户任务）
Script Task（脚本任务）
Business Rule Task（业务规则任务）
Send Task（发送任务）
Receive Task（接收任务）
Manual Task（手工任务）
Subprocess（子流程）
Call Activity（调用活动）

网关（Gateways）

Exclusive Gateway（排他网关）
Parallel Gateway（并行网关）
Inclusive Gateway（包容网关）
Event-Based Gateway（事件网关）

事件（Events）

Start Event（开始事件）
End Event（结束事件）
Intermediate Event（中间事件）
Boundary Event（边界事件）
Timer Event（定时器事件）
Message Event（消息事件）
Signal Event（信号事件）
Error Event（错误事件）
Escalation Event（升级事件）
Terminate Event（终止事件）

流对象（Flow Objects）

Sequence Flow（顺序流）
Message Flow（消息流）
Association（关联）
Data Object（数据对象）
Data Store（数据存储）

Camunda 8 vs Camunda 7

特性	Camunda 7	Camunda 8
架构	单体架构	云原生分布式架构
引擎	Process Engine	Zeebe
数据库	关系型数据库（MySQL, PostgreSQL）	分布式日志（RocksDB）
扩展方式	垂直扩展	水平扩展
任务执行	Job Executor	Job Worker
部署方式	应用服务器	容器化（Docker, Kubernetes）
协议	Java API, REST	gRPC, REST
表达式语言	JUEL, FEEL	FEEL
监控工具	Cockpit, Tasklist, Admin	Operate, Tasklist, Optimize

核心功能

流程管理

流程定义部署与版本管理
流程实例的创建、查询和取消
流程变量管理
流程实例监控

任务管理

用户任务的创建、查询和完成
任务监听器（Task Listener）支持
任务表单（Form）管理
任务分配和权限控制

服务集成

服务任务（Service Task）自动执行
Job Worker 机制
消息订阅和事件处理
外部任务集成

高级特性

定时器和逾期处理
事件子流程（Event Subprocess）
条件网关和并行网关
消息中间件事件
配置加密（Jasypt）

技术栈

技术	版本	说明
Java	21	编程语言
Spring Boot	3.5.12	应用框架
Camunda 8	8.8.0	工作流引擎
Maven	3.x	项目构建工具
Lombok	-	代码简化工具
Jasypt	3.0.5	配置文件加密

Name		Name	Last commit message	Last commit date
.mvn/wrapper		.mvn/wrapper
camunda_api		camunda_api
docs		docs
scorpio-camunda-bpmn-starter		scorpio-camunda-bpmn-starter
sub-modules		sub-modules
.gitattributes		.gitattributes
.gitignore		.gitignore
README.md		README.md
mvnw		mvnw
mvnw.cmd		mvnw.cmd
pom.xml		pom.xml

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