BPMN2.0 网关拆分与合并原理与实践（Java版）¶

本章将深入探讨BPMN2.0规范中三大核心网关类型：排他网关(Exclusive Gateway)、并行网关(Parallel Gateway)和包含网关(Inclusive Gateway)。通过原理分析+代码实现+可视化图示三重方式，完整展示网关在业务流程中的拆分与合并机制。

一、网关基础原理¶

1.1 网关作用¶

拆分：将单一流程路径分成多个并发路径
合并：将多个并发路径重新汇聚成单一路径
决策：根据条件选择特定执行路径

1.2 核心属性¶

```mermaid graph TD A[网关类型] → B[排他网关] A → C[并行网关] A → D[包含网关] B → E{条件判断} C → F[同步执行] D → G{条件+同步}

二、排他网关(Exclusive Gateway) 2.1 原理说明 • 单一入口/出口 • 通过条件表达式选择唯一分支 • 实现互斥逻辑判断 2.2 Java实现 // 流程上下文对象 class ProcessContext { private Map variables; // 流程变量 private String currentActivityId; // 当前活动节点ID // 省略getter/setter }

// 排他网关核心逻辑 class ExclusiveGateway { // 根据条件选择下一个节点 public String evaluate(ProcessContext context) { String expression = getConditionExpression(); // 获取条件表达式 Map conditions = evaluateConditions(context, expression); // 选择第一个满足条件的分支 return conditions.entrySet().stream() .filter(Map.Entry::getValue) .map(Map.Entry::getKey) .findFirst() .orElseThrow(() -> new NoValidPathException("No valid path found")); }

private Map<String, Boolean> evaluateConditions(ProcessContext context, String expression) {
    // 使用SpEL表达式引擎解析条件
    StandardEvaluationContext spelContext = new StandardEvaluationContext(context);
    return Arrays.stream(expression.split("\\|\\|"))
        .map(String::trim)
        .collect(Collectors.toMap(
            condition -> condition,
            cond -> (Boolean) new SpelExpressionParser().parseExpression(cond).getValue(spelContext)
        ));
}

}

三、并行网关(Parallel Gateway) 3.1 原理说明 • 单一入口/出口 • 同时触发所有分支 • 自动同步所有分支完成 3.2 Java实现 // 并行网关核心逻辑 class ParallelGateway { // 分支分发逻辑 public List split(ProcessContext context) { String gatewayId = context.getCurrentActivityId(); List outgoingPaths = getOutgoingPaths(gatewayId); // 初始化并行执行上下文 ParallelExecutionContext parallelContext = new ParallelExecutionContext(); parallelContext.setMainProcessId(context.getProcessInstanceId()); parallelContext.setBranches(outgoingPaths.stream() .map(path -> createSubProcessContext(context, path)) .collect(Collectors.toList())); return outgoingPaths; }

// 同步合并逻辑
public void join(ProcessContext context) {
    String gatewayId = context.getCurrentActivityId();
    ParallelExecutionContext parallelContext = getParallelContext(gatewayId);
    // 等待所有分支完成
    parallelContext.waitForCompletion();
    // 合并流程变量
    mergeVariables(context, parallelContext.getSubProcesses());
    // 清理上下文
    removeParallelContext(gatewayId);
}

}

四、包含网关(Inclusive Gateway) 4.1 原理说明 • 单一入口/出口 • 满足条件的分支都会执行 • 自动同步所有满足条件分支 4.2 Java实现 // 包含网关核心逻辑 class InclusiveGateway { // 条件聚合判断 public List evaluate(ProcessContext context) { String gatewayId = context.getCurrentActivityId(); List outgoingPaths = getOutgoingPaths(gatewayId); List selectedPaths = new ArrayList<>();

    // 收集所有满足条件的分支
    for (String path : outgoingPaths) {
        if (evaluateCondition(context, path)) {
            selectedPaths.add(path);
        }
    }

    // 至少需要一个分支被选中
    if (selectedPaths.isEmpty()) {
        throw new NoValidPathException("No path satisfied conditions");
    }
    return selectedPaths;
}

private boolean evaluateCondition(ProcessContext context, String path) {
    // 获取该分支的条件表达式
    String condition = getConditionForPath(path);
    // 使用SPEL进行表达式求值
    EvaluationContext spelContext = new StandardEvaluationContext(context);
    return (Boolean) new SpelExpressionParser().parseExpression(condition).getValue(spelContext);
}

}

五、网关交互示例 5.1 流程定义（Mermaid） graph TD A[开始] → B[排他网关] B →|条件A=true| C[处理A] B →|条件B=true| D[并行网关] C → E[结束] D → F[包含网关] D → G[子流程1] F → H[子流程2] F → I[合并] I → J[结束]

5.2 执行流程 1. 进入排他网关后根据条件选择分支 2. 并行网关同时触发子流程1和子流程2 3. 包含网关等待所有满足条件的分支完成 4. 最终汇入结束节点六、核心代码结构 classDiagram class ProcessContext{ +Map variables +String currentActivityId } class Gateway{ +evaluate(context)