Managing and modeling persistent data access in process-driven SOAs

Abstract

In prozessgetriebenen, dienstorientierten Umgebungen rufen Prozessaktivitäten von Geschäftsprozessen Dienste auf, um bestimmte Aufgaben zu erfüllen. Ein Dienst kann z.B. andere Dienste aufrufen, Geschäftslogik ausführen oder Daten von einem persistenten Speicherort lesen und schreiben. Insbesondere in langandauernden Geschäftsprozessen, die menschliche Interaktion mit Benutzern erfordern, müssen Prozessaktivitäten häufig persistente Daten lesen oder schreiben.<br />Persistente Datenzugriffe werden heute üblicherweise von einer speziellen Art von Diensten gekapselt, den Datenzugriffsdiensten (DAS).<br />Mittels dieser Datenzugriffsdienste können Geschäftsprozesse technologieunabhängig und datenbankneutral auf persistente Daten zugreifen.<br />Leider sind diese Datenzugriffsdienste noch ungenügend in prozessorientierte Umgebungen integriert. Die Beziehungen zwischen verschiedenen Belangen eines Prozesses wie den Prozessaktivitäten, den Datenzugriffsdiensten, den darunterliegenden objektrelationalen Abbildungen und den persistenten Datenspeichern sind bis dato nicht ausreichend definiert. Weiters müssen sich verschiedene Akteure auf die bestimmten Belange des Prozesses gezielt fokussieren können. So benötigen die Akteure zur Vermeidung, Erkennung und Behebung von strukturellen Problemen in Geschäftsprozessen wie zum Beispiel Deadlocks einen fokussierten Einblick in die aufgerufenen Datenzugriffsdienste des Prozesses. Wenn jedoch die Anzahl der Prozessaktivitäten und damit die Anzahl der persistenten Datenzugriffsdienste immer mehr ansteigt, kann das Auffinden bestimmter Datenzugriffsdienste des Prozesses eine unmögliche Aufgabe für die Akteure werden.<br />In dieser Dissertation fokussieren wir uns auf eine bessere Integration persistenter Datenzugriffe in dienstorientierte Geschäftsprozesse. Wir stellen das view-based data modeling framework (VbDMF) vor, das für die Modelling persistenter Datenzugriffe von Prozessen entwickelt wurde.<br />Basierend auf VbDMF, führen wir in das Konzept der persistenten Datenzugriffsflüsse zur Vermeidung, Erkennung und Behebung struktureller Probleme in Prozessen ein. Um die persistenten Datenzugriffe besser warten und wiederverwenden zu können, präsentieren wir einen ganzheitlichen architekturellen Ansatz zur Verwaltung unserer VbDMF Modelle und Modellinstanzen: Eine modellgetriebene Datenzugriffsarchitektur, genannt VMDA. Wir illustrieren die Verwendbarkeit unserer Konzepte in mehreren industriellen Fallstudien.<br />Weiters beweisen wir die Komplexität und Korrektheit der verwendeten Algorithmen. Schließlich belegen wir die Anwendbarkeit der VMDA quantitativ anhand von Messergebnissen.<br />

In process-driven service oriented environments, process activities in a business process can invoke services to fulfill certain tasks. A service can e.g. invoke other services, perform business logic, or read and write data from persistent data storages. In particular, in long-running business processes, which require human interaction with users, process activities often need to read or write persistent data.<br />Commonly this persistent data access is encapsulated by a special type of services - the Data Access Services (DAS). With these DAS, business processes can access persistent data both technology-independently and database-neutrally.<br />Unfortunately, these DAS are not sufficiently integrated into process-oriented environments, yet. Accordingly, the relationships between the different concerns of a process such as the process activities, the DAS, the underlying object-relational mappings (ORM), and the persistent data storages are not well-defined, yet. Moreover, different stakeholders have to be able to focus on these different concerns of the process selectively. For example, in order to prevent, detect, and solve structural problems in business processes such as deadlocks, stakeholders need to have a tailored views into the persistent data access of the process. When the number of process activities grows along with the number of DAS, finding certain DAS of a process can become an impossible task for the stakeholders.<br />In this thesis we focus on better integrating persistent data access into process-driven service-oriented environments. In order to achieve this, firstly, we introduce the viewbased data modeling framework (VbDMF) designed to specify persistent data access of processes. Based on VbDMF, we illustrate the concept of persistent data access flows used to prevent, detect, and solve structural problems in processes. In order to be able to better maintain and reuse persistent data access, we present an integral architectural approach to manage our VbDMF models and model instances: The viewbased model-driven data access architecture (VMDA). Along with our concepts, we illustrate the applicability by a number of industrial case studies. Furthermore, we prove the complexity and correctness of the presented algorithms. Finally, we quantitatively show, that the VMDA returns with acceptable response times.<br />