2022年6月，由于某个项目建设的要求，需要从Excel中读取流程数据并且自动生成遵循BPMN标准的流程图，以用于作业处理，目前支持这些流程图的主流开源框架有Activiti、Flowable、Camunda。由于没有在网上搜索到现成的方案，于是自己通过分析BPMN文件结构，设计了一套实现方案，可能绘制的流程图并不是很完美，但在工作中比较好的实现了预期的效果，这里做个记录以备后续学习改进。

1、原理

以Camunda Modeler绘制的流程图为例，Camunda流程图遵从BPMN2.0标准，流程描述文档为xml格式，打开一个bpmn文件的文本格式，其中的xml结构主要有两部分：process和bpmndi:BPMNDiagram，其中process为各个节点的属性和前后关系。sequenceFlow中有描述sourceRef和targetRef，表示连接线的两端，exclusiveGateway中有描述incoming和outgoing，用于表示流入和流出。
要生成流程图，想办法按格式生成xml文件即可。
以下是一个流程图的样例：
bpmn流程图样例

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<bpmn:definitions xmlns:bpmn="http://www.omg.org/spec/BPMN/20100524/MODEL" xmlns:bpmndi="http://www.omg.org/spec/BPMN/20100524/DI" xmlns:dc="http://www.omg.org/spec/DD/20100524/DC" xmlns:di="http://www.omg.org/spec/DD/20100524/DI" xmlns:modeler="http://camunda.org/schema/modeler/1.0" id="Definitions_0mfbluk" targetNamespace="http://bpmn.io/schema/bpmn" exporter="Camunda Modeler" exporterVersion="5.9.0" modeler:executionPlatform="Camunda Cloud" modeler:executionPlatformVersion="8.1.0"><bpmn:process id="Process_0hmfwtd" isExecutable="true"><bpmn:startEvent id="StartEvent_1"><bpmn:outgoing>Flow_0w2j9lb</bpmn:outgoing></bpmn:startEvent><bpmn:sequenceFlow id="Flow_0w2j9lb" sourceRef="StartEvent_1" targetRef="Activity_0mwthrf" /><bpmn:sequenceFlow id="Flow_1ez6hz2" sourceRef="Activity_0mwthrf" targetRef="Activity_18ebup0" /><bpmn:userTask id="Activity_0mwthrf" name="节点1"><bpmn:incoming>Flow_0w2j9lb</bpmn:incoming><bpmn:outgoing>Flow_1ez6hz2</bpmn:outgoing></bpmn:userTask><bpmn:userTask 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</bpmn:definitions>

通过观察xml文件，得出几个重要的结论：

process节点中描绘的是图形的相对关系，其中sequenceFlow为连接线，sourceRef和targetRef分别表示连接的两端节点编号;
bpmndi:BPMNDiagram节点中描绘的是图形的绝对位置，通过坐标的方式定位图形位置。bpmndi:BPMNShape为节点的描述，bpmndi:BPMNEdge为连接线的描述，可以看出这两者共同组成了计算机中典型数据结构：“图”，shape和edge分别对应图的顶点和边，这种带有各种属性，并且可以随意跳转分支的图，可以视为加权网状图；
节点坐标位置为包围节点的外围矩形（示意图中的虚线框）的左上角位置，如下图所示：
(1) 矩形节点坐标示意图：

(2) 圆形节点坐标示意图：

(3) 网关节点坐标示意图：

2、方案

数据从Excel读取之后，每一行都对应一个节点，先根据节点顺序排列，一行最多显示10个节点（节点间距默认66，行间距默认300），依次遍历excel数据，达到10个则换行，设置坐标。
记录两份数据，通过map存储：节点坐标信息、sequenceFlow连接线信息，包括连接两端的source、target。
● 根据xml的结构可以看出，process节点中的基本信息可以比较容易的进行拼接，比较有难度的是bpmndi:BPMNDiagram，因为其中涉及到每个节点的坐标、节点间的连接线，还需要考虑到网关的跳转；
● 先根据节点坐标信息初始化每个节点的位置，并设置到“bpmndi:BPMNShape”中；
● 再根据sequenceFlow连接线信息将各个节点根据关系进行连接。连接时需要区分前后相对位置的关系，需要区分如下几种情况：
(1) source和target在一条水平线上(通过判断y坐标的相对位置确定)，细分如下3种情况：
A、source的x小于target的x，且间距为正常的间距，则正常的向右连接即可；
BPMN起止节点从左到右直接连接
B、source的x小于target的x，且间距大于正常的间距（大于或等于2倍正常间距），说明中间间隔了一个节点，则需要从上端绕行，以避免连续太过杂乱。具体绕行轨迹为向上、向右、向下，连接source的顶端与target的顶端；
BPMN起止节点向顶端右上方绕行的连线
C、source的x大于target的x，则需要向前绘制连接线，此时为了考虑图形的可读性，需要分向上、向左、向下绕行绘制连接线，连接source的顶部和target的顶部。

BPMN起止节点向顶端反向连接线
(2) source和target在一条垂直线上（x坐标居中对齐)，根据y的大小，分两种情况处理：
A、source.y < target.y，直接进行向上或者向下的绘制即可，连接source的底部和target的顶部。
BPMN起止节点从上到下的连接线
B、source.y > target.y，向上绘制连接线，连接source的顶部和target的底部。
BPMN起止节点从下到上的连接线
(3) source和target的x、y都不相同，则需要判断source与target的相对位置，参考第(1)种情况里面的判断规则，有4种相对位置：
A、target在source的右上方，则分别向上、向右、向上连接source的顶部和target的底部
BPMN起止节点向顶端上、右、上连线
B、target在source的右下方，则分别向下、向右、向下连接source底部和target的顶部
BPMN起止节点向下、右、下连线
C、target在source的左上方，则分别向上、向左、向下连接source的顶部和target的底部
BPMN起止节点下上、左、上连线
D、target在source的左下方，则分别向下、向左、向下连接source的底部和target的顶部
BPMN起止节点向下、左、下连线
最后还需要根据连接线的source和target，再次编辑各个节点的incoming和outgoing，最终全部添加到xml节点中，即可完成xml的拼装。
以下几种情况需要记录incoming和outgoing：
(1) source.y与target.y相同，source和target在同一个水平线上

A、source.x > target.x，
B、source.x < target.x 且source.x与target.x相距超过2个标准箭头的长度。

(2) source.y与target.y不相同，即source与target不在同一个水平线上

最终生成的xml文件符合BPMN2.0标准，可以使用相关的客户端工具（Camunda Modeler或者Flowable Modeler）进行编辑和查看。

3、实现

核心的处理逻辑在于节点分布和连线算法的实现，提前将节点和他们的位置分布计算出来，并且针对不同的节点相对位置进行连线的位置的计算，由于是实际工作项目，这里就不贴源代码出来了，理解了思路自己实现代码其实并没有太大难度。
从Excel导入有一些开源框架例如easyexcel（底层依赖poi）可以实现，最终绘制图形也是利用一些dom的开源组件例如dom4j写入xml文件即可。
当然，在具体的实现过程中也经历了很多版本的更新，最初的版本比较凌乱，最后的版本已经非常接近设计原图的样式了。