Windows Workflow Foundation 開發指南：建立自訂活動擴展工作流邊界

自訂活動是 Windows Workflow Foundation (WF) 實現領域邏輯封裝與重用的核心。本文基於 .NET Framework 3.0，系統闡述基本活動與複合活動的建構要點、非同步/事件驅動活動模式、設計時體驗客製化、以及驗證與錯誤處理機制，並以 CreateUserActivity (基本) 與 SwitchActivity (複合) 為實例贯穿始終。

一、基本活動：封裝單一職責邏輯

1. 核心實作：覆寫 Execute 方法

protected override ActivityExecutionStatus Execute(ActivityExecutionContext context) {
    var provider = String.IsNullOrEmpty(MembershipProviderName) 
        ? Membership.Provider 
        : Membership.Providers[MembershipProviderName];
    MembershipCreateStatus status;
    provider.CreateUser(UserName, Password, Email, null, null, true, Guid.NewGuid(), out status);
    return ActivityExecutionStatus.Closed; // 宣告完成
}

基本活動執行完畢即回傳 Closed，讓運行時排程下一個活動。

2. 相依屬性：啟用活動繫結與設計時體驗

相依屬性 (DependencyProperty) 儲存於 DependencyObject 字典，支援：

• 活動繫結：屬性值自動在活動間流動 (如工作流屬性 → 活動屬性)。
• 屬性提升：複合活動將子活動屬性提升為自身屬性。
• 變更通知：監聽屬性變更觸發邏輯。
• 狀態序列化：統一儲存便於持久化。

public static DependencyProperty UserNameProperty = DependencyProperty.Register(
    "UserName", typeof(string), typeof(CreateUserActivity));

[Description("此使用者的新使用者名稱")]
[Category("User")]
[Browsable(true)]
[DesignerSerializationVisibility(DesignerSerializationVisibility.Visible)]
public string UserName {
    get { return (string)base.GetValue(UserNameProperty); }
    set { base.SetValue(UserNameProperty, value); }
}

原則：凡可能透過繫結受益的屬性，**一律使用相依屬性**。

二、複合活動：組合子活動實現控制流

1. 繼承 SequenceActivity：聲明式組合 (設計器支援)

• 新增活動專案 → 選擇「工作流活動」 → 基類設為 SequenceActivity。
• 設計器拖曳子活動 (IfElse、SendEmail、CreateUser 等) 定義流程。
• 右鍵子活動 →「提升可繫結屬性」→ 自動在複合活動宣告相依屬性並繫結。
• 優點：零程式碼控制流，完整設計器體驗。

2. 繼承 CompositeActivity：命令式控制子活動排程 (如 SwitchActivity)

SwitchActivity 模擬 C# switch：多個 SwitchBranchActivity (繼承 SequenceActivity + Condition 屬性)，僅執行條件為 true 的分支。

核心 Execute 邏輯

protected override ActivityExecutionStatus Execute(ActivityExecutionContext context) {
    foreach (Activity child in EnabledActivities) {
        var branch = child as SwitchBranchActivity;
        if (branch != null && branch.Condition.Evaluate(branch, context)) {
            branch.Closed += OnChildClosed;          // 註冊完成通知
            context.ExecuteActivity(branch);         // 排程執行
        }
    }
    return ActivityExecutionStatus.Executing;      // 尚未完成，等待子活動
}

完成通知與關閉

void OnChildClosed(object sender, ActivityExecutionStatusChangedEventArgs e) {
    var branch = sender as SwitchBranchActivity;
    branch.Closed -= OnChildClosed;
    // 檢查是否還有其他分支需執行 (Switch 僅執行一個，故直接關閉)
    context.CloseActivity();
}

關鍵點：回傳 Executing 讓運行時暫停父流程；透過 IActivityEventListener 監聽子活動 Closed 事件；所有分支完成後呼叫 context.CloseActivity() 相當於回傳 Closed。

三、非同步與事件驅動活動

WF 運行時會閒置持久化工作流，**活動不可直接掛載外部事件處理常式** (持久化後會遺失)。解決方案：工作流佇列機制。

模式：佇列 + IActivityEventListener + 本地服務

1. 活動 Execute 中建立/取得佇列 (WorkflowQueuingService)，註冊 QueueItemAvailable 事件。
2. 回傳 Executing 等待外部觸發。
3. 本地服務 (宿主註冊的類別) 長期持有事件處理常式 (如 FileSystemWatcher、WMI 事件)，事件觸發時將資料入佇列 (Enqueue)。
4. 活動 OnEvent 取出資料處理，呼叫 context.CloseActivity() 結束。

介面契約

• IEventActivity：定義 Subscribe/Unsubscribe/QueueName，供運行時管理訂閱週期。
• IActivityEventListener<QueueEventArgs>：處理佇列項目可用通知。

範例：ReadLineActivity (主控台輸入)、FileWatcherActivity (SDK 內建) 均採此模式。

四、錯誤處理

• 活動邏輯拋出例外 → 運行時呼叫 HandleFault → 預設行為呼叫 Cancel 釋放資源。
• 覆寫 HandleFault 可執行特定清理 (釋放非受控資源、取消非同步操作)。
• 複合活動支援 FaultHandlers：子活動錯誤後執行的補償邏輯 (設計器視圖配置)。
• 區分：Cancel 為主動式前向執行語義 (如 Parallel 取消其他分支)；Fault 為被動式異常處理，兩者語義不同，勿混淆。

五、設計時體驗客製化

1. 活動設計器 (ActivityDesigner)

• 關聯：[Designer(typeof(MyDesigner), typeof(IDesigner))]。
• 核心功能：
  • 外觀：繼承 ActivityDesignerTheme 設定漸層色、前景色、圖示 (ToolboxBitmap)。
  • 互動：覆寫 Verbs 加入右鍵選單命令 (如「清除所有條件」)。
  • 驗證 UI：覆寫 DesignerVerbs (錯誤選單)、SmartTagVerbs (智慧標籤)。
  • 結構化佈局：複合活動設計器繼承 ParallelActivityDesigner (分支佈局) 或 FreeFormActivityDesigner (自由佈局)。
  • 封裝呈現：若不想暴露內部子活動，改繼承 ActivityDesigner 僅繪製單一圖塊。

2. 設計器驗證邏輯

• CanBeParentedTo：限制父活動類型 (如 SwitchBranch 僅允許在 Switch 下)。
• CanInsertActivities：限制可加入的子活動類型。
• 僅在設計器環境生效，程式碼建構不受限。

3. 自訂驗證器 (ActivityValidator)

編譯期與設計期皆執行，不受設計器限制。

public override ValidationErrorCollection Validate(ValidationManager manager, object obj) {
    var errors = base.Validate(manager, obj);
    var act = obj as CreateUserActivity;
    if (act != null && act.Parent != null && !act.IsBindingSet(CreateUserActivity.PasswordProperty)) {
        errors.Add(new ValidationError("密碼必須使用活動繫結設定", 1, false, "Password"));
    }
    return errors;
}

關聯：[ActivityValidator(typeof(CreateUserValidator))] 標記於活動類別。

結語

WF 提供與內建活動同等的擴展點：從執行語義、設計器體驗、驗證規則到錯誤處理，開發者擁有完整控制權。建構健壯的活動庫，能將領域邏輯無縫整合進 WF 處理模型，充分發揮視覺化流程開發的價值。善用社群 (wf.netfx3.com) 分享與發現活動元件。