UML：Unified Modeling Language，即統(tǒng)一建模語言，簡單地說就是一種有特殊用處的語言。本文是我初步學(xué)習(xí)UML的學(xué)習(xí)筆記，對于我們菜鳥碼農(nóng)來說，讓我們做設(shè)計(jì)的可能性不大，但至少能看懂是必要的。

UML：Unified Modeling Language，即統(tǒng)一建模語言，簡單地說就是一種有特殊用處的語言。本文是我初步學(xué)習(xí)UML的學(xué)習(xí)筆記，對于我們菜鳥碼農(nóng)來說，讓我們做設(shè)計(jì)的可能性不大，但至少能看懂是必要的。

一、所謂模型

1.1 模型是對現(xiàn)實(shí)的簡化

　　模型是提供系統(tǒng)的藍(lán)圖，模型可是包括詳細(xì)計(jì)劃。也可是是從更高程度考慮系統(tǒng)的總體計(jì)劃，每個(gè)系統(tǒng)可以從不同的方面用不通過的模型來描述。因而每個(gè)模型都是在語義上閉合的抽象系統(tǒng)。模型可以是結(jié)構(gòu)性的，強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)的組織。也可是是行為性的，強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)方面。

1.2 為什么要建模？

　　有人云：建模是為了能夠更好地理解正在開發(fā)的系統(tǒng)！

　　通過建模可以達(dá)到如下目的：

　　1、模型有助于按照實(shí)際情況或按照所需的樣式對系統(tǒng)進(jìn)行可視化；

　　2、模型能夠規(guī)約系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)或行為；

　　3、模型給出了構(gòu)造系統(tǒng)的模板；

　　4、模型對做出的決策進(jìn)行文檔化；

PS：對于一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，如銀行、電信系統(tǒng)建模的重要性就越大。如果不能很好的理解一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)，盲目開發(fā)，失敗的可能性很大。

二、小談UML

2.1 神馬是UML？

　　統(tǒng)一建模語言(Unified Modeling Language , UML) 是一種繪制軟件藍(lán)圖的標(biāo)準(zhǔn)語言，可以用UML對軟件密集的制品進(jìn)行可視化、詳述、構(gòu)造和文檔化。

2.2 UML的優(yōu)點(diǎn)

　　1、可視化：清晰的模型有利于交流

　　2、詳述：可以使用UML對分析、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)等決策進(jìn)行詳細(xì)描述

　　3、構(gòu)造：把UML描述映射成編程語言

　　4、文檔化：系統(tǒng)的所有細(xì)節(jié)都可以是UML進(jìn)行描述。如：項(xiàng)目計(jì)劃、發(fā)布活動(dòng)等

2.3 應(yīng)用領(lǐng)域

　　1、企業(yè)信息系統(tǒng)

　　2、銀行與金融服務(wù)

　　3、電信

　　4、國防、航天

　　5、科學(xué)

　　6、基于Web的分布式服務(wù)

三、類圖—分析業(yè)務(wù)模型

3.1 類

　　類是一組具有相同屬性、操作、關(guān)系和語義的對象描述，一個(gè)類可是實(shí)現(xiàn)一個(gè)或者多個(gè)接口。下圖是類在VS里面的圖形表示：

　　（1）UML預(yù)設(shè)了四種可見性，分別為公開(public)、私有(private)、保護(hù)(protected)、包(package) 減號(-)為私有可見性，加號(+)為公開可見性。可見，上圖中的類圖所有都為public。

　　（2）在UML中抽象類與普通是同一個(gè)是圖表示，只是名字會變成斜體，如下圖所示，調(diào)整IsAbstract屬性為True后類名變?yōu)樾斌w：

3.2 關(guān)系

　　關(guān)系是事物之間的聯(lián)系，在面向?qū)ο蟮慕Ｖ校腥N重要的關(guān)系是依賴、泛化、關(guān)聯(lián)。

　　（1）依賴

　　依賴是一種使用關(guān)系，一個(gè)事物使用另一個(gè)事物。在圖形上，把依賴畫成一條有方向的虛線，指向被依賴的事物。如果被使用的類發(fā)生變化,那么另一個(gè)類的操作必然受影響。依賴關(guān)系在.net語言中體現(xiàn)為 局部變量、方法的參數(shù)或者對靜態(tài)方法的調(diào)用，如工具類，現(xiàn)實(shí)生活中人與錘子。

　　（2）泛化

　　在泛化關(guān)系中，子類繼承了父類的行為和含義，子類也可以增加新的行為和含義或覆蓋父類中的行為和含義。在圖形上，在泛化畫成一個(gè)帶有空心三角行指向父類。泛化在.net中就是一個(gè)繼承的關(guān)系。

　　（3）關(guān)聯(lián)

　　關(guān)聯(lián)是一種結(jié)構(gòu)關(guān)系，它指明一個(gè)對象與另一個(gè)對象間的關(guān)系。

　　①相互關(guān)聯(lián)體現(xiàn)的是兩個(gè)類、或者 類與接口之間語義級別的一種強(qiáng)依賴關(guān)系，是一種長期的穩(wěn)定的關(guān)系；表現(xiàn)在代碼層面，為被關(guān)聯(lián)類以類屬性的形式出現(xiàn)在關(guān)聯(lián)類中，也可能是關(guān)聯(lián)類引用了一個(gè)類型為被關(guān)聯(lián)類的全局變量。

　　上圖中ClassA與ClassB相互關(guān)聯(lián)，在代碼中各自有對方類型實(shí)例的一個(gè)屬性。

　　②單向關(guān)聯(lián)表現(xiàn)在代碼層面，為被關(guān)聯(lián)類B 以類屬性的形式出現(xiàn)在關(guān)聯(lián)類 A中，也可能是關(guān)聯(lián)類A引用了一個(gè)類型為被關(guān)聯(lián)類B的全局變量；

　　上圖中Subject關(guān)聯(lián)Observer，并且是一個(gè)一對多的關(guān)系，那么在代碼中Subject類中會有一個(gè)Observer類對象的集合屬性。

　　下面我們來看看幾種特殊的關(guān)聯(lián)關(guān)系，他們是：

　　③聚合關(guān)系：

　　聚合是關(guān)聯(lián)關(guān)系的一種特例，他體現(xiàn)的是整體與部分擁有的關(guān)系。此時(shí)整體與部分之間是可分離的，他們可以具有各自的生命周期，部分可以屬于多個(gè)整體對象，也可以為多個(gè)整體對象共享；比如汽車與發(fā)動(dòng)機(jī)；表現(xiàn)在代碼層面，和關(guān)聯(lián)關(guān)系是一致的，只能從語義級別來區(qū)分。

　　④組合關(guān)系：

　　組合也是關(guān)聯(lián)關(guān)系的一種特例，這種關(guān)系比聚合更強(qiáng)，也稱為強(qiáng)聚合；他同樣體現(xiàn)整體與部分間的關(guān)系，但此時(shí)整體與部分是不可分的，整體的生命周期結(jié)束也就意味著部分的生命周期結(jié)束。例如：孕婦死了胎兒自然也就死了（有點(diǎn)血腥的例子，抱歉！）；表現(xiàn)在代碼層面，和關(guān)聯(lián)關(guān)系是一致的，只能從語義級別來區(qū)分。

3.3 接口

　　接口(interface)如同契約，負(fù)責(zé)的類必須負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)它的公開操作，以及負(fù)責(zé)維護(hù)它的公開屬性。

3.4 綜合案例：公司-部門-員工 類圖關(guān)系

四、用例圖—描述系統(tǒng)的行為

　　用例圖用來表達(dá)系統(tǒng)對外提供的服務(wù)或功能，適合用來作為需求搜集階段的工作。

4.1 用例與執(zhí)行者

　　實(shí)際設(shè)計(jì)中，常用用例(UseCase)來表達(dá)系統(tǒng)需求或者系統(tǒng)對外呈現(xiàn)的行為。用例采用橢圓圖示，參與者(Actor)是人型圖示。由于它會參與系統(tǒng)的運(yùn)作，因此它跟用例之間有連接線段。

4.2 包含關(guān)系

　　包含（include）關(guān)系指的是兩個(gè)用例之間的關(guān)系，其中一個(gè)用例（稱作基本用例，base use case）的行為包含了另一個(gè)用例（稱作包含用例，include case）的行為。如下圖，取款的 時(shí)候會包含一個(gè)用戶驗(yàn)證的用例。

4.3 擴(kuò)展關(guān)系

　　擴(kuò)展（extend）關(guān)系將基本用例中一段相對獨(dú)立并且可選的動(dòng)作，用擴(kuò)展（Extension）用例加 以封裝，再讓它從基用例中聲明的擴(kuò)展點(diǎn)（Extension Point）上進(jìn)行擴(kuò)展，從而使基用例行為更簡練和目標(biāo)更集中。如下圖，我們在取完款后，可以打印憑條，也可以不用打印憑條。這個(gè)功能就可以使用擴(kuò)展來表示。

五、活動(dòng)圖—流程分析利器之一

　　活動(dòng)圖通常用來表達(dá)業(yè)務(wù)流程、工作流或系統(tǒng)流程中一連串的動(dòng)作。在我的實(shí)習(xí)前期，就經(jīng)常用到活動(dòng)圖來繪制需求調(diào)研到的業(yè)務(wù)流程，并將活動(dòng)圖展示給客戶以確認(rèn)需求，客戶也能看輕松地看懂。例如，下圖是一個(gè)簡單的登陸流程，登陸失敗跳轉(zhuǎn)到登陸頁面，登陸成功則跳轉(zhuǎn)到主界面。

PS：每個(gè)活動(dòng)圖只能有一個(gè)開始節(jié)點(diǎn),但是可以有多個(gè)結(jié)束節(jié)點(diǎn)

　　（1）動(dòng)作

　　動(dòng)作（activity）是最重要的組成元素，它代表一個(gè)執(zhí)行步驟。

　　

　　（2）控制流

　　帶箭頭的連接線稱為控制流(control flow)。當(dāng)來源動(dòng)作結(jié)束之后，控制流會啟動(dòng)目標(biāo)動(dòng)作。

　　

　　（3）對象節(jié)點(diǎn)與對象流

　　對象節(jié)點(diǎn)(object node)為矩形圖示，對象流(object flow)的圖示與控制流相同，不過它的其中一個(gè)端點(diǎn)必須是對象節(jié)點(diǎn)，而另一端必須是其他節(jié)點(diǎn)。控制流的兩個(gè)端點(diǎn)不可以都是對象節(jié)點(diǎn)。對象流不同于控制流，對象流可以攜帶數(shù)據(jù)或?qū)ο蟆?/p>

　　

　　上圖所示，在登陸成功后，我們將用戶的Session對象傳遞到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)，下一個(gè)節(jié)點(diǎn)可以使用此對象。

　　（4）決策與合并

　　活動(dòng)流程中，流程交匯點(diǎn)，稱為合并節(jié)點(diǎn)(merge node)。一個(gè)合并節(jié)點(diǎn)會有多條進(jìn)入線，但是只有一條離開線，合并節(jié)點(diǎn)的圖示是大的空心菱形，所有進(jìn)入合并節(jié)點(diǎn)的支流都會經(jīng)歷同一條離開線。

　　

　　決策節(jié)點(diǎn)(decision node)與合并節(jié)點(diǎn)共用圖示，兩者都是大的空心菱形。不過，決策節(jié)點(diǎn)只有一個(gè)進(jìn)入線，但有多條離開線。

　　

　　（5）分叉和連接

　　分叉表示的是一個(gè)控制流被兩個(gè)或多個(gè)控制流代替，經(jīng)過分叉后，這些控制流是并發(fā)進(jìn)行的。

　　連接正好與分叉相反，表示兩個(gè)或多個(gè)控制流被一個(gè)控制流代替。使用分叉需要使用連接把分叉的流匯聚成一個(gè)流。

　　（6）發(fā)送信號和接受事件

　　發(fā)送信號操作是一種操作，可以將消息或信號發(fā)送給另一個(gè)活動(dòng)。

　　接受事件操作是一種要在等到消息或信號后才能繼續(xù)執(zhí)行的操作。

　　如上圖所示，創(chuàng)建發(fā)票是一個(gè)發(fā)送信號，將發(fā)票這個(gè)消息發(fā)給另一個(gè)活動(dòng)：收款。而收款是一個(gè)接受事件，它必須等到開完發(fā)票才能繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)操作。

六、時(shí)序圖—流程分析利器之二

　　時(shí)序圖，又稱序列圖，用來表達(dá)系統(tǒng)內(nèi)部一群對象的交互情況，它是一種行為圖。水平方向是對象維，垂直方向是時(shí)間維。例如：page與action之間的交互情況可以用時(shí)序圖來表示，在發(fā)送list請求的時(shí)候我們需要一個(gè)返回結(jié)果集。

　　（1）生命線

　　生命線(lifeline)代表一個(gè)參與交互的實(shí)例，它的圖示是頂端連接矩形的虛線，虛線頂部的矩形可以放置生命線的名稱。

　　（2）執(zhí)行發(fā)生

　　對象在接收到消息之后執(zhí)行一項(xiàng)活動(dòng)，執(zhí)行期間稱為執(zhí)行發(fā)生(execution occurrence)，它的圖示是長條矩形。

　　（3）消息

　　消息(message)的圖示是一條帶箭頭的線段，橫跨在兩個(gè)生命線上,對象之間通過發(fā)送消息來交互。

　　（4）終止

 　　生命線有生有滅，終止(stop)就是用來表達(dá)生命線終止的時(shí)刻。終止的圖示是一個(gè)大叉，放置在生命線的虛線底部，代表生命線已經(jīng)終止。

參考資料

　　（1）張傳波，《火球——UML大戰(zhàn)需求分析》，http://www.amazon.cn/tushu/dp/B0079FMI40　　

　　（2）周猛，《UML統(tǒng)一建模語言基礎(chǔ)》，http://wenku.baidu.com/view/28fe7f65ad02de80d4d840ec.html