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作者：逸珺

[導(dǎo)讀] 作為程序猿都最好掌握的一門(mén)語(yǔ)言，那就是UML（Unified Modeling Language），統(tǒng)一建模語(yǔ)言(UML)是軟件工程領(lǐng)域中一種通用的開(kāi)發(fā)建模語(yǔ)言，旨在提供一種可視化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)方法。是開(kāi)發(fā)人員、系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員交流的有效工具。今天來(lái)分享一下UML的一些體會(huì)，如有錯(cuò)誤請(qǐng)幫忙指正。

注：UML工具有很多，本文描述的基于Enterprise Architect。最近微信平臺(tái)排序規(guī)則升級(jí)了，如不想錯(cuò)過(guò)小號(hào)文章，建議給小號(hào)加下星標(biāo)。

UML前世今生

UML時(shí)間進(jìn)化線：

說(shuō)到UML不得不提的三位大神，Grady Booch、Jacobson、James Rumbaugh，三位是UML的創(chuàng)始人，均為軟件工程界的權(quán)威，除了著有多部軟件工程方面的著作之外，在對(duì)象技術(shù)發(fā)展上也有諸多杰出貢獻(xiàn)，其中包括Booch方法、對(duì)象建模技術(shù)（OMT）和Objectory（OOSE）過(guò)程。三人被合稱為“UML三友”。

面向?qū)ο?a href="http://www.brongaenegriffin.com/v/tag/1315/" target="_blank">編程方法以及描述符號(hào)進(jìn)化歷史：

然后逐步發(fā)展到UML2.5標(biāo)準(zhǔn)。

UML目前的官方組織是https://www.uml.org/

宏觀看UML

UML用圖去描述一個(gè)軟件系統(tǒng)，從需求、設(shè)計(jì)、到部署的方方面面都以及覆蓋。那么從總體上先來(lái)看看UML有哪些圖呢？

從描述系統(tǒng)建模目的，UML圖可以分成下面4大類：

從建模的動(dòng)態(tài)視角/靜態(tài)視角，可以這樣去分類：

微觀看UML

UML由基本的組成可以從三大塊去了解:事物/關(guān)系/圖

事物(Things)

• 構(gòu)件事物：UML模型的靜態(tài)部分，描述概念或物理元素
• 類：具有相同屬性相同操作 相同關(guān)系相同語(yǔ)義的對(duì)象的描述
• 接口：描述元素的外部可見(jiàn)行為，即服務(wù)集合的定義說(shuō)明
• 協(xié)作 描述了事物間的相互作用的集合
• 用例：代表一個(gè)系統(tǒng)或系統(tǒng)的一部分行為，是一組動(dòng)作序列的集合
• 構(gòu)件：系統(tǒng)中物理存在，可替換的部件
• 節(jié)點(diǎn)：運(yùn)行時(shí)存在的物理元素
• 另外，參與者、信號(hào)應(yīng)用、文檔庫(kù)、頁(yè)表等都是上述基本事物的變體
• 行為事物：UML模型圖的動(dòng)態(tài)部分，描述跨越空間和時(shí)間的行為
• 狀態(tài)機(jī)：描述事物或交互在生命周期內(nèi)響應(yīng)事件所經(jīng)歷的狀態(tài)序列
• 交互：實(shí)現(xiàn)某功能的一組構(gòu)件事物之間的消息的集合，涉及消息、動(dòng)作序列、鏈接
• 分組事物：UML模型圖的組織部分，描述事物的組織結(jié)構(gòu)
• 注釋事物：UML模型的解釋部分，用來(lái)對(duì)模型中的元素進(jìn)行說(shuō)明，解釋

關(guān)系(Relationship)

下面是UML的基礎(chǔ)4大關(guān)系：

• 實(shí)現(xiàn)(realization)是類元之間的語(yǔ)義關(guān)系，其中的一個(gè)類元指定了由另一個(gè)類元保證執(zhí)行的契約
• 泛化(generalization)是一種特殊/一般的關(guān)系。也可以看作是常說(shuō)的繼承關(guān)系
• 關(guān)聯(lián)(association)是一種結(jié)構(gòu)關(guān)系，它指明一個(gè)事物的對(duì)象與另一個(gè)事物的對(duì)象間的聯(lián)系
• 依賴(dependency)是兩個(gè)事物之間的語(yǔ)義關(guān)系，其中一個(gè)事物(獨(dú)立事物)發(fā)生變化，會(huì)影響到另一個(gè)事物(依賴事物)的語(yǔ)義

更為詳細(xì)的描述，看看下面這些表吧：

圖(Diagram)

• 用例圖/Use Case Diagram:用于描述系統(tǒng)的參與者與用例間的關(guān)系
• 類圖/Class Diagram:?類圖以反映類的結(jié)構(gòu)(屬性、操作)以及類之間的關(guān)系為主要目的，描述了軟件系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)，是一種靜態(tài)建模方法
• 對(duì)象圖/Object Diagram: 描述系統(tǒng)類在某個(gè)時(shí)刻的具體實(shí)例化情況，類似系統(tǒng)某時(shí)刻對(duì)象角度的快照
• 序列圖/Sequence Diagram：描述對(duì)象間動(dòng)態(tài)行為在一段時(shí)間的行為序列
• 時(shí)序圖/Timing Diagram：描述對(duì)象在時(shí)間維度的動(dòng)態(tài)行為
• 通訊圖/Communication Diagram：類似序列圖，相對(duì)序列圖強(qiáng)調(diào)時(shí)間維度，通訊著重描述協(xié)作的邏輯關(guān)系
• 相互作用概視圖/Interaction Overview Diagram：系統(tǒng)高層級(jí)的交互描述，可以引用其他序列圖、時(shí)序圖、通訊圖、以及交互概視圖
• 復(fù)合結(jié)構(gòu)圖/Composite Structure Diagram：復(fù)合結(jié)構(gòu)圖反映了類，接口或組件（及其組件）的內(nèi)部協(xié)作屬性來(lái)描述一個(gè)功能
• 信息流圖/Info Flow Diagram：描述信息在對(duì)象間、構(gòu)件、包、參與者之間的流向
• 狀態(tài)機(jī)圖/State Machine Diagram：用于描述元素在不同狀態(tài)間如何遷移的邏輯聯(lián)系
• 活動(dòng)圖/Activity Diagram：常用于描述系統(tǒng)級(jí)行為的實(shí)現(xiàn)建模。需要考慮多種因素：邏輯條件、并發(fā)、中斷、數(shù)據(jù)訪問(wèn)等等
• 封裝圖/包圖/Package Diagram：包圖描繪了將模型元素組織到包中以及它們之間的依賴關(guān)系（包括包導(dǎo)入和包擴(kuò)展等）。它們還提供相應(yīng)命名空間的可視化。
• 構(gòu)件圖/Component Diagram：用于高層級(jí)描述系統(tǒng)的組成構(gòu)件，以及構(gòu)件間的依賴關(guān)系
• 部署圖/Deployment Diagram：描述系統(tǒng)的部署方式（如何部署、部署在什么環(huán)境、硬件環(huán)境、軟件環(huán)境等等）
• .....

用例圖

• 參與者/Actor：圖中的小人，表示系統(tǒng)的用戶，如人/機(jī)器/內(nèi)部的其他子系統(tǒng)/硬件等
• 用例/Use Case：圖中的橢圓框及描述，描述參與者與系統(tǒng)交互所實(shí)現(xiàn)的工作內(nèi)容經(jīng)常會(huì)配合附加文本進(jìn)行詳細(xì)描述。
• 邊界/Boundary：方框，描述框里的都是屬于建模對(duì)象里的東東，建模的時(shí)候可以方便識(shí)別與其他系統(tǒng)交互的接口

用例圖在UML語(yǔ)言中處于至關(guān)重要的位置，所謂4+1架構(gòu)設(shè)計(jì)，用例圖用于描述系統(tǒng)需求，處于核心位置。屬于Use-case drivering 大法的心臟。

類圖/ Class Diagram

這個(gè)類圖描述一個(gè)圖像管理系統(tǒng)。

對(duì)象圖/Object Diagram

描述一個(gè)圖書(shū)管理系統(tǒng)某時(shí)刻對(duì)象的快照。

序列圖/Sequence Diagram

此圖說(shuō)明了在交互中滿足視圖歷史用例所需的對(duì)象。對(duì)象之間的消息流為用戶提供了事務(wù)歷史信息。描述圖書(shū)管理系統(tǒng)如何查閱歷史的操作系列，反應(yīng)了客戶端與各對(duì)象間消息傳遞關(guān)系。

時(shí)序圖/Timing Diagram

這個(gè)類似于芯片的時(shí)序圖概念。下圖描述用戶在有卡/無(wú)卡對(duì)系統(tǒng)訪問(wèn)的時(shí)間線場(chǎng)景圖：

通訊圖/Communication Diagram

這是一個(gè)嵌入式系統(tǒng)的UML建模，該圖描述一個(gè)壓力控制系統(tǒng)兩個(gè)主要用例的實(shí)現(xiàn)：

• 壓力控制循環(huán)，上面的數(shù)字以及箭頭表示消息傳遞流向
• 通過(guò)HMI設(shè)置壓力

交互概視圖/Interaction Overview

描述了一個(gè)圖書(shū)管理系統(tǒng)如何從訂單發(fā)起后的所有交互概要圖，每個(gè)子圖上面的ref表示引用了一個(gè)更詳細(xì)的圖，比如Add to Shopping Basket 放入購(gòu)物籃的具體動(dòng)作：

復(fù)合結(jié)構(gòu)圖/Composite Structure

狀態(tài)機(jī)圖/State Machine Diagram

這是描述圖書(shū)訂購(gòu)系統(tǒng)如何登錄的狀態(tài)機(jī)圖

活動(dòng)圖/Activity Diagram

常見(jiàn)的活動(dòng)圖

帶泳道活動(dòng)圖

將活動(dòng)分組，明確該組活動(dòng)負(fù)責(zé)的對(duì)象，對(duì)象負(fù)責(zé)該組的全部活動(dòng)

子活動(dòng)圖

活動(dòng)圖中，某幾個(gè)活動(dòng)可以組成一個(gè)內(nèi)聚的子活動(dòng)。

可中斷活動(dòng)圖

這里的中斷并不嚴(yán)謹(jǐn)，本圖中表示這個(gè)活動(dòng)事物是可以取消的。

封裝圖/包圖/Package Diagram

構(gòu)件圖/ Component Diagram

用以描述構(gòu)件之間的相互關(guān)系。

部署圖/Deployment Diagram

總結(jié)一下

本文走馬觀花的將UML大致梳理了一下，并結(jié)合EA的例圖，將常見(jiàn)的UML圖的作用大致描述一遍，供大家參考。對(duì)于軟件開(kāi)發(fā)人員而言，UML還是很有必要學(xué)習(xí)掌握的。

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