前言

本文是结合《Enterprise Java with UML》的摘要与上课ppt的笔记

2. UML可视化建模实践概念知识

2.1 UML结构

2.2 Things（物件）

2.2.1 类

• 定义：类是具有相同属性、操作、关系和语义的对象集合的总称。通常在UML中类被画成矩形。
• 形式
• 名称：每个类名需是首字母大写的字符串
• 类型：
  

• 属性：描述类所表示事物的静态性质
  属性格式：
  【可见性】属性名【类型】【‘【’多重性【次序】‘】’】【=初始值】【{特性}】
  

• 操作：描述类所表示事物的动态性质
  [可见性]操作名[(参数列表):返回类型]

操作名：第1个英文单词首字母小写，其他单词首字母大写。
参数列表：
该操作的形式参数可以为空
返回类型：
该操作的返回值类型

2.2.2 接口

接口是未给出实现的对象行为的描述，一个或多个类可以实现接口，每个类实现接口的操作

2.2.3 组件

组件代表了一个接口定义良好的软件模块。一个组件可能是源代码、可执行程序或动态库

2.2.4 节点

节点代表系统运行时的物理单元，主要用于系统物理方面的建模。

2.2.5 包

包是一个用来将模型单元分组的通用机制
包可以含有类、组件、接口、用例等物件或其它的包

2.2.6 注解

用于解释设计思路，便于理解

2.3 关系

注意下图中箭头的画法

2.3.1 关联——has a

• 定义：关联关系描述表示两个类之间存在某种语义上的联系
  关联到类的连接点称为关联端点。

• 表示形式
  

• 连接：最弱的关联，只是表示两类对象之间有导航关系

• 聚合：具有has a语义，对象A是对象B的一个组成部分
  

• 组合：强语义的聚合，整体对象消失，部分对象也消失
  

2.3.2 Dependency（依赖)——use a

依赖：一个模型元素的变化会影响另一个模型元素。

2.3.3 Generalization（泛化）——is a || is a kind of

泛化是一般化和具体化之间的一种关系
继承就是一种泛化关系，更一般化的描述称为双亲，双亲的双亲称为祖先，更具体化的描述称为孩子

2.3.4 Realizations（实现）——like a

2.4 公共机制

2.4.1 规格说明

UM模型的两种维度：

• 图形维度：允许使用可视化模型
• 文本维度：由各种建模元素的规格说明组成

2.4.2 Adornments（修饰）

图中建模元素上暴露的信息项以表现某个要点

2.4.3 公共分类

• 公共分类描述认识世界的特殊方法
  • 类元和示例
    • 类元：一类事物的抽象概念
    • 实例：一类事物的特定实例
• 接口和实现
  • 接口：说明事物行为的契约
  • 实现：事物是如何工作的特殊细节

2.4.4 扩展机制

扩展机制的三个组成

• 约束：允许对模型元素添加新的规则
  • 约束是用文字表达式表示的语义限制
  • 约束用大括弧内的字符串表达式表示
• 构造型：基于已有的建模元素引入新的建模元素
• 标记值：标记值是一组字符串，存储着有关元素的一些信息

2.5 构架

构架是一个系统的组织结构，包括系统分解成的各个部分，它们的连接性、交互机制和通知系统设计的向导规则

用例视图：（case view）
用于描述项目干系人的用户需求，（将系统的基本需求捕获成用例，并成为其他视图构建的基础）

逻辑视图（logical view）
系统的功能和词汇，重点是展示对象和类是如何组成系统，是极限所需系统工位的

过程视图（process view
系统的性能，可伸缩性和吞吐量，是逻辑视图的动态实现

实现视图（implementation view）
系统组装和配置管理；对组成基于系统的物理代码的文件和组件进行建模，展示出组件之间的依赖关系

发展视图（devolopment view）
系统的拓扑结构、分布、移交和安装；允许建模横跨分布式系统节点上的组件分布

2.7 用例图

• 场景：是用来描述用户和系统之间交互的顺序的步骤
• 用例：是为了达到某一用户目标而组合在一起的一组场景的集合（命名：动词+宾语）
• 角色：即参与者，涉及身份定位，是触发用例的人

2.8 类图

2.8.1 概述

描述了系统内各个对象的类型，以及这些类之间的静态关系

2.8.2 类图的阅读方法

1）把握类图信息的关键：

• 类：类的种类，通过类实现的不同行为进行区分
• 关系：类之间的关系
• 多重性、属性和方法：结合多重性来理解类图的结构特点和方法

2）找出关系：

• 从关系最复杂的类开始阅读
• 根据箭头方向理解包含关系
• 理解关联关系

3）理解多重性、属性和方法
多重性是用来说明关联的两个类之间的数量关系

2.8.3 类图的抽象层次

• 概念层
• 逻辑层
• 实现层

2.8.4 类图的构建步骤

1. 研究分析问题，确定系统需求
2. 抽取类，明确类的含义和职责，确定类的属性和操作
3. 确定类之间的关系。关联、泛化、聚合、组合、依赖
4. 调整和细化及其关系解决重复和冲突
5. 绘制类图

2.9 对象图和包图

2.9.1 对象图

表示在莫一时刻类的对象静态结构和行为。
对象图=对象+链

• 对象
  • 是真实世界中的一个物理上的或概念上具有自己状态和行为的实体
  • 表示方法：①在矩形框中放置对象的名字；②名字下加下划线
• 链：对象图用链将对象捆绑在一起，链用实线表示

2.9.2 包图

• 包：是UML用来组织模型元素的模型元素
• 包往往被视作文件夹，类似于一个存放模型元素的箱子或容器，可以在其中存储多个模型元素
• 模型元素可以是：类、接口、构件、用例、节点、活动、状态、包和图

2.10 顺序图和通信图

2.10.1 交互图

交互图：

• 为基于交互的对象行为建模，是UML用于描述对象之间信息的交互过程的方法，是描述对象间协作关系的模型
• 交互图指出对象如何通过协作来完成用例中捕获的业务流程
• 交互图中的对象可能是一个子系统，一个构件或一个类的对象
• UML有两种表达形式的交互图：①顺序图（按照时间顺序对消息的交互过程建模）；②通信图（按对象关联对消息的交互过程建模，则使用通信图，通信图强调的是消息交互传递中对象之间的关联）；

2.10.2 顺序图(强调消息调用的顺序)

顺序图：
由参与者（每个参与者及系统运行中的对象都用一条垂直的生命线表示）、生命线（表示了一个对象在交互过程中的生命期限、存在时间长度）、活动条和消息组成

• 生命线
  UML用矩阵框和虚线表示生命线，矩形框中添加生命线的名称，虚线展示了参与交互的对象的生命长度。
  生命线的描述标签可以使用下面的语法：
  对象名：类名
  objec_name:Class_name
• 活动条
  活动条也称为执行发生，它用来表示对象的某个行为所处的执行状态，活动条用小矩形条表示
• 消息

需要掌握的概念	详细
什么是消息	在面向对象的分析和设计中，对象的行为也称为消息，通常当一个对象调用另一个对象中的行为时，即完成了一次消息传递，UML用生命线间带有实心箭头的实线表示消息，每条消息从发送对象指向接收对象
消息的命名	属性=信号或消息名（参数：参数类型）：返回值
消息的分类	①简单消息：只表示控制如何从一个对象发送给另一个对象，并不包含控制的细节；②同步消息：意味着阻塞和等待，如果对象A向对象B发送一个消息，对象A发出消息后必须等待消息返回，只有当对象B处理消息的操作执行完毕后，对象A才可以继续执行自己的操作；③异步消息：非阻塞，对象A向B发送一个消息，对象A不必等待对象B执行完这个消息，就可以继续执行自己的下一个行为（UML用实体箭头表示同步消息，用开放式箭头表示异步消息：
对象创建消息	创建对象的消息，通过构造型<<create>>来表示
对象销毁消息	一个对象可以通过对象销毁消息，销毁另一个对象，也可以销毁它本身，通过构造型<<destroy>>作为消息的标签来表达对象销毁消息，同时在对象生命线的结束部分画一个"x"来表示该对象被销毁
自我调用消息	表示从一个对象发送到它本身，可以通过活动条的嵌套来表示自我调用消息
控制信息	①有两种情况可以应用控制信息表达：条件：仅当条件为真的时候消息才被发送；②迭代：如上图为了接收多次对象消息被发送多次
消息的返回值

• 交互框：指图中的一块区域或片段
  • alt：选择片段，在警戒中表达互斥的条件逻辑
  • Loop：循环片段
  • opt：可选片段
  • par：并行片段，表达并行执行

2.10.3 通信图（强调交互参与者间的链接）

通信图基于交互作用的对象行为建模（强调对象之间在交互作用时的关联）：交互作用是的对象结构；

通信图的表达方式为：交互的参与者+通信链+消息

1. 交互的参与者：用一个对象符号表示，在矩形框中放置交互的参与者
2. 链接：链接是两个对象间的连接路径，表示两个对象间的导航和可视性（用直线表示）
3. 消息：

2.11 状态图和活动图

2.11.1 状态图

1. 基于状态的对象行为建模
2. 状态图=状态+迁移（用具有开放式箭头的实线表示）
3. 状态

状态内部的活动：
1）entry：当进入一个状态的时候被自动触发
2）do：do活动在进入活动之后执行，并且一直运行到它本身完成
3）exit：所有的其他活动都完成后被触发

4. 迁移：指从一个状态到另一个状态的瞬间变化过程

迁移的文字标签

• 触发：trigger
• 警戒条件:guard
• 行为:behavior
  

2.11.2 活动图

更关注的是：这些活动之间的逻辑而不关注这些活动到底属于哪些类

描述过程逻辑、业务流程和工作流程。本质是从一个活动到另一个活动或动作的控制流（流程图）。

活动图的四种元素组成——

• ①活动：由一个或多个动作组成的行为
• ②动作：是活动中的一个基本执行单位
• ③活动边：表现动作与动作之间、动作与数据之间、数据与动作之间的关联和方向
• ④活动节点：除了动作外的其他活动信息
  • 1）参数节点：是出现在活动框上的长方形，表示与其相连的动作的输入或输出数据
  • 2）对象节点：表示活动中移动的数据
  • 3）控制节点：用于表示活动中的控制判断、同步运输、路径分叉、路径合并
    • 起始节点：活动的开始节点
    • 判断节点：通过布尔值的选择给出不同的输出流的控制节点
    • 汇合节点：具有多个输入边和一个输出边，两个输入边并不需要并行到达汇合节点
    • 分叉节点：一个动作在该点同时并行产生多个并发活动边
    • 结合节点：是指多个并发活动边在该点各自产生返回值，当所有的返回值均正确产生后，传递给该结点唯一输出边
    • 终点节点：①用于终止活动图的一个路径，用“圆形+x”表示；②用于结束整个活动，用加圈的实心圆表示