UML入門之交互圖 -- 時序圖協作圖詳解

本文轉載自查看原文 2017-05-05 16:49 1212 工具

作者 : 萬境絕塵

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動態圖概念 : 從靜態圖中抽取瞬間值的變化描述系統隨時間變化的行為, 動態圖包括交互圖活動圖狀態圖, 這篇博客研究交互圖包括時序圖和協作圖;

-- 時序圖 : 顯示對象之間的關系, 強調對象之間消息的時間順序, 顯示對象之間的交互;

-- 協作圖 : 描述對象之間的交互關系;

一. 時序圖 (Sequence Diagram)

1.時序圖的概念

時序圖定義 : 描述了對象之間傳遞消息的時間順序, 用來表示用例中的行為順序, 是強調消息時間順序的交互圖;

時序圖描述的事物: 時序圖描述系統中類和類之間的交互, 將這些交互建模成消息交換, 時序圖描述了類以及類之間的交換以完成的期望行為的消息, 時序圖中每條消息都代表了類的一個操作 或者引起狀態機改變的觸發事件;

時序圖表示 : 參與交互的對象在時序圖頂端水平排列, 每個對象的底端繪制了一條垂直虛線, 對象A像對象B發送消息, 用一條帶箭頭的實線表示, 該實線起始於對象A底部的虛線, 終止於對象B底部的虛線; 實線箭頭水平放置, 越靠近頂端越早被發送.

時序圖軌跡 : 時序圖提供了隨時間推移的, 清晰的可視化的軌跡;

2. 時序圖組成

時序圖組成 : 時序圖包括四個元素 對象(Object), 生命線(Lifeline), 激活(Activation), 消息(Message);

(1) 對象(Object)

對象 : 時序圖中的對象在交互中扮演的角色就是對象;

對象的符號 : 時序圖中的對象與對象圖中的表示方法一樣, 使用矩形將對象名稱包含起來, 並且對象名稱下有下划線;

對象創建時機 : 對象可以在交互開始的時候創建, 也可以在交互過程中進行創建;

-- 處於頂部 : 如果對象的位置在時序圖頂部, 說明在交互開始的時候對象就已經存在了;

-- 不在頂部 : 如果對象的位置不在頂部, 那么對象在交互過程中創建的;

(2) 生命線(Lifeline)

生命線 : 生命線是一條垂直的虛線, 這條虛線表示對象的存在, 在時序圖中, 每個對象的底部都有生命線;

生命線作用 : 生命線是一個時間線, 從時序圖頂部一直到底部都存在, 其長度取決於交互的時間;

對象的生命線 : 對象與生命線結合在一起就是對象的生命線, 這個概念包含對象圖標以及對象下面的生命線圖標 如上圖;

(3) 激活(Activation)

激活(Activation) : 代表時序圖中對象執行一項操作的時期, 激活期可以理解為語義中 {} 中的內容, 表示該對象被占用以完成某個任務;

去激活(Deactivation) : 指對象處於空閑狀態, 在等待消息激活這個對象;

激活的表示 : 當對象處於激活時期, 生命線可以拓寬為矩形, 這個矩形條成為激活條;

激活去激活的時機 :

-- 激活 : 對象激活是在激活條的頂部激活;

-- 去激活 : 激活條的底部去激活, 通常發生在一個消息離開對象生命線;

(4) 消息

消息概念 : 定義交互和協作中 交換信息 的類, 對對象之間的 通信內容建模;

消息動作 :

-- 動作種類 : 消息允許在實體間傳遞信息 (傳遞參數), 允許實體請求其它服務, 對象之間通過發送和接收消息進行通信;

-- 產生結果 : 消息可以觸發操作, 喚起信號, 或使目標對象創建或銷毀;

消息的異步和同步通信 :

-- 異步通信 : 消息是信號的時候, 發送信號之后, 等待對方觸發相應方法, 這是明確的命名的對象間的異步通信;

-- 同步通信 : 直接調用對象的方法, 執行方法返回結果, 這種具有返回控制機制的操作是同步通信;

時序圖和協作圖中消息的區別 : 時序圖中的消息強調順序, 協作圖中的消息強調交換消息的對象間的關系;

消息類型 :

-- : 兩個對象間繪制消息;

-- : 兩個對象之間的過程調用;

-- : 兩個對象之間的異步消息;

-- : 過程調用中返回的消息;

-- : 繪制反身消息;

3. 時序圖示例

示例簡介 :

-- 使用場景 : 汽車租賃公司;

-- 使用的對象 : Customer (客戶), Worker (工作人員), Order (請求), Record (記錄), Car (汽車);

-- 工作流程 : ① 客戶向工人提出租車要求, ② 工人檢查請求, ③ 客戶付款, ④ 工人填寫記錄, ⑤ 工人取車;

時序圖 :

4. 對象的創建和撤銷

對象位置 :

-- 頂部 : 時序圖中對象的默認位置是在時序圖頂部, 這表明對象在交互開始之間就已經存在;

-- 中間 : 如果對象在時序圖中間部分, 說明對象時在交互過程中創建的;

交互過程中創建對象的方法 :

-- 消息指向對象 : 消息是構造方法, 箭頭指向對象所代表的的矩形;

-- 消息指向激活條 : 消息是構造方法, 箭頭指向對象下面的激活條;

撤銷對象 : 如果想要在時序圖中撤銷一個對象, 因為如果同時有幾個對象, 如果不進行特殊操作其生命周期將會一樣長;

-- 效果圖 : 下圖中將 Customer 和 Order 對象撤消了, 因為它們基本沒有參與后期的交互;

5. 時序圖建模技術

時序圖使用時機 : 對動態行為建模, 強調時間展開信息的次序的時候, 使用時序圖;

時序圖管理策略 :

-- 單一控制流 : 一個單獨的時序圖只能顯示一個控制流;

-- 多個時序圖 : 完整的控制流很復雜, 可以繪制多個時序圖, 一個主干時序圖, 多個分支時序圖, 使用包對這些時序圖進行管理;

時序圖建模策略 :

-- 設置交互語境 : 交互所在的環境, 包括哪些對象, 屬於什么系統, 子系統, 相關的操作類用例等;

-- 對象排列順序 : 根據對象重要性, 從左到右排列在時序圖中;

-- 對象生命線 : 對象通常存在於交互的整個過程, 也可以在交互過程中被創建和撤銷;

-- 消息排列 : 引發交互信息之后, 消息按照時間順序從上向下畫出, 先發出的消息在后發出的消息上面;

-- 激活期設置 : 可以將實際操作發生的時間點消息明確的顯示出來;

-- 時間空間約束 : 每個消息都可以附加合適的時間和空間約束;

-- 前置后置條件 : 每條消息可以附加前置或后置條件;

6. Rational Rose 時序圖操作

(1) 創建時序圖

新建時序圖 : 在視圖瀏覽器中右鍵點擊 Logical View (邏輯視圖), 選擇 New(新建) -> Sequence Diagram(時序圖);

(2) 添加對象

添加對象 : 時序圖中有兩種對象, 一種是參與者Actor, 一種是普通的對象;

-- 參與者對象 : 在類圖中創建一個對象, 將其 Stereotype 修改為 Actor, 就變成了參與者, 然后在視圖瀏覽器中將這個元素拖到時序圖中即可;

-- 普通對象 : 直接在時序圖中點擊按鈕, 在界面中創建對象;

-- 兩種對象效果 :

設置對象屬性 : 雙擊對象, 在彈出的 General 對話框中修改對象屬性;

-- Name : 對象名稱, 不輸入也可以;

-- Document : 描述對象的文檔;

設置對象持續性 :

-- 持續 (Persistent) : 對象保存在數據庫或其它形式的永久存儲體中;

-- 靜態 (Static) : 對象保存在內存中知道程序終止;

-- 臨時 (Transient) : 短時間內保存在內存中;

(3) 添加消息

消息作用 : 消息用兩個對象生命線之間的箭頭表示, 一個對象可以通過消息請求另一個對象執行某個操作;

增加消息 :

-- 發送消息 : 將從發送消息對象的生命線拖到接收消息對象的生命線上;

-- 顯示取消編號和激活條 : 菜單欄 Tools -> Options -> Diagram 選項卡, Sequence numbering 是消消息編號 , Focus of control 顯示激活條;

二. 協作圖 (Collaboration Diagram)

1. 協作圖概念

協作圖 : 協作圖是一種類圖, 包含 類元角色 和 關聯角色, 不僅僅是類元和關聯;

-- 強調 : 強調參與交互的各個對象的結構信息 和組織;

協作圖建模對象 : 對有交互的對象和這些對象之間的關系建模, 不參與交互的對象及它們的關系忽略;

協作圖內容 : 協作圖中表現了類操作中用到的參數, 布局變量, 操作中的永久鏈;

對象圖擴展 : 協作圖可以看做對象圖的擴展, 該圖展示了對象之間的關聯, 顯示出了對象間的消息傳遞;