UML概述——系統學習UML篇一

前言

現階段的課程正好在學習軟件體系結構，也就是軟件架構的內容，內容主要包括UML建模和以Java爲語言示範的設計模式。

課程非常不錯，劉偉老師的授課能力很強，學習非常有收穫，就想着一邊複習整理備考，一邊發一個系列博客。

UML概述

• UML是一種語言，它有自己的標準表達規則。它是一種分析設計語言，也就是一門建模語言
• UML是由圖形符號表達的建模語言
• UML是一種用於描繪軟件藍圖的的標準語言

上述第三條裏面說到的“軟件藍圖”指的就是我們所做的架構設計。雖然架構設計不只有UML，但UML的使用絕對是最廣泛的，它又是爲此而生的。

程序流程圖、軟件測試中的控制流圖、數據庫建模的ER模型圖等都不屬於UML。

UML的誕生

• 從1994年起，Grady Booch和James RumBaugh在Rational軟件公司開始了UML的創建工作
• 1995年，OOSE方法和Objectory方法的創建者Ivar Jacobson也加入其中

Grady、James、Ivar是當時領域內建模的三大巨頭，有三套非常流行的建模方法，Rational公司爲了統一三人必然是付出了巨大的努力。

• 自此之後UML的三位創始人聯手，共同爲創建一種標準的的建模語言而工作，他們將開發出來的產品名稱定爲UML（Uniform Modeling Language 統一建模語言）
• 1997年11月，在三人及Rational公司的努力下，UML1.1版本提交給OMG（Object Management Group 對象管理組織），並獲得通過，UML1.1從此成爲業界標準的建模語言

Rational公司爲了讓UML成爲業界標準，做了巨大的商業犧牲，即是完全開放使用，不收取任何版權費用，任何公司都可以開發繪製UML的軟件而不需要支付Rational任何費用。（當然最後它被收購了）

不得不說，這一偉大行爲具有相當的意義。

• 2003年6月，OMG技術會議上UML2.0獲得正式通過。但其實呢，UML2.0增加的新的圖使用並不廣泛

UML的視圖（View）

UML總共有五種視圖，分別是用戶視圖、結構視圖、實現視圖、行爲視圖、環境視圖。

視圖，見文知意，就是從什麼角度去看待這些圖，或者說這些圖描繪的是從什麼角度看待我們的建模對象。

算上UML2.0的四種新圖，UML總共有13種，它們分別屬於不同的視圖

用戶視圖

• 表示從用戶的角度看待系統
• 包含：用例圖，僅此一種 （使用頻度很高）

結構視圖

• 表示系統的靜態關係
• 包含：類圖、包圖、對象圖、組合結構圖

1. 其中類圖最爲重要，在這裏不多解釋了。（使用頻度很高）

2. 包圖類比Java的包結構，它可以起到分層的作用。（使用頻度中等）

3. 對象圖，我們知道，對象產生於系統運行的時刻，但是這裏依舊是靜態關係，那麼對象圖可以理解爲系統某一時刻一些具體對象的關係，就像相機拍下來的一樣。其往往用於表示複雜類的內部結構。（使用頻度不高）

4. 組合結構圖，組合結構圖用來顯示組合結構或部分系統的內部構造，包括類、接口、包、組件、端口和連接器等元素。其側重複合元素的方式展示系統內部結構，包括與其他系統的交互接口和通信端口，各部分的配置和協作，組件相關的服務，以及各服務之間的通信和調用。（使用頻度不高）

行爲視圖

• 表示系統的動態運行與交互、通信關係
• 包含：順序圖、狀態圖、活動圖、通信圖、定時圖、交互概覽圖

1. 順序圖，在以前習慣叫作時序圖，因爲它有一條對象的生命線，有着明顯的時間流逝表徵，但現在多叫作順序圖了。它最常用的方式就是描述用例的路徑（需求建模階段）和描述算法（概要設計階段）（使用頻度較高）

2. 狀態圖，用於表示系統內重要對象的狀態變化，在數據庫中，我們往往以一個state字段來做標記；在編碼中我們可以爲類添加屬性state，在具體的方法中通過if else來做判斷，但是更推薦的做法是使用狀態設計模式，這裏不過多介紹了。（使用頻度較高）

3. 活動圖，活動圖與順序圖有些許類似，但又有很大的區別，首先是粒度上的，活動圖的粒度往往是用例，所以活動圖最重要的工作即是表述完整的業務流程。舉個例子，比如說網購一件商品，我們通常會有登錄用例、下單用例、支付用例等等，這些用例串接起來才作爲一個完整的網購過程。這就是活動圖無可取代的工作。當然它也可以表示用例的路徑，也可以描述算法，但畢竟彆扭，使用順序圖更合適。另外，活動圖還有一個十分重要的概念就是泳道，它表示的是用例執行的職責所在，泳道表示了執行用例的主題是誰。（使用頻道較高）

4. 通信圖，通信圖和順序圖是同構圖，順序圖注重時間維度，通信圖注重空間維度。（使用頻度不高）

5. 定時圖，定時圖是UML2.0的新圖，它的最大特點就是有一個明確時間的時間軸。（使用頻度不高）

6. 交互概覽圖，交互概覽圖也是UML2.0的新圖，它是將活動圖中的每個用例用順序圖進行展開。看似非常美好，但其實繁瑣難以閱讀且沒有新增任何內容。（使用頻度不高）

實現視圖

僅一個組件圖，組件在這裏指的是具體的物理文件，如各類.calss文件、xml配置文件，依賴的jar之間的關係。（使用頻度中等）

環境視圖

僅一個部署圖，即系統的具體硬件之間的結構與關係。（使用頻度中等）

UML的模型元素

• 模型元素包括事物以及事物與事物之間的聯繫
• 每一個模型元素都有一個與之相對應的圖形元素
• 同一個模型元素可以在不同的UML圖中使用
• 無論在哪個圖中，同一個模型元素都保持相同的意義和符號

模型元素體現了UML建模的統一性，尤其是“無論在哪個圖中，同一模型元素都保持相同的意義和符號”，關於這一點將在後續的文章中慢慢體現。

UML的通用機制

• 額外的註釋、修飾和語義等
• 包括規格說明、修飾、公共分類和擴展機制四種
• 允許用戶對UML進行擴展

常用的是註釋和擴展機制。