OCL的乐趣和威力 Part 1

会让我写这篇Blog的原因实在是因为OCL太好玩了，而且OCL的威力也逐渐让我有愈来愈深的体认，OCL现在已经成为我个人认为最重要的语言之一，我应该称OCL是『程式语言』?还是『正规语言』?还是『模型转换语言』?这我也不知道，这是因为OCL虽然是OMG的标准『正规语言』，大多数的人对于OCL的观念还停留在OCL是使用于UML模型中定义条件，限制，或是使用于MDA之中。这两者的应用都希望借由OCL能够更精确的定义模型的意义，以及借由OCL撰写和特定平台，语言，技术无关的企业逻辑，以便在实作或是应用MDA的模型转换过程中能够顺利产生有意义的结果模式，例如从PIM转换到PSM，从PSM转换到特定的程式语言，例如Java，C#或是Delphi等。

不过OCL在一些软体厂商，例如Borland，不断的改善之下，在原本只是唯读的OCL加入延伸的功能，以便让OCL具备修改和写入的能力。为什么要这样做? 请想一想，如果要在各种模型使用OCL做为和模型，平台，技术无关的中立语言，那么OCL只有唯读能力是不足的，例如在叙述图中使用OCL做为定义状态改变的标准语言，那么当状态改变时如何能够使用唯读的OCL来改变状态? 那要改变使用特定的程式语言来叙述吗?如果是这样的话，为什么还要使用OCL? 再想想，于模型转换时，我们需要有来源模型以及转换后的结果模型。结果模型是根据转换规则而产生的，因此如果我们决定使用OCL来定义，对映模型转换的规则，那么OCL必须具备建立结果模型的能力，否则我们要使用什么语言来叙述结果模型?

因此Borland的ECO便根据OCL加以延伸形成Action Language，其中最重要的就是允许开发人员使用OCL进行修改，写入或是建立物件的功能。

例如OCL借由加入:=运算元而拥有了指定功能之后，在状态图中我们才能够改变应用程式执行时的状态:

self.FirstName := home.owners->first.FirstName

至于Together 2006就对OCL加入了更多的能力了，因为Together 2006选择了使用OCL语言来定义模式和模式之间转换的规则。严格的说，应该是指Together 2006借由强化OCL语法让开发人员能够定义MetaModel和MetaModel之间对映的关系，如此一来Together 2006就能够借由OCL和MetaModel来转换不同的模型了。这可以由我在上海/成都时展示的范例来说明。

在2005年12月时，我在上海/成都展示了如何把一个由BPMN叙述的企业流程转换为UML的UseCase。BPMN模型通常是由商业人士使用来叙述企业领域的商业流程，当领域专家(Domain Expert)使用BPMN叙述了特定的企业流程之后，必须交由IT人员来开发系统。但是对于IT人员来说，BPMN模型可能很陌生，而且大多数的IT开发工具都只接受UML模型而不是更抽象的BPMN模型。因此我们需要把领域专家实作的商业模型转换为IT人员熟悉的UML模型。

当时我使用的BPMN模型如下所示:

我希望把这个BPMN的模型转换为UML的UseCase，如下所示:

这要如何做到? 其实这正是MetaModel到MetaModel之间转换的范例，要转换这两个特定的模型非常的简单，我们只需要定义BPMN的MetaModel之间的每一个元素如何对映到UML的MetaModel的每一个元素，那么一旦这个对映规则定义好了之后，任何的BPMN就可以转换为UML之间的模型了，下图就说明了这个观念。

001 transformation Bpmn_To_Uml;

002

003 metamodel 'http://www.borland.com/together/2005/bpmn';

004 metamodel 'http://www.borland.com/together/uml';

005 metamodel 'http://www.borland.com/together/uml20';

006

007 mapping main(in model: bpmn::BpmnProcessPool): uml::together::Model {

008 init {

009 var actors := model.lanes->select(lane | lane.oclIsKindOf(bpmn::BpmnLane))->oclAsType(Sequence(bpmn::BpmnLane));

010 var tasks := model.lanes.flowObjects->select(lane | lane.oclIsKindOf(bpmn::BpmnTask))->oclAsType(Sequence(bpmn::BpmnTask));

011 }

012 object {

013 ownedMembers := actors->collect(a | makeActor(a))->asOrderedSet();

014 ownedMembers += tasks->collect(t | makeUseCase(t))->asOrderedSet();

015 }

016 }

017

018

019 mapping makeActor(in lane: bpmn::BpmnLane): uml20::usecases::Actor {

020 object {

021 name := lane.name;

022 description := lane.documentation;

023

024 }

025 }

026

027 mapping makeUseCase(in task: bpmn::BpmnTask): uml20::usecases::UseCase {

028 object {

029 name := task.name;

030 description := task.documentation;

031 }

032 }

007行的mapping main定义了一个QVT转换的主进入点，这是一个什么样的转换呢?从main 的signature就可以了解，它接受一个BPMN的流程模型，

(in model: bpmn::BpmnProcessPool)

转换并且回传一个Together的模型

uml::together::Model

接著我们定义了下面两个对映MetaModel到MetaModel之间元素的规则:

n 每一个BPMN MetaModel之中的Lane元素都对映到UML中UseCase图形中的Actor元素

n 每一个BPMN MetaModel之中的Task元素都对映到UML中UseCase图形中的UseCase元素

有了这两个规则之后，一切就简单了。首先我们从来源BPMN模型中找到所有Lane元素以及Task元素，接著把Lane元素转换Actor元素，把Task元素转换为UseCase元素，工作就完成了。让就让我们解释一下前面的OCL如何完成它的工作。

一个转换主进入点可以分为两个部份，第一个部份称为init区块，它的目的主要是宣告变数或是查询转换过程需要使用的模型元素。因此在009行中宣告了一个actors变数，它的数值就是来源BPMN模型中所有的Lane元素。为什么，让我们看看它使用的OCL代表的意义。009行使用了如下的OCL程式码:

model.lanes->select(lane | lane.oclIsKindOf(bpmn::BpmnLane))->oclAsType(Sequence(bpmn::BpmnLane)

让我们猜拆解它的语法和009行意如下:

程式码段	意义
model.lanes	取得来源BPMN模型中所有的Lane物件
->select	由于model.lanes是collection 物件，因此使用->代表符号的左边是collection 物件。Select 类似SQL的Select语法
(lane \| lane.oclIsKindOf(bpmn::BpmnLane))	宣告一个暂时变数lane，这个lane如果是bpmn中的BpmnLane物件，也就是我们需要的Lane物件，它的代表符号是bpmn::BpmnLane。那么就符合select条件而进入结果物件资料集中(object resultset)
->oclAsType(Sequence(bpmn::BpmnLane)	由于->select(lane \| lane.oclIsKindOf(bpmn::BpmnLane)) 是collection 物件，因此使用->代表符号的左边是collection 物件。 oclAsType是OCL的函式，这个函式把(bpmn::BpmnLane转换为OCL的Sequence资料型态

了解了009行的意义之后，您应该可以了解010行的意义。

在主进入点的init区块之后就是主进入点的主要部份了，也就是主进入点回传的结果物件。这第二个区块是由object {}包围的。在object {}区块中，object就代表回传的uml::together::Model模型，那么回传的模型中包含什么东西呢?这就是由在object {}区块中的OCL程式码来决定的，也就是013和014行的执行结果。看看013行在做什么?

013 ownedMembers := actors->collect(a | makeActor(a))->asOrderedSet();

程式码段	意义
ownedMembers	结果模型之中的特性值，代表结果模型中拥有的元素
:=	指定符号，把:=符号右边的执行结果指定给:=符号左边的特性值
actors->	009行宣告的变数，它是collection 物件，因此使用->代表符号的左边是collection 物件
collect(a \| makeActor(a))	collect是OCL的函式，它把()中的执行结果形成一个collection 物件。而a是暂时变数，这个变数呼叫makeActor对映函式
->asOrderedSet();	把这行程式码的执行结果转换为一个有次序的结果collection 物件。

而019行的makeActor是一个对映函式，它接受一个bpmn::BpmnLane的Lane物件并且回传一个UML 20中UseCase模型中的 Actor物件。

这整个转换流程可以使用下面的图形来说明:

由这个范例可以看到OCL语言强大的力量，Together 2006提供的OCL支援包含了执行OCL转换能力，除错OCL转换程式，更提供了MetaModel类似Code Insight的功能，可以帮助开发人员在撰写OCL转换程式时对于模型和语法的帮助。例如下图就是在Together 2006的OCL编辑器中打入model.之后，Code Insight视窗便可以出现指引开发人员在之后能够撰写的程式码。