Python设计模式 - UML - 时序图(Sequence Diagram)

简介

时序图表示参与者与对象之间、对象与对象之间的动态交互过程及时序关系。

时序图详细而直观地展示了对象随时间变化的状态、调用关系和消息时序，时序图中的主要元素有：参与者(Actor)， 对象(Object)，生命线(Lifetime)、控制焦点(Focus of Control)、消息(Message)、组合片段(Combined Fragments)等。

时序图建模步骤

　　　　- 确定系统需要和哪些外部参与者交互

　　　　- 确定系统内哪些主要对象之间需要创建时序图

　　　　- 确定外部参与者与系统对象之间、系统内部对象与对象之间的调用关系、消息类型和消息时序

　　　　- 确定参与者与对象之间、对象与对象之间的约束条件，并细化为组合片段

　　　　- 从全流程的角度梳理典型业务场景，并精化相应的时序图

时序图主要元素

• 参与者(Actor)：参与系统的角色，可以是人、物或其它系统

　　　　　

• 对象(Object)：类的实例

　　　　　　　- 三种命名方式：

　　　　　　　　　　　　- 一般表示法：包括对象名、冒号、类名和下划线

　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　- 只包括类名、冒号和下划线：表示适用于该类的所有实例，这种方式称为匿名对象

　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　- 只包括对象名和下划线

　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　- 创建对象：发送者发送一个实例化消息后触发的操作。用执行消息的箭头标识，指向被创建对象的表示框

　　　　　　　　　　

　　　　　　　- 销毁对象：将对象销毁并回收其拥有的资源。在对象生命线上用标识

　　　　　　　　　　　

　　　　　　　- 三种状态：

　　　　　　　　　　　　- 激活：当一条消息被传递给某个对象时会触发该对象的某个操作，此时该对象被激活，生命线的一部分竖直虚线变成上下细长矩形

　　　　　　　　　　　　- 运行：当一个对象处于激活器并正在执行某个操作时，该对象处于运行状态

　　　　　　　　　　　　- 销毁：对象被销毁并被回收资源

• 生命线(Lifeline)：标识从对象图标向下延伸的一条虚线，标识对象存在的时间线。用垂直虚线标识，对象被创建后，生命线便存在。

　　　　　

• 控制焦点(Focus of Control)：表示时间段的符号。用小矩形标识

　　　　　　

• 消息(Message)：不同对象之间的交流载体，从一个对象的生命线指向另一个对象的生命线。用实线箭头标识。消息包括很多种：

　　　　　　- 同步消息(Synchronous Message)：消息被发送后，发送者停止活动等待反馈

　　　　　　　　

　　　　　　- 异步消息(Asynchronous Message)：消息被发送后，发送者继续自己的活动不等待反馈

　　　　　　　　

　　　　　　- 返回消息(Return Message)：从过程调用返回

　　　　　　　　

　　　　　　- 自关联消息(Self-Message)：对象方法的自身调用以及对象内方法之间的相互调用

　　　　　　　　

　　　　　　- 消息示例

　　　　　　　　

• 激活(Activation)：对象执行操作时的状态。用上下细长矩形标识，矩形的高度与对象处于运行状态的时段对应

 　　　　　

• 约束(Constraint)：有时候对象交互必须满足特定的条件才会发送相应的消息，这些条件就成为约束。UML1.x与UML2.0中约束的标识有所不同。

　　　　　　- UML1.x：一个约束只能被分配到一个消息上，且需要把约束条件放在消息线上、消息名之前

　　　　　　　　

　　　　　　- UML2.0：增加了组合片段的特性，取消了UML1.x中的约束格式。参见组合片段(Combined Fragments)部分

• 通信(Communication)：对象交互时的通信路径

• 组合片段(Combined Fragments)：描述交互执行的条件与方式。

　　　　　　- UML表示法

　　　　　　　　

　　　　　　- 交互操作符(interaction Operators，十二种)：时序图中画出循环和条件的运算子。这里只介绍常用的运算子，全部运算子参考官网

　　　　　　　　　　- alt(Alternative)：与if...else...或switch对应

　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　- opt(Optional)：可能发生也可能不发生的片段

　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　- par(Parallel)：并行发生

　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　- loop [value]：与for 或foreach对应，[value]表示循环次数

　　　　　　　　　　　　

时序图示例

以ATM取款为例

时序图注意事项

　　　　- 在时序图中根据重要性将对象从左到右排列，也可使用类来标识匿名对象

　　　　- 对象在交互过程中可以新建和销毁

　　　　- 时序图的解读方式为从上到下、从左到右

　　　　- 注意区分消息的不同类型及应用场景

　　　　- 对象处于激活期时顶部代表操作的开始，底部代表操作的结束，中间部分表示操作过程中的调用

　　　　- 对于复杂的消息注意相关的约束及在UML不同版本中的区别，如前置条件、后置条件、组合片段等