Python设计模式 - UML - 通信图(Communication Diagram)

简介

通信图表示对象之间的消息往来，是表述时序图中信息交互的另一种UML图，介绍完时序图就要对照学习一下通信图，二者是一体两面的。

通信图和时序图可以相互转换，二者的侧重点不同，通信图侧重哪些对象发送或接收了哪些消息，时序图侧重对象之间消息交互的时间顺序。

通信图建模步骤

　　　　- 确定系统需要和哪些外部参与者交互通信

　　　　- 确定系统内哪些主要对象之间有发送或接收消息的需求

　　　　- 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消息内容和消息类型

　　　　- 用相应的链将参与者和对象、对象和对象或对象自身连起来

　　　　- 确定参与者与对象之间、对象与对象之间的约束条件

通信图主要元素

• 对象：通信图中交互的主体

　　　　　　- 三种UML表示法：

　　　　　　　　　　- 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：标识该类的所有实例，这种方式称为匿名对象

　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　- 只包括对象名

　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　- 添加对象：

　　　　　　　　　　- 添加参与者：在User Case View中添加Actor或在Class Diagram中创建好类并将该类的Stereotype改成Actor，然后将该Actor从拖到通信图中

　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　- 添加普通对象：直接点击工具栏中的图标，在Name处输入“对象名:类名”

　　　　　　　　　　　　

• 链接：让消息在不同的对象间传递

　　　　　　　- UML表示法

　　　　　　　　　　　　- 不同对象之间通信路径

　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　- 调用自身属性

　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　- 添加链接：直接点击工具栏中的图标

　　　　　　　　　　　　

• 消息：不同对象之间通信的内容。分为链接消息(Link Message)和数据标记(Data Token)两种

　　　　　　- UML消息表示法

　　　　　　　　　　　　- 不同对象之间或对象自身增加链接消息

　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　- 不同对象之间或对象自身反向增加链接消息

　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　- 不同对象之间的数据标记

　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　- 不同对象之间的反向数据标记

　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　- 消息标签格式：[前置消息号列表]  [监护条件]  消息序列表达式   [返回值 ：=] 消息名([参数列表])

　　　　　　　　　　- 前置消息号列表

　　　　　　　　　　　　　　- 消息号：有两种，一种是无层次编号；另一种是嵌套的编号，表示消息的包含层次

　　　　　　　　　　　　　　- 语法规则：消息号，消息号，……，消息号 /

　　　　　　　　　　　　　　- 作用：用来同步线程，表示在发送当前消息之前[前置消息号列表]中各消息号指代的消息被处理

　　　　　　　　　　- 监护条件

　　　　　　　　　　　　　　- 语法规则：[条件语句]

　　　　　　　　　　　　　　- 作用：当条件满足时才进行通信

　　　　　　　　　　- 消息序列表达式

　　　　　　　　　　　　　　- 语法规则：[消息号|name][recurrence]：

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　- 消息号：参见[前置消息号列表]处解释

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　- name：同时发送的并发消息

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　- recurrence：一个条件或循环的执行，有两种选择

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　- *[循环语句]：循环用*标识，如 *[x = 1...100]

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　- [条件语句]：这里的条件表示分支，如[x > 0]

　　　　　　　　　　- 返回值：操作调用的结果

　　　　　　　　　　- 消息名：消息的名字

　　　　　　　　　　- 参数列表：所需参数列表

　　　　　　　　　　- 示例：

　　　　　　　　　　　　　　- 简单消息：　　　　　　　　　1: run()

　　　　　　　　　　　　　　- 带返回值的消息：　　　　　　1: p:=query()

　　　　　　　　　　　　　　- 嵌套消息：　　　　　　　　　2.2.2: action()

　　　　　　　　　　　　　　- 循环消息：　　　　　　　　　1.4 *[x = 1...100]: execute()

　　　　　　　　　　　　　　- 条件消息：　　　　　　　　　[x > 0] 3: drive(source, dest)

　　　　　　　　　　　　　　- 带前置消息号列表的消息：　　2.1, 2.2/2.3: test()　　#在发送消息2.3之前先发送消息2.1和2.2

　　　　　　- 添加链接消息(Add Link Message)：

　　　　　　　　　　1. 进入添加链接消息操作框：点击两个对象之间的链接，弹出Link Specification对话框

　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　2. 添加链接消息：右键点击Link Specification选项卡，在弹出的菜单中选择"Insert to: School"或"Insert to: student"

　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　

　　　　　　　　　　3. 设置链接消息的类型：双击链接消息，进入"Detail"选项卡，选择需要的消息类型

　　　　　　　　　　　　

　　　　　　- 添加数据标记(Add Data Token)：数据标记主要用于

　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　1. 选中数据标记按钮其中之一

　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　2. 单击需要返回的链接消息，数据标记就会被添加到这个链接消息上

　　　

　　　　　　　　　　　　

通信图与时序图的关系

　　

• 联系

　　　　　　- 都是交互图，都描述了参与者与对象之间、对象与对象之间的消息通信过程

　　　　　　- 都需要消息编号来标识顺序

　　　　　　- 二者可以相互转化

• 区别

　　　　　　- 侧重点：通信图侧重哪些对象交互了哪些消息；时序图侧重不同对象间交互消息的时间顺序

　　　　　　- 创建和销毁对象：通信图中无法创建和销毁对象；时序图中可以明确标识对象的创建和销毁

　　　　　　- 激活与去激活：通信图无法标识对象的激活与去激活；时序图中可以明确标识对象的激活与去激活

• 转化

　　　　　　- 时序图转化为通信图：在Rose中打开时序图，然后选择菜单【 Browse】-> Create Collaboration Diagram 或者直接按 F5

　　　　　　　　　　- 原时序图

　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　- 转化后的通信图(move后)

　　　　　　　　　　　　

　　　　　　- 通信图转化为时序图：在Rose中打开通信图，然后选择菜单【 Browse】-> Create Sequence Diagram 或者直接按 F5

　　　　　　　　　　- 原通信图

　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　- 转化后的时序图(move后)

　　　　　　　　　　　　

通信图示例

以图书馆新书采购流程为例

通信图注意事项

　　　　- 侧重消息的调用顺序，就使用时序图；侧重参与者之间的链接，就使用通信图

　　　　- 通信图中表示对象的方法与对象图中表示对象的方法一致

　　　　- 通信图交互过程中可能会创建新对象、销毁已有对象、创建并销毁新对象

　　　　- 通信图中的消息较为复杂，需要区分嵌套、条件及循环等消息的应用场景，尤其是多级消息号的使用