http://www.huihoo.com/development/fdd.html

功能驱动开发模式FDD

FDD（Feature-Driven Development）是由Peter Coad、Jeff de Luca 、Eric Lefebvre共同开发的一套针对中小型软件开发项目的开发模式。

FDD是一个模型驱动的快速迭代开发过程，它强调的是简化、实用、 易于被开发团队接受，适用于需求经常变动的项目。简单地说，FDD“是一个以Architecture为中心的，采用短迭代期，目期驱动的开发过程。它首先对整个项目建立起一个整体的模型，然后通过两周一次‘设计功能-实现功能’的迭代完成项目开发”。此处的“功能”是指“用户眼中最小的有用的功能”，它是可理解的、可度量的，并且可以在有限的时间内（两周）实现。在开发过程中，开发计划的制定、报告的生成、开发进度的跟踪均是以上述“功能”为单位进行的。在FDD中，它认为：只有良好定义的并且简单的过程才能被很好地执行。另外，由于在FDD中采用了短周期的迭代，最小化的功能划分法，所以可以对项目的开发进程进行精确及时地监控。

FDD的使用需要有相应工具的支持，Peter Coad等人开发出了一套扩展的UML（FDD UML Extensions），并在Together中实现有关的功能，详细内容可参见后文。

在FDD中，存在“主要功能集”、“功能集”、“功能”等概念，它们之间的关系及示例如下所示：

主要功能集 = 功能集1 + 功能集2 + …

功能集 = 功能1 + 功能2 + …

其中，主要功能集是在初始阶段根据用户的需求所制定出来的比较粗的，有待于细化的对开发项目所需要功能的描述；功能是在开发过程细化的结果，在每个迭代期中需要实现若一干个功能，这些功能的集合被称之为功能集。

在FDD中，它将开发过程划分为如下五个阶段：

l         制定整体的模型

l         根据优先级列出功能的详细列表

l         依据功能制定计划

l         依据功能进行设计

l         实现功能

每个阶段的定义又是通过被称之为：ETVX的方法从下面四个方面加以描述的：

l         Entry：Specify clear and well defined entry criteria for the process；

l         Task：列出所有要实现的任务列表，名称，是否需要实现，任务描述；

l         Verification：；制定对过程结果的评批标准；

l         eXit：过程结束时所需的结果；

FDD过程示意图

在FDD中主要存在三类人员：主要开发人员、类的所有者、功能团队，它们各自的含义如下：

l         主要开发人员：用于领导其它开发人员进行DBF/BBF的开发，对开发工作进行监督（例如对设计及代码进行审查）。主要开发人员的数量由项目整体的大小所决定，如果需要加快开发进度则可以再培养新的主要开发人员。与其它开发人员相比，主要开发人员具有更高的开发效率。Fred Brooks在几十年前就提出了：增加开发人员数量只会降低开发效率。但对于小型的，以用户功能驱动的轻量及的开发过程此原则并不适用。在此过程中采用增加人员的方法可以提高开发的并行效率。

l         类的所有者：一个类有且只有一个所有者，即一个类只能由一名开发人员进行设计及编码。采用这种方式是十分有效的，因为开发人员会感觉他拥有了部分属于自已的代码，他会以此为荣；此外，它还可以保证相关代码的一致性。如果此类中包含有复杂的算法，那么可以再增加一名专门负责算法的开发人员。虽然FDD是面向用户功能的，而不是面向类的，但用户最终关心的是那些他们需的功能，而并不关心在开发时采用何种框架模式，所以在此以类为单位进行人员分配与开发的宗旨并不矛盾。

l         功能团队：开发时功能会被分配给主要开发人员，再由主要开发人员根据实现此功能所需类的所有关系找到有关的开发人员从而构成一个临时的（最多两周）的团队。一名开发人员可以同时负责多个类的开发工作，即他可以在同一时刻处于多个功能团队中。因此在每个DBF/BBF中功能团队的人员均可能发生变化。在此团队中主要开发人员处于核心地位，团队内部的交流也是经及为中心的。采用这种方法可以加速开发进度，并且主要开发人员还可以对过程进行必要的监控，保证设计与实现的一致性。从更高的角度来看，主要的系统设计师又负责监控各功能团队中的主要开发人员。

采用FDD方式进行开发时，各阶段时间的分配关系大致如下所示：

l         Develop an overall model                     10% initial, 4% on-going

l         Build a features list                             4% initial, 1% on-going

l         Plan by feature                                          2% initial, 2% on-going

l         Design by feature, build by feature              77%（两周一个迭代期）

DBF/BBF中各阶段时间分配关系：

l         DBF

²        Walk through the domain              1%

²        Design                                40%

²        Inspect the design                3%

l         BBF

²        Code/test                             45%

²        Inspect the code                   10%

²        Promote to build                   1%

需要注意的是：上述Coding的过程中还包含有单元测试的内容。此外单从DBF/BBF的过程来看，设计所有的时间要比编码的时间长（40% : 45%），但考虑到FDD的整个实施过程（包括前期的建模过程），设计的时间还是比编码的时间要长的（45% : 35%）。

在FDD中另一个重要的，并且也是十分有特色的部分就是它的报告功能。每周Release经理要召开一次会议，会议一般限定于30分钟以内，在会上每个主要的开发人员全面地介绍其所做的工作，并标识出相应的项目状态图。通过这种口头上的交流，可以确保各主要开发人员能对项目的其它部分有一个充分的了解。会后，Release经理还要根据有关内容更新数据库中的信息并生成相应的报告，这个报告将发送给项目团队、用户以及主要的管理人员。

为跟踪项目开发状态需要使用数据库对有关内容加以保存，在数据库中应保存如下信息：

l         类型（问题域、人的交互活动、系统交互活动）

l         标识（功能集前缀+序列号）

l         状态（正在处理、不再需要、正常）

l         主要功能集

l         功能集

l         文档引用信息

l         活动事件

l         主要开发人员

l         问题域分析时的计划日期，实际日期

l         设计时的计划日期，实际日期

l         设计复查时的计划日期，实际日期

l         编码时的计划日期，实际日期

l         编码复查时的计划日期，实际日期

l         提交构造时的计划日期，实际日期

l         备注

项目计划表

功能详细列表

另外，有关类及类的所有者的信息保存在其它的表中。根据数据库可自动生成有关报告。

项目已完成功能统计表

FDD中扩展的UML

FDD 过程 #1: 开发总体模型

Entry Criteria:

客户已准备好建立一个系统。他已经有采用某种形式保存的需求列表。此时用户可能还不能完全分清楚什么是他“必面要的”，什么是他“想要的，最好有的”，但这没有关系。

Tasks:

Verification:

Exit:

结束过程时，团队必须提交如下内容，并且这些内容已经过开发经理以及系统设计师的审阅及批准：

-          类图，包括：类、类间关系、类的函数以及属性。类及类间关系建立起了模型的大致轮廓。根据最初的功能有列表以及非正式的序列图而来的函数展现出系统的功能，并且是后续开发过程中建立详细功能列表的前提。此外还应有非正式的序列图。

-          非正式的功能列表。

-          其它可供选择的模型信息。

FDD 过程 #2: 创建功能列表

在此阶段，团队标识出所有的功能，对其加以分组，为其设定优先级，并设置相应的权重。

在下面的活动中，小组工作的重点在于功能，因此领域专家可以不再需要。

Entry Criteria:

建模团队已成功地完成了FDD第一阶段的工作，开发出了系统的整体模型。

Tasks:

Verification:

Exit Criteria:

    本阶段结束时，详细的功能列表必需已经产生了，并且将功能进行分组形成主功能集以及功能集，此外这些内容已经过开发经理以及系统设计师的审阅及批准。

FDD 过程 #3: 根据功能制定计划

根据已制定的层次化的、具有优先级以及权重的功能列表，项目经理、开发经理以及主要开发人员一起制定出DBF/BBF阶段的里程碑。

Entry Criteria:

功能列表团队已成功地完成了FDD第二阶段的工作，并已形成详细的功能列表。

Tasks:

Verification:

Exit Criteria:

本阶段结束时，开发计划已经产生了，并且这些内容已经过开发经理以及主要设计师的审阅及批准。计划中应包括以下内容：

-          一个整体的开发日期

-          针对每个主要功能集、功能集、功能指定有关负责人（CP）以及完成时间

-          针对每个类，指定负责其完成的开发人

注意：

    为便于为功能设置优先级，可以创建一个称之为FFB（待实现功能板）。

FDD 过程 #4: 根据功能进行设计（DBF）

根据已制定的层次化的、具有优先级以及权重的功能列表，项目经理、开发经理以及主要开发人员一起制定出DBF/BBF阶段的里程碑。

Entry Criteria:

计划制定团队已成功地完成了FDD第三阶段的工作。

Tasks:

Verification:

Exit Criteria:

本阶段结束时，应已完成如下工作，并且这些工作已经过主要设计师的审阅及批准。计划中应包括以下内容：

-          功能及其相关参考资料（如果有的话）

-          详细的序列图

-          更新后的类图

-          更新后的类及其方法原型

-          开发团队认为有价值的其它实现方案

FDD 过程 #5: 根据功能进行设计（BBF）

在DBF工作的基础上，每个类的实现者完成类的各个方法。此外他还需完善基于类的测试方案并实现类一级的单元测试。根据主要开发人员的意见，功能实现团队可能还需在进行单元测试之前先进行源代码检查。当代码编写并检查后开发人员就将其放入配置管理系统中。在所有的类均已完成并Check-In之后，主要开发人员将代码提升以便进行构造。

Entry Criteria:

功能实现团队已成功地完成了FDD第四阶段的工作。

Tasks:

Verification:

Exit Criteria:

本阶段结束时，应已完成如下工作，并且这些工作已经过主要设计师的审阅及批准。计划中应包括以下内容：

-          实现了类的方法并对代码进行了检查和单元测试

-          按顺序针对每个类的方法的单元测试记录

-          类已被开发人员Check-In，主要开发人员已提升代码进行构造并同步更新功能状态。

UML中的四种机制使地它简单和更易于使用，你可以在UML语言的任何时候用同样的方法来使用，这四种机制是：

l         specifications

l         adornments

l         common divisions

l         extensibility

本章讨论adornments和extensibility这两种机制。

注释是最重要的一种修饰。一个注释在UML中是一个图形符号，描述了和它相关联的元素或一组元素的限制或注释语。

  上图就是一个使用注释的例子，图中右边的为注释符号。

  UML的扩充性机制允许你在控制的方式下扩充UML语言。这一类的机制包括：stereotype，标记值、约束。Stereotype扩充了UML的词汇表，允许你创建新的建筑块，这些建筑块从已有的继承而来，但特别针对你的问题。标记值扩充了UML的建筑块的属性，允许你在元素的规格中创建新的信息。约束扩充了UML建筑块的语义，允许你添加新的规则或修改已有的。你将使用这些机制来让UML满足你的领域和开发的特别需要。

 

上面是一个使用扩充机制的例子。<<subsystem>>是stereotype，{version = 3.2}是标记值

术语和概念

    注释是一种图形符号用来限制或给一个元素或一组元素加上注解。注释画成一个带折角的矩形，在矩形中加上文字或图形的注解，stereotype是UML词汇的扩充，允许你创建新的UML建筑块，这些新的建筑块和原有的类似，但特别针对你自己的问题。通常stereotype画成用<<和>>包围起来的一个名字，通常放在另一个元素的名字之上。作为可选，stereotype可以画成加一个图标。

    标记值是UML元素特性的扩充，允许你创建元素规格的新的信息。在UML中标记值画成{}内的字符串，跟在元素名后面。

    限制是UML元素语义的扩充，允许你对一个UML元素添加新规则或修改存在的规则。限制通常画成{}内的字符串，放在关系附近。当然，你也可以把限制用注释来表示。

通用建模技术

1.         建模注解

使用注释的目的是为了让模型更清晰，下面是使用注释的一些技巧：

l         将注释放在你要注解的元素边上，写下注解的文字。用依赖关系的线将注释和被注释的元素连起来会让人更明白。

l         记住，你可以隐藏元素或使隐藏的元素可见。这就意味着你可以将注释不隐藏起来，而她注释的元素是可见的，这样会使你的模型图简洁，在必要的地方让注释可见。

l         如果你的注释很长或不仅仅是普通文本，你可以将你的注解放到一个独立的外部文件中（如WORD文档）然后链接或嵌入到你的模型中。

下面是一个使用注解的例子：

建立新的建筑块

    UML的建筑块如：类、接口、合作、组件、注释、关系等等，都在为具体问题建模的时候基本上是够用了。然而，如果你想扩展你的模型的词汇，如用来表示你的特定的问题领域，你需要stereotypes。

    建立新的建筑块有如下的技巧：

l         确定没有现成的基本的UML方法可以表达你的需要。如果你碰到一个普通的建模问题，很有可能已经有某种标准的stereotype是你想要的。

l         如果你确信没有现成的东西可以表达这些语义，首先找到一个UML中的最接近你要建立的模型的元素（例如：类、接口、组件、注释、关系等等）然后为她定义一个stereotype。值得一提的是你可以定义stereotypes的层次从而得到一般的stereotypes和为它定义的特别的特性。这种方法尽量少用。

l         通过对普通的stereotype定义一组标记值和对stereotype进行限制可以实现普通stereotype不能实现的功能。

l         如果你希望这些stereotype具有不同的视觉效果，为他们定义一个特别的图标。

上面是一个例子。假如你用活动图来为一个涉及到教练工作流和队员工作流的体育活动建模。在这里，区别教练和运动员以及与其他的本领域的对象是有意义的。上面的图中有两个事物是很突出的，教练对象和队员对象。这里不仅仅是普通的类，更确切地说，他们现在是两个新的建筑块。因为定义了教练和员stereotype，并且运用到了UML的类上。在这个图上，被标记为:Coach和:Team的匿名实例，后者显示了不同的状态。

建模新属性

UML建筑块的基本属性如：类的属性和操作，包的内容等等，都足够描述清楚你要建立的模型。然而，如果你想扩展这些基本建筑块（或者用stereotype建立的新的建筑块）的属性，你就需要使用标记值。

下面是一些技巧：

l         首先要确定的是你的需要无法用基本的UML表达。如果你碰到一个普通的建模问题，很有可能已经有某种标准的标记值是你想要的

l         如果你确定没有其他的方法可以表达你需要的语义，添加新的属性到一个单独的元素或一个stereotype。继承的规则是适用的，也就是说对父亲定义的标记值对儿子也具有。

建立新的语义

   当你用UML建立模型的时候，你总是使用UML定义的规则，这实在是件好事，因为别的懂得如何读UML的人可以毫无偏差地读懂你想要表达的东西。然而，如果你发现你需要表达的语义是UML无法表达的或你想要修改UML的规则，这时你就需要使用限制了。下面是使用限制的一些技巧：

l         首先要确定的是你的需要无法用基本的UML表达。如果你碰到一个普通的建模问题，很有可能已经有某种标准的限制是你想要的。

l         如果你确定没有其他的方法可以表达你需要的语义，用文本的形式在限制中写下你的新语义，并且将他放在他涉及的元素附近。你可以使用依赖关系来明确地表示限制和他涉及的元素之间的关联。

l         如果你需要详细说明你的语义，你可以用使用OCL把它写下来。

下面的图是一个公司人力资源系统的一小部分：

这副图显示了每个Person可能是0个或多个Department的成员。每个Department至少要有一个Person成员。这副图进一步说明每个Department严格地有一个Person作为管理者，每个Person可以是0个或多个Department的被管理人员。所有的这些语义可以被简单的UML表达。然而，为了指出一个管理者必须也是Department的成员是多员关系所忽略的，也是简单的UML无法表达的。为了表达这种关系，你必须写下一个限制指出管理者是Department成员的一个子集。从子集到超集用依赖关系将两个关系联系起来。





http://www.uml.org.cn/UMLApplication/UMLApplication30.htm

在Java中保留Stereotype

作者：仙人掌工作室    本文选自：赛迪网

在前面两篇文章中（《用UML描述Java类》和《在UML中表示Java继承和接口》），我们比较了在Java编程语言以及UML建模语言这两种环境中，类以及类之间关系在表达方式以及概念方面的差异。下面我们要来看看UML Stereotype机制对于编写Java代码的影响。 在Java程序中保留Stereotype UML拥有一系列可用来扩展其核心概念的机制，但最为人们熟知的也许就是Stereotype。Stereotype一般译作“构造型”，它是一种扩展元模型语义的建模元素。构造型必须基于元模型中特定的现有类型或类。构造型可扩展已有类型和类的语义，但不能改动它们的结构。构造型默认的表示方法是在关键词周围加上尖角双括号，这种双括号在某些欧洲语言中自然存在，因为它很象两个尖括号，所以用两个尖括号也是一种被认可的表示方式。 构造型几乎适用于UML中的任何元素，包括类、属性、操作以及关联等。例如，我们可以用构造型来显示UML图中一个类别的类。图一显示了用构造型来表示State设计模式中一个类扮演的角色，改编自《Design Patterns》一书。UML定义了大量的标准构造型，我们既可以使用这些标准构造型，也可以定义自己的构造型。 图一：UML构造型用于表示类在设计模式中的角色 图一中的MessageStatus接口本来应该让interface这个词位于尖括号之内。但是，为了把接口和其他构造型区分出来，用来制作本文UML图的Together ControlCenter工具已予以省略。这是因为接口与其他构造型不同，“在UML元模型中接口也具有与类相似的特性”。 直到UML1.4之前（20001年9月），UML中的一个图形元素只能有一个构造型。但在UML 1.4中，OMG（对象管理组织）取消了这个限制，现在一个图形元素可以有多个构造型。许多UML工具由于未能跟上这一变化，所以仍没有提供这方面的支持。 那么，构造型对于我们的Java代码又有何影响呢？从某种意义上讲，答案是“完全没有”，因为Java没有提供任何让我们按照这种方式对类进行分类的手段（前面几篇文章已经讨论了接口和继承，在UML中它们都有自己特定的表示方法）。但是，另一方面，我们可以利用构造型更清楚、明白地说明Java代码的含义：首先约定构造型的具体意义，然后在源代码注释中以一个新的javadoc标记的形式包含构造型，有效地减少为了说明Java代码含义而需要手工编写的说明文字数量。下面的代码片断就是图一Sent类的骨架代码，构造型以一个定制javadoc标记的形式加入到了注释之中： /** * @Stereotype concreteState * @author AuthorName * @version 0.0001 */ public class Sent implements MessageStatus { } 在UML中，并非只有类可以通过指定构造型而约束其定义。图二显示了两个类之间的依赖关系，用构造型来表示这种依赖关系的类型。在这个例子中，Factory类的对象负责创建Item类的对象。Factory类的代码显示了定制的javadoc标记如何用构造型来简洁明了地说明这种依赖关系。 图二：加注instantiate构造型的UML依赖关系 符号说明：在前面的文章中，我们看到了三种类之间的关系，这里出现的是第四种。关联关系用一根实线加上开叉的箭头表示（如果关联关系是单向的话），一般化关系用实线加上封闭的箭头（从子类指向超类）表示，Realization关系用虚线加上封闭的箭头（从实现接口的类指向接口）表示。现在我们看到了第四种箭头与线型的组合：虚线加上开叉箭头表示的依赖关系。 public class Factory { /** * @dependency <<instantiate>> Item * @return a new Item */ public Item createItem() { return new Item(); } } 操作和属性同样可以指定构造型。如图三所示，两个操作被加注了构造型，用来表示它们是否会修改属性的值。与图三对应的源代码同样利用定制的javadoc标记说明该方法的构造型信息。 图三：为类的操作加注UML构造型 public class Sale { ... /** * @Stereotype query * @return total price of sale */ public BigDecimal calcTotal() { } ... } 在java源代码中加上了描述构造型信息的定制javadoc标记之后，好处不仅仅在于减少了需要手工编写的注释，而且使得UML工具有可能处理这些标记并完成下面这类任务： 从Java源代码重新生成（比没有定制javadoc标记的情况下）更加完整的UML图。 在Javadoc生成的文档中增加额外的信息。 例如，本文所用的建模工具TogetherSoft的Together ControlCentre，就是用这种方法来保留各种无法直接在Java源代码中保留的UML类图语义信息。 其他表示方法 本文开头提到，尖括号是显示构造型的默认方式。实际上，构造型还可以用改变图形符号或形状的方式表示。图四的例子显示了两个带有 <<actor>> 构造型的类。Cashier利用< >构造型的替代符号画出，Manager类用默认的矩形画出。在使用替代符号时，很难再列出类的各种属性和操作，所以通常省略。还有第三种表示方法，即在常规的矩形符号内的类名称右边放上一个很小的替代符号，但现在这种表示方法已经不太见到了。 图四：<<actor>>构造型的替代符号 在类图中使用替代符号表示构造型有一个很大的缺点，如果有些人不熟悉类图用到的符号，要理解类图表达的是什么意思就很困难了。另外，多一种符号，理解图形的负担就增加一分。在这个系列的文章中，我们只关注那些最常见的UML类图符号。 除了用改变符号形状的方法来表示已经指定了某种构造型之外，我们还可以通过改变图形元素的颜色或纹理来表达同样的信息。运用色彩意味着我们可以保留常规的图形形状和符号，同时又能表达出与改变形状同样多的视觉信息（如果不是更多的话）。另外，与抽象的形状相比，简单的配色方案一般更容易掌握一些。 图五：在类图中运用色彩 图五的彩色类图运用了Peter Coad等人的四色原型（Archetype）组合来定义类。 粉红色的 <<moment-interval>> 类表示在一个系统中，由于业务或者合法性的原因必须跟踪的事件或活动。CarSale和CarRental就是两个粉红色类的例子。 黄色的 <<role>> 类代表参与事件或活动的方式，例如，CarSalesperson和Customer都是黄色类的例子。 绿色的类可进一步分成 <<party>>（通常是一个人或组织）、<<place>>（事件或活动发生的地点）以及<thing>>（实际涉及事件或活动的物体） 。 第四种原型是蓝色的catalog-entry-like-description（简称 <<description>> ），表示的是诸如现实当中的汽车与展览目录中的描述之间的差异：汽车型号属于蓝色的类，它包含一系列的值和取值范围描述所有属于该类别的车，而每一辆现实中的车则由绿色的 <<thing>> 来表示。 属于特定原型的类具有或多或少相似的属性和行为，属于同一原型的类还会倾向于以通常而言可预测的方式与其他原型的类交互。这些特征和行为模式可以帮助我们快速构造出健壮的、可扩展的对象模型，迅速掌握有可能被忽略的属性和操作，增强我们对代码结构的信心。图五显示了我们可能在各种原型的类中找到的属性和操作，以及各种原型之间的典型关系。 结束语：在这篇文章中，我们了解了对于UML中一些很有用的概念，如果它在Java语言中没有直接的等价概念，如何在Java代码中利用UML的这些概念来保留高层次的设计思想。在下一篇文章中，我们将告别UML类图，转而讨论UML另一种重要的图形——交互图，包括序列图和协作图。

Donald Bell
IBM 全球服务, IBM
2005 年 2 月 15 日

来自 Rational Edge：这篇文章介绍组件图，一个在新的统一建模语言 2.0中规定的结构图。

该文是关于在统一建模语言 2.0或UML中使用的基本图的一系列文章中的一部分。在以前关于 UML 类图中，我描述了类图的标记集如何作为所有UML 2结构图的基础。随着UML 2的轨迹，本文介绍组件图。

图的目的
组件图的主要目的是显示系统组件间的结构关系。在 UML 1.1 中，一个组件表现了实施项目，如文件和可运行的程序。不幸地，这与组件这个术语更为普遍的用法、指象COM组件这样的东西相冲突。随着时间的推移及UML的连续版本发布， UML 组件已经失去了最初的绝大部分含义。UML 2 正式改变了组件概念的本质意思；在 UML 2 中，组件被认为是独立的，在一个系统或子系统中的封装单位，提供一个或多个接口。虽然 UML 2 规范没有严格地声明它，但是组件是呈现事物的更大的设计单元，这些事物一般将使用可更换的组件来实现。但是，并不象在 UML 1. x中，现在，组件必须有严格的逻辑，设计时构造。主要思想是，你能容易地在你的设计中重用及/或替换一个不同的组件实现，因为一个组件封装了行为，实现了特定接口。 ¹

在以组件为基础的开发（CBD）中，组件图为架构师提供一个开始为解决方案建模的自然形式。组件图允许一个架构师验证系统的必需功能是由组件实现的，这样确保了最终系统将会被接受。

除此之外，组件图对于不同的小组是有用的交流工具。图可以呈现给关键项目发起人及实现人员。通常，当组件图将系统的实现人员连接起来的时候，组件图通常可以使项目发起人感到轻松，因为图展示了对将要被建立的整个系统的早期理解。

开发者发现组件图是有用的，因为组件图给他们提供了将要建立的系统的高层次的架构视图，这将帮助开发者开始建立实现的路标，并决定关于任务分配及（或）增进需求技能。系统管理员发现组件图是有用的，因为他们可以获得将运行于他们系统上的逻辑软件组件的早期视图。虽然系统管理员将无法从图上确定物理设备或物理的可执行程序，但是，他们仍然欢迎组件图，因为它较早地提供了关于组件及其关系的信息（这允许系统管理员轻松地计划后面的工作）。

符号
在现在，组件图符号集使它成为最容易画的 UML 图之一。图 1 显示了一个使用前 UML 1.4 符号的简单的组件图；这个例子显示两个组件之间的关系：一个使用了Inventory System组件的Order System组件。正如你所能见到的，在UML 1.4 中，用一个大方块，并且在它的左边有两个凸出的小方块，来表示组件。

图 1：这个简单的组件图使用 UML 1.4 符号显示Order System的一般性依赖关系

上述的 UML 1.4 符号在 UML 2 中仍然被支持。然而，UML 1.4 符号集在较大的系统中不能很好地调节。关于这一点的理由是，如同我们在这篇文章的其余部分将会见到一样，UML 2 显著地增强了组件图的符号集。在维持它易于理解的条件下，UML 2 符号能够调节得更好，并且符号集也具有更多的信息。

让我们依照 UML 2 规范一步步建立组件图。

基础
现在，在 UML 2 中画一个组件很类似于在一个类图上画一个类。事实上，在 UML 2 中，一个组件仅仅是类概念的一个特殊版本。这意味着适用于类分类器的符号规则也适用于组件分类器。（如果你已经读了并理解了我以前的关于大体上的结构图和类图细节的文章 [http:// www. ibm.com/developerworks/cn/rational/rationaledge/content/feb05/bell/index.html]，你就会很易理解组件图）。

在 UML 2 中，一个组件被画成堆积着可选择小块的一个立着的长方形。UML 2 中，组件的一个高层次的抽象视图，可以用一个长方形建模，包括组件的名字和组件原型的文字和/或图标。组件原型的文本是“«component»”，而组件原型图标是在左边有两个凸出的小长方形的一个大长方形（UML 1.4 中组件的符号元素）。图 2 显示，组件可以用UML 2规范中的三种不同方法表示。

图 2：画组件名字区的不同方法

当在图上画一个组件时，重要的是，你总要包括组件原型文本（在双重尖括号中的那个component，如图 2 所示）和/或图标。理由呢？在 UML 中，没有任何原型分类器的一个长方形被解释为一个类组件。组件原型和/或图标用来区别作为组件元素的长方形。

为组件提供/要求接口建模
在图 2 中所画的Order组件表现了所有有效的符号元素；然而，一个典型的组件图包括更多的信息。一个组件元素可以在名字区下面附加额外的区。如前面所提到的，一个组件是提供一个或更多公共接口的独立单元。提供的接口代表了组件提供给它的用户/客户的服务的正式契约。图 3 显示了Order组件有第二个区，用来表示Order组件提供和要求的接口。 ²

图 3：这里额外的区显示Order组件提供和要求的接口。

在图 3 中的Order组件例子中，组件提供了名为 OrderEntry 和 AccountPayable 的接口。此外，组件也要求另外一个组件提供Person接口。 ³

组件接口建模的其它方法
UML 2 也引入另外一种方法来显示组件提供并要求的接口。这个方法是建立一个里面有组件名的大长方形，并在长方形的外面放置在 UML 2 规范中称为接口符号的东西。这第二种方法在图 4 中举例说明。

图 4: 一种可选择的方法（与图3相比）：使用接口符号显示组件提供/要求的接口

在这第二种方法中，在末端有一个完整的圆周的接口符号代表组件提供的接口 -- “棒棒糖”是这个接口分类器实现关系符号的速记法。在末端只有半个圆的接口（又称插座）符号代表组件要求的接口（在两种情况下，接口的名字被放置在接口符号本身的附近）。即使图 4 看起来与图 3 有很大的不同，但两个图都提供了相同的信息 -- 例如，Order组件提供两个接口：OrderEntry 和 AccountPayable，而且Order组件 要求 Person接口。

组件关系的建模
当表现组件与其他的组件的关系时，棒棒糖和插座符号也必须包括一支依存箭头（如类图中所用的）。在有棒棒糖和插座的组件图上，注意，依存箭从强烈的（要求的）插座引出，并且它的箭头指向供应者的棒棒糖，如图 5 所示。

图 5：显示Order系统组件如何依赖于其他组件的组件图

图 5 显示，Order系统组件依赖于客户资源库和库存系统组件。注意在图 5 中复制出的接口名 CustomerLookup 和 ProductAccessor。 在这个例子中，这看起来可能是不必要的重复，不过符号确实允许在每个依赖于实现差别的组件中有不同的接口（和不同的名字）（举例来说，一个组件提供一个较小的必需的接口子类）。

子系统
在 UML 2 中，子系统分类器是组件分类器的一个特别版本。因为这一点，子系统符号元素象组件符号元素一样继承所有的组件符号集规则。唯一的差别是，一个子系统符号元素由subsystem关键字代替了component，如图 6 所示。

图 6：子系统元素的一个例子

UML 2 规范在如何区别子系统与组件方面相当含糊。从建模的观点，规范并不认为组件与子系统有任何区别。与 UML 1. x 相比较，这个 UML 2 模型歧义是新的。但是有一个理由。在 UML 1. x 中，一个子系统被认为是一个软件包，而且这个软件包符号正对许多 UML 实践者造成困惑；因此，UML 2中把子系统作为特殊的组件，因为这是最多的 UML 1. x 使用者了解它的方式。这一改变确实把模糊引入图中，但是这一模糊更多的是 UML 2 规范中对抗错误的一个现实反射。

到这里，你可能正在抓着头皮并感到疑惑，什么时候该用组件元素，什么时候又该用子系统元素。相当坦率地说，我没有一个直接的答案给你。我可以告诉你，UML 2 规范中说，何时该使用组件或子系统决定于建模者的方法论。我个人很喜欢这个答案，因为它帮助确保UML与方法论相互独立，这在软件开发中将帮助保持它的普遍可使用。

超越基础
组件图是比较容易理解的图之一，因此没有很多超越基础的内容。然而，有一个方面你可以认为是略微困难的。

显示组件的内部结构
有时候显示组件的内部结构是有意义的。在关于类图的我的前面的文章中，我显示了该如何为类的内部结构建模；这里，当它由其他组件组成的时候，我将会关注如何为组件的内部结构建模。

为了显示组件的内部结构，你只需把组件画得比平常大一些并在名字区内放置内部的部分。图 7 显示Store组件的内部结构。

图 7: 这个组件的内部结构由其他组件组成。

使用在图 7 中显示的例子，Store组件提供了 OrderEntry 接口并要求Account接口。Store组件由三个组件组成：Order，Customer和Product组件。注意Store的 OrderEntry 和Account接口符号在组件的边缘上为何有一个方块。这一个方块被称为一个端口。单纯感觉来说，端口提供一种方法，它显示建模组件所 提供/要求 的接口如何与它里面的部分相关联。 ⁴ 通过使用端口，我们可以从外部实例中分离出Store组件的内部部件。在图 7 中，对于过程而言，OrderEntry 端口代表Order组件的 OrderEntry 接口。同时，内部的Customer组件要求的Account接口被分配到Store组件的必需的Account端口。通过连接Account端口，Store组件内部部件（例如Customer组件）可以有代表执行端口接口的未知外部实体的本地特征。必需的Account接口将会由Store组件的外部组件实现。 ⁵

在图 7 中，你可能也注意到了，在内部的组件之间的内部连接与图 5 中显示的那些不同。这是因为内部结构的这些描绘事实是嵌套在分类器（在我们的例子中是一个组件)里的协作图，因为协作图显示分类器中的实体或角色。在内部的组件之间建模的关系以 UML 称为的一个组合连接器表示。一个组合连接器绑定一个组件 提供 的接口到另外的一个组件的 必需 接口。组合连接器用紧紧相连的棒棒糖和插座符号表示。以这种方式画这些组合连接器使棒棒糖和插座成为很容易理解的符号。

结论
组件图经常是一个架构师在项目的初期就建立的非常重要的图。然而，组件图的有用性跨越了系统的寿命。组件图是无价的，因为它们模型化和文档化了一个系统的架构。因为组件图文档化了系统的架构，开发者和系统可能的系统管理员会发现这一工作的关键产品有助于他们理解系统。

组件图也视为软件系统配置图的输入，这将会是本系列后面的文章主题。

脚注
¹在UML1.x 中称为组件的实际项目，在 UML 2 中称为产物。一个产物是一个物理单位，象一个文件，可运行的程序，脚本，数据库等等。只有一种产物依赖于实际的节点；类和组件没有“位置”。然而，一个产物可能显示组件和其他的分类器（例如类）。一个单一的组件可能通过多重产物显示，它们可能是在相同的或不同的节点上，因此，一个单一的组件可以间接地在多重节点上被实现。

²即使组件是独立的单元，它们仍然可能依赖于其他组件提供的服务。由于这一点，文档化一个组件的必需接口是很有用的。

³图3并不显示Order组件完整的上下文。在一个真实的模型中，OrderEntry，AccountPayable 和Person接口会呈现在系统的模型中。

⁴事实上，端口适用于任何类型的分类器（例如，一个类或者你的模型中可能会有的其他分类器）。为了使本文简洁，我在组件分类器及它们的使用中提及端口。

⁵一般来说，当你画一个端口和一个接口之间的依存关系时，依赖方（要求）的接口将会在运行时间内处理所有的处理逻辑。然而，这并不是一种硬性的规定 -- 对于周围的组件（举例来说，我们例子中的Store组件），使用自己的进程逻辑，而不是仅把进程委托给依赖接口，是完全可以接受的。

参考资料

1. 您可以参阅本文在 developerWorks 全球站点上的 英文原文。

关于作者 Donald Bell是IBM全球服务的一个IT专家，在那儿他和IBM的客户一起致力于设计和开发基于软件解决方案的J2EE。

来自Rational Edge：本文作为UML 基础的、关于统一建模语言的基础图的一系列文章的一部分，提供对序列图的详细介绍。它也介绍了最近的 UML 2.0 规范的几个新符号元件。

现在是二月，而且到如今你或许已经读到、或听到人们谈论UML 2.0 —— 包括若干进步的 UML 的新规范，所做的变化。考虑到新规范的重要性，我们也正在修改这个文章系列的基础，把我们的注意力从 OMG 的 UML 1.4 规范，转移到 OMG 的已采纳 UML 2.0草案规范（又名 UML 2）。我不喜欢在一系列文章的中间，把重点从 1.4 变为 2.0 ，但是 UML 2.0 草案规范是前进的重要一步，我感觉需要扩充文字。

由于一些理由，OMG 改良了 UML 。主要的理由是，他们希望 UML 模型能够表达模型驱动架构（MDA），这意味着 UML 必须支持更多的模型驱动的符号。同时， UML 1.x 符号集合有时难以适用于较大的应用程序。此外,为了要使图变成更容易阅读，需要改良符号元件。（举例来说，UML 1.x 的模型逻辑流程太复杂，有时不可能完成。对UML 2 中的序列图的符号集合的改变，已经在序列化逻辑建模方面取得巨大的进步)。

注意我上面所述的文字：“已采纳UML2.0草案规范。”确实，规范仍然处于草案状态，但是关键是草案规范已经被 OMG 采用，OMG是一个直到新标准相当可靠，才会采用它们的组织。 在 UML 2 完全地被采用之前，规范将会有一些修改，但是这些改变应该是极小的。主要的改变将会是在 UML 的内部 —— 包括通常被实施 UML 工具的软件公司使用的功能。

本文的主要目的是继续把我们的重点放在基础UML图上；这个月，我们进一步了解序列图。再次请注意，下面提供的例子正是以新的 UML 2 规范为基础。

图的目的
序列图主要用于按照交互发生的一系列顺序，显示对象之间的这些交互。很象类图，开发者一般认为序列图只对他们有意义。然而，一个组织的业务人员会发现，序列图显示不同的业务对象如何交互，对于交流当前业务如何进行很有用。除记录组织的当前事件外，一个业务级的序列图能被当作一个需求文件使用，为实现一个未来系统传递需求。在项目的需求阶段，分析师能通过提供一个更加正式层次的表达，把用例带入下一层次。那种情况下，用例常常被细化为一个或者更多的序列图。

组织的技术人员能发现，序列图在记录一个未来系统的行为应该如何表现中，非常有用。在设计阶段，架构师和开发者能使用图，挖掘出系统对象间的交互，这样充实整个系统设计。

序列图的主要用途之一，是把用例表达的需求，转化为进一步、更加正式层次的精细表达。用例常常被细化为一个或者更多的序列图。序列图除了在设计新系统方面的用途外，它们还能用来记录一个存在系统（称它为“遗产”）的对象现在如何交互。当把这个系统移交给另一个人或组织时，这个文档很有用。

符号
既然这是我基于 UML 2的 UML 图系列文章的第一篇，我们需要首先讨论对 UML 2 图符号的一个补充，即一个叫做框架的符号元件。在 UML 2中，框架元件用于作为许多其他的图元件的一个基础，但是大多数人第一次接触框架元件的情况，是作为图的图形化边界。当为图提供图形化边界时，一个框架元件为图的标签提供一致的位置。在 UML 图中框架元件是可选择的；就如你能在图 1 和 2 中见到的，图的标签被放在左上角，在我将调用框架的“namebox”中，一种卷角长方形，而且实际的 UML 图在较大的封闭长方形内部定义。

图 1: 空的 UML 2 框架元件

除了提供一个图形化边框之外，用于图中的框架元件也有描述交互的重要的功能, 例如序列图。在序列图上一个序列接收和发送消息（又称交互），能通过连接消息和框架元件边界，建立模型（如图 2 所见到）。这将会在后面“超越基础”的段落中被更详细地介绍。

图 2: 一个接收和发送消息的序列图

注意在图 2 中，对于序列图，图的标签由文字“sd”开始。当使用一个框架元件封闭一个图时，图的标签需要按照以下的格式:

图类型 图名称

UML 规范给图类型提供特定的文本值。（举例来说，sd代表序列图，activity代表活动图，use case代表用例图）。

基础
序列图的主要目的是定义事件序列，产生一些希望的输出。重点不是消息本身，而是消息产生的顺序；不过，大多数序列图会表示一个系统的对象之间传递的什么消息，以及它们发生的顺序。图按照水平和垂直的维度传递信息：垂直维度从上而下表示消息/调用发生的时间序列，而且水平维度从左到右表示消息发送到的对象实例。

生命线
当画一个序列图的时候，放置生命线符号元件，横跨图的顶部。生命线表示序列中，建模的角色或对象实例。 ¹ 生命线画作一个方格，一条虚线从上而下，通过底部边界的中心（图 3）。生命线名字放置在方格里。

图 3: 用于一个实体名为freshman的生命线的Student类的一个例子

UML 的生命线命名标准按照如下格式:

实体名 : 类名

在如图3所示的例子中，生命线表示类Student的实体，它的实体名称是freshman。这里注意一点，生命线名称带下划线。当使用下划线时，意味着序列图中的生命线代表一个类的特定实体，不是特定种类的实体（例如，角色）。在将来的一篇文章中，我们将会了解结构化建模。现在，仅仅评述序列图，可能包含角色（例如买方和卖方），而不需要叙述谁扮演那些角色（例如Bill和Fred）。这准许不同语境的图重复使用。简单拖放，序列图的实例名称有下划线，而角色名称没有。

图 3 中我们生命线例子是一个命名的对象，但是不是所有的生命线都代表命名的对象。相反的，一个生命线能用来表现一个匿名的或未命名的实体。当在一个序列图上，为一个未命名的实例建模时，生命线的名字采用和一个命名实例相同的模式；但是生命线名字的位置留下空白，而不是提供一个例图名字。再次参考图 3，如果生命线正在表现Student类的一个匿名例图，生命线会是: “Student”。同时, 因为序列图在项目设计阶段中使用，有一个未指定的对象是完全合法: 举例来说，“freshman”。

消息
为了可读性，序列图的第一个消息总是从顶端开始，并且一般位于图的左边。然后继发的消息加入图中，稍微比前面的消息低些。

为了显示一个对象（例如，生命线）传递一个消息给另外一个对象，你画一条线指向接收对象，包括一个实心箭头（如果是一个同步调用操作）或一个棍形箭头（如果是一个异步讯号）。消息/方法名字放置在带箭头的线上面。正在被传递给接收对象的消息，表示接收对象的类实现的一个操作/方法。在图 4 的例子中，analyst对象调用ReportingSystem 类的一个实例的系统对象。analyst对象在调用系统对象的 getAvailableReports 方法。系统对象然后调用secSystem 对象上的、包括参数userId的getSecurityClearance 方法，secSystem的类的类型是 SecuritySystem。 ²

图 4: 一个在对象之间传递消息的实例

除了仅仅显示序列图上的消息调用外，图 4 中的图还包括返回消息。这些返回消息是可选择的；一个返回消息画作一个带开放箭头的虚线，向后指向来源的生命线，在这条虚线上面，你放置操作的返回值。在图 4 中，当 getSecurityClearance 方法被调用时，secSystem 对象返回 userClearance 给系统对象。当 getAvailableReports 方法被调用时，系统对象返回 availableReports。

此外，返回消息是序列图的一个可选择部分。返回消息的使用依赖建模的具体/抽象程度。如果需要较好的具体化，返回消息是有用的；否则，主动消息就足够了。我个人喜欢，无论什么时候返回一个值，都包括一个返回消息，因为我发现额外的细节使一个序列图变得更容易阅读。

当序列图建模时，有时候，一个对象将会需要传递一个消息给它本身。一个对象何时称它本身？一个纯化论者会争辩一个对象应该永不传递一个消息给它本身。然而，为传递一个消息给它本身的对象建模，在一些情境中可能是有用的。举例来说，图 5 是图 4 的一个改良版本。 图 5 版本显示调用它的 determineAvailableReports 方法的系统对象。通过表示系统传递消息“determineAvailableReports”给它本身，模型把注意力集中到过程的事实上，而不是系统对象。

为了要画一个调用本身的对象，如你平时所作的，画一条消息，但是不是连接它到另外的一个对象，而是你把消息连接回对象本身。

图 5: 系统对象调用它的 determineAvailableReports 方法

图 5 中的消息实例显示同步消息；然而，在序列图中，你也能为异步消息建模。一个异步消息和一个同步的画法类似，但是消息画的线带一个棍形矛头，如图 6 所示。

图 6: 表示传递到实体2的异步消息的序列图片段

约束
当为对象的交互建模时，有时候，必须满足一个条件，消息才会传递给对象。约束在 UML 图各处中，用于控制流。在这里，我将会讨论UML 1.x 及UML 2.0两者的约束。在 UML 1.x 中，一个约束只可能被分配到一个单一消息。UML 1.x中，为了在一个序列图上画一个约束，你把约束元件放在约束的消息线上，消息名字之前。图 7 显示序列图的一个片段，消息addStudent 方法上有一个约束。

图 7:UML 1.x 序列图的一个片段，其中addStudent 消息有一个约束

在图 7 中，约束是文本“[ pastDueBalance=0]”。通过这个消息上的约束，如果应收帐系统返回一个零点的逾期平衡，addStudent 消息才将会被传递。约束的符号很简单；格式是:

[Boolean Test]

举例来说，

[pastDueBalance = 0]

组合碎片(变体方案，选择项，和循环)
然而，在大多数的序列图中，UML 1.x“in-line”约束不足以处理一个建模序列的必需逻辑。这个功能缺失是 UML 1.x 的一个问题。UML 2 已经通过去掉“in-line”约束，增加一个叫做组合碎片的符号元件，解决了这一个问题。一个组合碎片用来把一套消息组合在一起，在一个序列图中显示条件分支。UML 2 规范指明了组合碎片的 11 种交互类型。十一种中的三种将会在“基础”段落中介绍，另外两种类型将会在“超越基础”中介绍，而那剩余的六种我将会留在另一篇文章中介绍。（嗨，这是一篇文章而不是一本书。我希望你在一天中看完这部分！）

变体
变体用来指明在两个或更多的消息序列之间的、互斥的选择。 ³ 变体支持经典的“if then else”逻辑的建模（举例来说，如果 我买三个，然后 我得到 我购买的20% 折扣；否则 我得到我购买的 10% 折扣）。

就如你将会在图 8 中注意到的，一个变体的组合碎片元件使用框架来画。单词“alt”放置在框架的namebox里。然后较大的长方形分为 UML 2 所称的操作元。 ⁴ 操作元被虚线分开。每个操作元有一个约束进行测试，而这个约束被放置在生命线顶端的操作元的左上部。 ⁵ 如果操作元的约束等于“true”，然后那个操作元是要执行的操作元。

图 8：包含变体组合碎片的一个序列图片段

图 8作为一个变体的组合碎片如何阅读的例子，显示序列从顶部开始，即bank对象获取支票金额和帐户结余。此时，序列图中的变体组合碎片接管。因为约束“[balance >= amount]”，如果余额超过或等于金额，然后顺序进行bank对象传递 addDebitTransaction 和 storePhotoOfCheck 消息给account对象。然而，如果余额不是超过或等于金额，然后顺序的过程就是bank传递addInsuffientFundFee 和 noteReturnedCheck 消息给account对象，returnCheck 消息给它自身。因为“else”约束，当余额不大于或者等于金额时，第二个序列被调用。在变体的组合碎片中，不需要“else”约束；而如果一个操作元，在它上面没有一个明确的约束，那么将假定“else”约束。

选择项
选择项组合碎片用来为序列建模，这些序列给予一个特定条件，将会发生的；或者，序列不发生。一个选择项用来为简单的“if then”表达式建模。（例如，如果架上的圈饼少于五个，那么另外做两打圈饼）。

选择项组合碎片符号与变体组合碎片类似，除了它只有一个操作元并且永不能有“else”约束以外（它就是如此，没有理由）。要画选择项组合，你画一个框架。文字“opt”是被放置在框架的 namebox 里的文本，在框架的内容区，选择项的约束被放置在生命线顶端上的左上角。 然后选择项的消息序列被放在框架的内容区的其余位置内。这些元件如图 9 所示。

图 9：包括选择项组合碎片的一个序列图片段

阅读选择项组合碎片很容易。图 9 是图 7 的序列图片段的再加工，但是这次它使用一个选择项组合碎片，因为如果Student的逾期平衡等于0，需要传递更多的消息。按照图 9 的序列图，如果Student的逾期平衡等于零，然后传递addStudent，getCostOfClass和chargeForClass消息。如果Student的逾期平衡不等于零，那么在选择项组合碎片中，序列不传递任何一个消息。

例子图 9的序列图片段包括一个选择项约束；然而，约束不是一个必需的元件。在高层次、抽象的序列图中，你可能不想叙述选择项的条件。你可能只是想要指出片段是可选择的。

循环
有时候你将会需要为一个重复的序列建模。在 UML 2 中，为一个重复的序列建模已经改良，附加了循环组合碎片。

循环组合碎片表面非常类似选择项组合碎片。你画一个框架，在框架的 namebox 中放置文本“loop”。在框架的内容区中，一个生命线的顶部，循环约束 ⁶ 被放置在左上角。然后循环的消息序列被放在框架内容区的其余部分中。在一个循环中，除了标准的布尔测试外，一个约束能测试二个特定的条件式。特定的约束条件式是写作“minint = [the number]”（例如，“minint = 1”）的最小循环次数，和写作“maxint = [the number]”（例如，“maxint = 5”）的最大循环次数。通过最小循环检验，循环必须运行至少指定次数，而循环执行次数不能达到约束指定的最大循环次数。

图 10：循环组合碎片的一个序列图例子 （单击放大）

在图 10 中显示的循环运行，直到 reportsEnu 对象的 hasAnotherReport 消息返回false。如果循环序列应该运行，这个序列图的循环使用一个布尔测试确认。为了阅读这个图，你和平常一样，从顶部开始。当你到达循环组合碎片，做一个测试，看看值 hasAnotherReport 是否等于true。如果 hasAnotherReport 值等于true，于是序列进入循环片断。然后你能和正常情况一样，在序列图中跟踪循环的消息。

超越基础

引用另外一个序列图
当做序列图的时候，开发者爱在他们的序列图中，重用存在的序列图。 ⁷ 在 UML 2 中开始，引进“交互进行”元件。追加交互进行的可以说是 UML 2 交互建模中的最重要的创新。交互进行增加了功能，把原始的序列图组织成为复杂的序列图。由于这些，你能组合（重用）较简单的序列，生成比较复杂的序列。这意味你能把完整的、可能比较复杂的序列，抽象为一个单一的概念单位。

一个交互进行元件使用一个框架绘制。文字“ref”放置在框架的 namebox 中，引用的序列图名字放置在框架的内容区里，连同序列图的任何参数一起。引用序列图的名字符号如下模式:

序列图名[(参数)] [: 返回值]

两个例子:

1. Retrieve Borrower Credit Report(ssn) : borrowerCreditReport

或者

2. Process Credit Card(name, number, expirationDate, amount : 100)

在例子 1 中，语法调用叫做Retrieve Borrower Credit Report的序列图，传递给它参数 ssn。序列Retreive Borrower Credit Report返回变量 borrowerCreditReport 。

在实例 2 中，语法调用叫做Process Credit Card的序列图，传递给它参数name，number，expiration date，和 amount。然而，在例子 2 中，amount参数将会是值100。因为例子2没有返回值标签，序列不返回值（假设，建模的序列不需要返回值）。

图 11: 一个引用两个不同序列图的序列图

图 11 显示一个序列图，它引用了序列图“Balance Lookup”和“Debit Account”。序列从左上角开始，客户传递一个消息给teller对象。teller对象传递一个消息给 theirBank 对象。那时，调用Balance Lookup序列图，而 accountNumber作为一个参数传递。Balance Lookup序列图返回balance变量。然后检验选择项组合碎片的约束条件，确认余额大于金额变量。在余额比金额更大的情况下，调用Debit Account序列图，给它传递参数accountNumber 和amount。在那个序列完成后，withdrawCash 消息为客户返回cash。

重要的是，注意在图 11 中，theirBank 的生命线被交互进行Balance Lookup隐藏了。因为交互进行隐藏生命线，意味着theirBank 生命线在“Balance Lookup”序列图中被引用。除了隐藏交互进行的生命线之外，UML 2 也指明，生命线在它自己的“Balance Lookup”序列中，一定有相同的 theirBank 。

有时候，你为一个序列图建模，其中交互进行会重叠没有 在交互进行中引用的生命线。在那种情况下，生命线和正常的生命线一样显示，不会被重叠的交互进行隐藏。

在图 11 中，序列引用“Balance Lookup”序列图。“Balance Lookup”序列图在图 12 中显示。因为例子序列有参数和一个返回值，它的标签 —— 位于图的 namebox 中 —— 按照一个特定模式:

图类型 图名 [参数类型:参数名]

[: 返回值类型]

两个例子:

1. SD Balance Lookup(Integer : accountNumber) : Real

或

2. SD Available Reports(Financial Analyst : analyst) : Reports

图 12 举例说明例子 1，在里面，Balance Lookup序列把参数 accountNumber 作为序列中的变量使用，序列图显示返回的Real对象。在类似这种情况下，返回的对象采用序列图实体名。

图 12: 一个使用 accountNumber 参数并返回一个Real对象的序列图

图 13 举例说明例子 2，在里面，一个序列图获取一个参数，返回一个对象。然而，在图 13 中参数在序列的交互中使用。

图 13: 一个在它的交互中使用参数、返回一个Reports对象的序列图

门
前面的段落展示如何通过参数和返回值传递信息，引用另一个序列图。然而，有另一个方法在序列图之间传递消息。门可能是一个容易的方法，为在序列图和它的上下文之间的传递消息建模。一个门只是一个消息，图形表示为一端连接序列图的框架边缘，另一端连接到生命线。使用门的图 11 和 12 ，在图 14 和 15 中可以被看到重构。图 15 的例图有一个叫做getBalance的入口门，获取参数 accountNumber。因为是箭头的线连接到图的框架，而箭头连接到生命线，所以 getBalance 消息是一个入口门。序列图也有一个出囗门，返回balance变量。出口门同理可知，因为它是一个返回消息，连接从一个生命线到图的框架，箭头连接框架。

图 14: 图 11 的重构，这次使用门

图 15: 图 12 的重构，这次使用门

组合碎片（跳转和并行）
在本文前面“基础”的段落中呈现的，我介绍了“变体”，“选择项”，和“循环”的组合碎片。这些三个组合碎片是大多数人将会使用最多的。然而，有二个其他的组合碎片，大量共享的人将会发现有用——跳转和并行。

跳转
跳转组合碎片几乎在每个方面都和选择项组合碎片一致，除了两个例外。首先，跳转的框架namebox的文本“break”代替了“option”。其次, 当一个跳转组合碎片的消息运行时，封闭的交互作用的其他消息将不会执行，因为序列打破了封闭的交互。这样，跳转组合碎片非常象 C++ 或 Java 的编程语言中的break关键字。

图 16: 来自图 8 的序列图片段的重构，片段使用跳转代替变体

跳转最常用来做模型异常处理。图 16 是图 8 的重构，但是这次图16使用跳转组合碎片，因为它把balance < amount的情况作为一个异常对待，而不是一个变体流。要阅读图 16，你从序列的左上角开始，向下读。当序列到达返回值“balance”的时候，它检查看看是否余额比金额更少。如果余额不少于金额，被传递的下一个消息是 addDebitTransaction 消息，而且序列正常继续。然而，在余额比金额更少的情况下，然后序列进入跳转组合碎片，它的消息被传递。一旦跳转组合的消息的已经被传递，序列不发送任何其它消息就退出（举例来说，addDebitTransaction）。

注意有关跳转的一件重要的事是，它们只引起一个封闭交互的序列退出，不必完成图中描述的序列。在这种情况下，跳转组合是变体或者循环的一部分，然后只是变体或循环被退出。

并行
今天的现代计算机系统在复杂性和有时执行并发任务方面不断进步。当完成一个复杂任务需要的处理时间比希望的长的时候，一些系统采用并行处理进程的各部分。当创造一个序列图，显示并行处理活动的时候，需要使用并行组合碎片元件。

并行组合碎片使用一个框架来画，你把文本“par”放在框架的 namebox 中。然后你把框架的内容段用虚线分为水平操作元。框架的每个操作元表示一个在并行运行的线程。

图 17: oven 是并行做两个任务的对象实例

图 17 可能没有举例说明做并行活动的对象的最好的计算机系统实例，不过提供了一个容易理解的并行活动序列的例子。序列如这样进行：hungryPerson 传递 cookFood 消息给oven 对象。当oven 对象接收那个消息时，它同时发送两个消息（nukeFood 和 rotateFood）给它本身。这些消息都处理后，hungryPerson 对象从oven 对象返回 yummyFood 。

总结
序列图是一个用来记录系统需求，和整理系统设计的好图。序列图是如此好用的理由是，因为它按照交互发生的时间顺序，显示了系统中对象间的交互逻辑。

参考

• UML 2.0 Superstructure Final Adopted Specification (第8章部分) http://www.omg.org/cgi-bin/doc?ptc/2003-08-02
• UML 2 Sequence Diagram Overview http://www.agilemodeling.com/artifacts/sequenceDiagram.htm
• UML 2 Tutorial http://www.omg.org/news/meetings/workshops/UML%202003%20Manual/Tutorial7-Hogg.pdf

脚注
1 在完全建模系统中，对象（类的实例）也将会在系统的类图中建模。

2 当阅读这个序列图时，假定分析师登录进入系统之内。

3 请注意，附着在不同的变体操作元上的、两个或更多的约束条件式的确可能同时是真，但是实际最多只有一个操作元将会在运行时发生（那种情况下变体的“wins”没有按照 UML 标准定义)。

4 虽然操作元看起来非常象公路上的小路，但是我特别不叫它们小路。泳道是在活动图上使用的 UML 符号。请参考The Rational Edge 早期关于 活动图的文章。

5 通常，附上约束的生命线是拥有包含在约束表达式中的变量的生命线。

6 关于选择项组合碎片，循环组合碎片不需要在它上放置一个约束条件。

7 可能重用任何类型的序列图（举例来说，程序或业务）。我只是发现开发者更喜欢按功能分解他们的图。

参考资料

• 您可以参阅本文在 developerWorks 全球站点上的 英文原文。
  

关于作者 Donald Bell是IBM全球服务的一个IT专家，在那儿他和IBM的客户一起致力于设计和开发基于软件解决方案的J2EE。

内容： UML 2 中的阴和阳 大体上的结构图 基础 超过基础 UML 2 补充 结论 脚注 参考资料 关于作者 对本文的评价 相关内容： UML basics: Part I: An introduction to the Unified Modeling Language UML basics: Part II: The activity diagram UML basics: Part III: The class diagram UML 时序图 订阅: developerWorks 时事通讯 The Rational Edge

Donald Bell
IBM 全球服务, IBM
2005 年 2 月 15 日

来自Rational Edge：在 UML 2 中，作为新结构图类型的最重要实例，类图可以在整个软件开发生命周期中，被分析师，业务建模人员，开发者和测试者使用的。本文提供了全面的介绍。

这是关于统一建模语言、即UML 里采用的基本图的一系列文章的一部分。在我 先前关于序列图的文章 里，我把重点从 UML 1.4 版，转移到 OMG的采用UML 2.0版草案规范（又称为UML 2）。在这篇文章中，我将会讨论结构图，这是已经在 UML 2 中提出的一种新图种类。由于本系列文章的目的是使人们了解记号元素及它们的含意，该文主要关注类图。你很快就会知道这样做的理由。随后的文章将会覆盖结构范畴中包含的其它图。

我也想提醒读者，这一系列文章是关于 UML 记号元素的，所以这些文章并不意味着为建模的最好方式提供指导方针，或是该如何决定哪些内容应该首先被建模。相反的，该文及本系列文章的目的主要是帮助大家对于记号元素 -- 语法和含义有一个基本的理解。借由这些知识，你应该可以阅读图，并使用正确的记号元素创建你自己的图。

这篇文章假定你对面向对象的设计已经有了基本的理解。你们当中如果有人需要一些面向对象概念的帮助，那么可以访问 http://java.sun.com/docs/books/tutorial/java/concepts/，来获得Sun公司关于面向对象编程的简短指导。阅读 “什么是类？”和 什么是继承？” 章节，将提供给你足够的理解，并对该文的阅读会有所帮助。另外，David Taylor的书《 Object-Oriented Technologies: A Manager's Guide》提供了面向对象设计的优秀，高水平的说明，而无需对计算机编程有高深的理解。

UML 2 中的阴和阳
在 UML 2 中有二种基本的图范畴：结构图和行为图。每个 UML 图都属于这二个图范畴。结构图的目的是显示建模系统的静态结构。它们包括类，组件和（或）对象图。另一方面，行为图显示系统中的对象的动态行为，包括如对象的方法，协作和活动之类的内容。行为图的实例是活动图，用例图和序列图。

大体上的结构图
如同我所说的，结构图显示建模系统的静态结构。关注系统的元件，无需考虑时间。在系统内，静态结构通过显示类型和它们的实例进行传播。除了显示系统类型和它们的实例，结构图至少也显示了这些元素间的一些关系，可能的话，甚至也显示它们的内部结构。

贯穿整个软件生命周期，结构图对于各种团队成员都是有用的。一般而言，这些图支持设计验证，和个体与团队间的设计交流。举例来说，业务分析师可以使用类或对象图，来为当前的资产和资源建模，例如分类账，产品或地理层次。架构师可以使用组件和部署图，来测试/确认他们的设计是否充分。开发者可以使用类图，来设计并为系统的代码（或即将成为代码的）类写文档。

UML 2 把结构图看成一个分类；这里并不存在称为“结构图”的图。然而，类图提供结构图类型的一个主要实例，并为我们提供一组记号元素的初始集，供所有其它结构图使用。由于类图是如此基本，本文的剩余部分将会把重点集中在类图记号集。在本文的结尾，你将对于如何画UML 2类图有所了解，而且对于理解在后面文章中将涉及的其他结构图有一个稳固的基础。

基础
如先前所提到的，类图的目的是显示建模系统的类型。在大多数的 UML 模型中这些类型包括：

• 类
  
  
• 接口
  
  
• 数据类型
  
  
• 组件

UML 为这些类型起了一个特别的名字：“分类器”。通常地，你可以把分类器当做类，但在技术上，分类器是更为普遍的术语，它还是引用上面的其它三种类型为好。

类名

类的 UML 表示是一个长方形，垂直地分为三个区，如图 1 所示。顶部区域显示类的名字。中间的区域列出类的属性。底部的区域列出类的操作。当在一个类图上画一个类元素时，你必须要有顶端的区域，下面的二个区域是可选择的（当图描述仅仅用于显示分类器间关系的高层细节时，下面的两个区域是不必要的）。图 1 显示一个航线班机如何作为 UML 类建模。正如我们所能见到的，名字是 Flight，我们可以在中间区域看到Flight类的3个属性：flightNumber，departureTime 和 flightDuration。在底部区域中我们可以看到Flight类有两个操作：delayFlight 和 getArrivalTime。

图 1: Flight类的类图

类属性列表

类的属性节（中部区域）在分隔线上列出每一个类的属性。属性节是可选择的，要是一用它，就包含类的列表显示的每个属性。该线用如下格式：

name : attribute type

flightNumber : Integer

继续我们的Flight类的例子，我们可以使用属性类型信息来描述类的属性，如表 1 所示。

表 1：具有关联类型的Flight类的属性名字

在业务类图中，属性类型通常与单位相符，这对于图的可能读者是有意义的（例如，分钟，美元，等等）。然而，用于生成代码的类图，要求类的属性类型必须限制在由程序语言提供的类型之中，或包含于在系统中实现的、模型的类型之中。

在类图上显示具有默认值的特定属性，有时是有用的（例如，在银行账户应用程序中，一个新的银行账户会以零为初始值）。UML 规范允许在属性列表节中，通过使用如下的记号作为默认值的标识：

name : attribute type = default value

举例来说：

balance : Dollars = 0

显示属性默认值是可选择的；图 2 显示一个银行账户类具有一个名为 balance的类型，它的默认值为0。

图 2：显示默认为0美元的balance属性值的银行账户类图。

类操作列表

类操作记录在类图长方形的第三个（最低的）区域中，它也是可选择的。和属性一样，类的操作以列表格式显示，每个操作在它自己线上。操作使用下列记号表现：

name(parameter list) : type of value returned

下面的表 2 中Flight类操作的映射。

表 2：从图 2 映射的Flight类的操作

图3显示，delayFlight 操作有一个Minutes类型的输入参数 -- numberOfMinutes。然而，delayFlight 操作没有返回值。 ¹ 当一个操作有参数时，参数被放在操作的括号内；每个参数都使用这样的格式：“参数名：参数类型”。

图 3：Flight类操作参数，包括可选择的“in”标识。

当文档化操作参数时，你可能使用一个可选择的指示器，以显示参数到操作的输入参数、或输出参数。这个可选择的指示器以“in”或“out”出现，如图3中的操作区域所示。一般来说，除非将使用一种早期的程序编程语言，如Fortran ，这些指示器可能会有所帮助，否则它们是不必要的。然而，在 C++和Java中，所有的参数是“in”参数，而且按照UML规范，既然“in”是参数的默认类型，大多数人将会遗漏输入/输出指示器。

继承

在面向对象的设计中一个非常重要的概念，继承，指的是一个类（子类）继承另外的一个类（超类）的同一功能，并增加它自己的新功能（一个非技术性的比喻，想象我继承了我母亲的一般的音乐能力，但是在我的家里，我是唯一一个玩电吉他的人）的能力。为了在一个类图上建模继承，从子类（要继承行为的类）拉出一条闭合的，单键头（或三角形）的实线指向超类。考虑银行账户的类型：图 4 显示 CheckingAccount 和 SavingsAccount 类如何从 BankAccount 类继承而来。

图 4: 继承通过指向超类的一条闭合的，单箭头的实线表示。

在图 4 中，继承关系由每个超类的单独的线画出，这是在IBM Rational Rose和IBM Rational XDE中使用的方法。然而，有一种称为 树标记的备选方法可以画出继承关系。当存在两个或更多子类时，如图 4 中所示，除了继承线象树枝一样混在一起外，你可以使用树形记号。图 5 是重绘的与图 4 一样的继承，但是这次使用了树形记号。

图 5: 一个使用树形记号的继承实例

抽象类及操作
细心的读者会注意到，在图 4 和 图5 中的图中,类名BankAccount和withdrawal操作使用斜体。这表示，BankAccount 类是一个抽象类，而withdrawal方法是抽象的操作。换句话说，BankAccount 类使用withdrawal规定抽象操作，并且CheckingAccount 和 SavingsAccount 两个子类都分别地执行它们各自版本的操作。

然而，超类（父类）不一定要是抽象类。标准类作为超类是正常的。

关联
当你系统建模时，特定的对象间将会彼此关联，而且这些关联本身需要被清晰地建模。有五种关联。在这一部分中，我将会讨论它们中的两个 -- 双向的关联和单向的关联，而且我将会在Beyond the basics部分讨论剩下的三种关联类型。请注意，关于何时该使用每种类型关联的详细讨论，不属于本文的范围。相反的，我将会把重点集中在每种关联的用途，并说明如何在类图上画出关联。

双向（标准）的关联
关联是两个类间的联接。关联总是被假定是双向的；这意味着，两个类彼此知道它们间的联系，除非你限定一些其它类型的关联。回顾一下Flight 的例子，图 6 显示了在Flight类和Plane类之间的一个标准类型的关联。

图 6：在一个Flight类和Plane类之间的双向关联的实例

一个双向关联用两个类间的实线表示。在线的任一端，你放置一个角色名和多重值。图 6 显示Flight与一个特定的Plane相关联，而且Flight类知道这个关联。因为角色名以Plane类表示，所以Plane承担关联中的“assignedPlane”角色。紧接于Plane类后面的多重值描述0...1表示，当一个Flight实体存在时，可以有一个或没有Plane与之关联（也就是，Plane可能还没有被分配）。图 6 也显示Plane知道它与Flight类的关联。在这个关联中，Flight承担“assignedFlights”角色；图 6 的图告诉我们，Plane实体可以不与flight关联（例如，它是一架全新的飞机）或与没有上限的flight（例如，一架已经服役5年的飞机）关联。

由于对那些在关联尾部可能出现的多重值描述感到疑惑，下面的表3列出了一些多重值及它们含义的例子。

表 3: 多重值和它们的表示

单向关联
在一个单向关联中，两个类是相关的，但是只有一个类知道这种联系的存在。图 7 显示单向关联的透支财务报告的一个实例。

图 7: 单向关联一个实例：OverdrawnAccountsReport 类 BankAccount 类，而 BankAccount 类则对关联一无所知。

一个单向的关联，表示为一条带有指向已知类的开放箭头（不关闭的箭头或三角形，用于标志继承）的实线。如同标准关联，单向关联包括一个角色名和一个多重值描述，但是与标准的双向关联不同的时，单向关联只包含已知类的角色名和多重值描述。在图 7 中的例子中，OverdrawnAccountsReport 知道 BankAccount 类，而且知道 BankAccount 类扮演“overdrawnAccounts”的角色。然而，和标准关联不同，BankAccount 类并不知道它与 OverdrawnAccountsReport 相关联。 ²

软件包
不可避免，如果你正在为一个大的系统或大的业务领域建模，在你的模型中将会有许多不同的分类器。管理所有的类将是一件令人生畏的任务；所以，UML 提供一个称为 软件包的组织元素。软件包使建模者能够组织模型分类器到名字空间中，这有些象文件系统中的文件夹。把一个系统分为多个软件包使系统变成容易理解，尤其是在每个软件包都表现系统的一个特定部分时。 ³

在图中存在两种方法表示软件包。并没有规则要求使用哪种标记，除了用你个人的判断：哪种更便于阅读你画的类图。两种方法都是由一个较小的长方形（用于定位）嵌套在一个大的长方形中开始的，如图 8 所示。但是建模者必须决定包的成员如何表示，如下：

• 如果建模者决定在大长方形中显示软件包的成员，则所有的那些成员 ⁴ 需要被放置在长方形里面。另外，所有软件包的名字需要放在软件包的较小长方形之内（如图 8 的显示）。
  
  
• 如果建模者决定在大的长方形之外显示软件包成员，则所有将会在图上显示的成员都需要被置于长方形之外。为了显示属于软件包的分类器属于，从每个分类器画一条线到里面有加号的圆周，这些圆周粘附在软件包之上（图9）。

图 8：在软件包的长方形内显示软件包成员的软件包元素例子

图 9：一个通过连接线表现软件包成员的软件包例子

了解基础重要性

在 UML 2 中，了解类图的基础更为重要。这是因为类图为所有的其他结构图提供基本的构建块。如组件或对象图（仅仅是举了些例子）。

超过基础
到此为止，我已经介绍了类图的基础，但是请继续往下读！在下面的部分中，我将会引导你到你会使用的类图的更重要的方面。这些包括UML 2 规范中的接口，其它的三种关联类型，可见性和其他补充。

接口
在本文的前面，我建议你以类来考虑分类器。事实上，分类器是一个更为一般的概念，它包括数据类型和接口。

关于何时、以及如何高效地在系统结构图中使用数据类型和接口的完整讨论，不在本文的讨论范围之内。既然这样，我为什么要在这里提及数据类型和接口呢？你可能想在结构图上模仿这些分类器类型，在这个时候，使用正确的记号来表示，或者至少知道这些分类器类型是重要的。不正确地绘制这些分类器，很有可能将使你的结构图读者感到混乱，以后的系统将不能适应需求。

一个类和一个接口不同：一个类可以有它形态的真实实例，然而一个接口必须至少有一个类来实现它。在 UML 2 中，一个接口被认为是类建模元素的特殊化。因此，接口就象类那样绘制，但是长方形的顶部区域也有文本“interface”，如图 10 所示。 ⁵

图 10：Professor类和Student类实现Person接口的类图实例

在图 10 中显示的图中，Professor和Student类都实现了Person的接口，但并不从它继承。我们知道这一点是由于下面两个原因：1) Person对象作为接口被定义 -- 它在对象的名字区域中有“interface”文本，而且我们看到由于Professor和Student对象根据画类对象的规则（在它们的名字区域中没有额外的分类器文本）标示，所以它们是 类对象。 2) 我们知道继承在这里没有被显示，因为与带箭头的线是点线而不是实线。如图 10 所示，一条带有闭合的单向箭头的点 线意味着实现（或实施）；正如我们在图 4 中所见到的，一条带有闭合单向箭头的实线表示继承。

更多的关联
在上面，我讨论了双向关联和单向关联。现在，我将会介绍剩下的三种类型的关联。

关联类
在关联建模中，存在一些情况下，你需要包括其它类，因为它包含了关于关联的有价值的信息。对于这种情况，你会使用 关联类 来绑定你的基本关联。关联类和一般类一样表示。不同的是，主类和关联类之间用一条相交的点线连接。图 11 显示一个航空工业实例的关联类。

图 11：增加关联类 MileageCredit

在图 11 中显示的类图中，在Flight类和 FrequentFlyer 类之间的关联，产生了称为 MileageCredit的关联类。这意味当Flight类的一个实例关联到 FrequentFlyer 类的一个实例时，将会产生 MileageCredit 类的一个实例。

聚合
聚合是一种特别类型的关联，用于描述“总体到局部”的关系。在基本的聚合关系中， 部分类 的生命周期独立于 整体类 的生命周期。

举例来说，我们可以想象，车 是一个整体实体，而 车轮 轮胎是整辆车的一部分。轮胎可以在安置到车时的前几个星期被制造，并放置于仓库中。在这个实例中，Wheel类实例清楚地独立地Car类实例而存在。然而，有些情况下， 部分 类的生命周期并 不 独立于 整体 类的生命周期 -- 这称为合成聚合。举例来说，考虑公司与部门的关系。 公司和部门 都建模成类，在公司存在之前，部门不能存在。这里Department类的实例依赖于Company类的实例而存在。

让我们更进一步探讨基本聚合和组合聚合。

基本聚合
有聚合关系的关联指出，某个类是另外某个类的一部分。在一个聚合关系中，子类实例可以比父类存在更长的时间。为了表现一个聚合关系，你画一条从父类到部分类的实线，并在父类的关联末端画一个未填充棱形。图 12 显示车和轮胎间的聚合关系的例子。

图 12: 一个聚合关联的例子

组合聚合
组合聚合关系是聚合关系的另一种形式，但是子类实例的生命周期依赖于父类实例的生命周期。在图13中，显示了Company类和Department类之间的组合关系，注意组合关系如聚合关系一样绘制，不过这次菱形是被填充的。

图 13: 一个组合关系的例子

在图 13 中的关系建模中，一个Company类实例至少总有一个Department类实例。因为关系是组合关系，当Company实例被移除/销毁时，Department实例也将自动地被移除/销毁。组合聚合的另一个重要功能是部分类只能与父类的实例相关（举例来说，我们例子中的Company类）。

反射关联
现在我们已经讨论了所有的关联类型。就如你可能注意到的，我们的所有例子已经显示了两个不同类之间的关系。然而，类也可以使用反射关联与它本身相关联。起先，这可能没有意义，但是记住，类是抽象的。图 14 显示一个Employee类如何通过manager / manages角色与它本身相关。当一个类关联到它本身时，这并不意味着类的实例与它本身相关，而是类的一个实例与类的另一个实例相关。

图 14：一个反射关联关系的实例

图 14 描绘的关系说明一个Employee实例可能是另外一个Employee实例的经理。然而，因为“manages”的关系角色有 0..*的多重性描述；一个雇员可能不受任何其他雇员管理。

可见性
在面向对象的设计中，存在属性及操作可见性的记号。UML 识别四种类型的可见性：public，protected，private及package。

UML 规范并不要求属性及操作可见性必须显示在类图上，但是它要求为每个属性及操作定义可见性。为了在类图上的显示可见性，放置可见性标志于属性或操作的名字之前。虽然 UML 指定四种可见性类型，但是实际的编程语言可能增加额外的可见性，或不支持 UML 定义的可见性。表4显示了 UML 支持的可见性类型的不同标志。

表 4：UML 支持的可见性类型的标志

现在，让我们看一个类，以说明属性及操作的可见性类型。在图 15 中，所有的属性及操作都是public，除了 updateBalance 操作。updateBalance 操作是protected。

图 15：一个 BankAccount 类说明它的属性及操作的可见性

UML 2 补充
既然我们已经覆盖了基础和高级主题，我们将覆盖一些由UML 1. x增加的类图的新记号。

实例
当一个系统结构建模时，显示例子类实例有时候是有用的。为了这种结构建模，UML 2 提供 实例规范 元素，它显示在系统中使用例子（或现实）实例的值得注意的信息。

实例的记号和类一样，但是取代顶端区域中仅有的类名，它的名字是经过拼接的:

Instance Name : Class Name

举例来说：

Donald : Person

因为显示实例的目的是显示值得注意的或相关的信息，没必要在你的模型中包含整个实体属性及操作。相反地，仅仅显示感兴趣的属性及其值是完全恰当的。如图16所描述。

图 16：Plane类的一个实例例子（只显示感兴趣的属性值）

然而，仅仅表现一些实例而没有它们的关系不太实用；因此，UML 2 也允许在实体层的关系/关联建模。绘制关联与一般的类关系的规则一样，除了在建模关联时有一个附加的要求。附加的限制是，关联关系必须与类图的关系相一致，而且关联的角色名字也必须与类图相一致。它的一个例子显示于图 17 中。在这个例子中，实例是图 6 中类图的例子实例。

图 17：图 6 中用实例代替类的例子

图 17 有Flight类的二个实例，因为类图指出了在Plane类和Flight类之间的关系是 0或多。因此，我们的例子给出了两个与NX0337 Plane实例相关的Flight实例。

角色
建模类的实例有时比期望的更为详细。有时，你可能仅仅想要在一个较多的一般层次做类关系的模型。在这种情况下，你应该使用 角色 记号。角色记号类似于实例记号。为了建立类的角色模型，你画一个方格，并在内部放置类的角色名及类名，作为实体记号，但是在这情况你不能加下划线。图 18 显示一个由图 14 中图描述的雇员类扮演的角色实例。在图 18 中，我们可以认为，即使雇员类与它本身相关，关系确实是关于雇员之间扮演经理及团队成员的角色。

图 18：一个类图显示图14中扮演不同角色的类

注意，你不能在纯粹类图中做类角色的建模，即使图 18显示你可以这么做。为了使用角色记号，你将会需要使用下面讨论的内部结构记号。

内部的结构
UML 2 结构图的更有用的功能之一是新的内部结构记号。它允许你显示一个类或另外的一个分类器如何在内部构成。这在 UML 1. x 中是不可能的，因为记号限制你只能显示一个类所拥有的聚合关系。现在，在 UML 2 中，内部的结构记号让你更清楚地显示类的各个部分如何保持关系。

让我们看一个实例。在图 18 中我们有一个类图以表现一个Plane类如何由四个引擎和两个控制软件对象组成。从这个图中省略的东西是显示关于飞机部件如何被装配的一些信息。从图 18 的图，你无法说明，是每个控制软件对象控制两个引擎，还是一个控制软件对象控制三个引擎，而另一个控制一个引擎。

图 19: 只显示对象之间关系的类图

绘制类的内在结构将会改善这种状态。开始时，你通过用二个区域画一个方格。最顶端的区域包含类名字，而较低的区域包含类的内部结构，显示在它们父类中承担不同角色的部分类，角色中的每个部分类也关系到其它类。图 19 显示了Plane类的内部结构；注意内部结构如何澄清混乱性。

图 20：Plane类的内部结构例子。

在图 20 中Plane有两个 ControlSoftware 对象，而且每个控制二个引擎。在图左边上的 ControlSoftware（control1）控制引擎 1 和 2 。在图右边的 ControlSoftware（control2）控制引擎 3 和 4 。

结论
至少存在两个了解类图的重要理由。第一个是它显示系统分类器的静态结构；第二个理由是图为UML描述的其他结构图提供了基本记号。开发者将会认为类图是为他们特别建立的；但是其他的团队成员将发现它们也是有用的。业务分析师可以用类图，为系统的业务远景建模。正如我们将会在本系列关于 UML 基础的文章中见到的，其他的图 -- 包括活动图，序列图和状态图——参考类图中的类建模和文档化。

关于“UML 基础”的本系列的后面的元件图。

脚注
¹ delayFlight没有返回值，因为我作出了设计决定，不要返回值。有一点可以争论的是，延迟操作应该返回新的到达时间，而且，如果是这种情形，操作属性将显示为 delayFlight(numberOfMinutes : Minutes) : Date。

²可能看起来很奇怪， BankAccount 类不知道 OverdrawnAccountsReport 类。这个建模使报表类可以知道它们报告的业务类，但是业务类不知道它们正在被报告。这解开两个对象的耦合，并因此使系统变得更能适应变化。

³ 软件包对于组织你的模型类是庞大的，但是记住重要的一点是，你的类图应该是关于建模系统的容易交流的信息。在你的软件包有许多类的情况下，最好使用多个主题类图，而不是仅仅产生一个大的类图。

⁴ 要理解重要一点，当我说“所有的那些成员”时，我仅仅意味着在当前图中的类将显示出来。显示一个有内容的软件包的图，不需要显示它的所有内容。它可以依照一些准则，显示包含元素的子集，这个准则就是并非所有的软件包分类器都是必需的。

⁵ 当画一个类图时，在 UML 规范中，全部要做的只是把类放入长方形的顶部区域，而你同理处理接口；然而，UML 规范认为，在这个区域放置“class”文本是可选的，如果类没有显示，那么它应该被假设。

参考资料

• 您可以参阅本文在 developerWorks 全球站点上的 英文原文。
  

关于作者 Donald Bell是IBM全球服务的