UML-顺序图

提示：用例图从参与者的角度出发，描述了系统的需求（用例图）；静态图定义系统中的类和对象间的静态关系（类图、对象图和包图）；状态机模型描述系统元素的行为和状态变化流程（状态图和活动图）；而交互图描述整体系统各元素间的交互（顺序图、时间图、通信图和交互概览图）。

• 交互图主要描述系统中各个对象之间的交互，包含顺序图、时间图、交互概览图和通信图等。
• 在交互图中，使用最为广泛的是顺序图和通信图，顺序图主要突出系统对象之间交互的顺序；通信图主要突出系统对象之间的协作关系和交互的详细内容。

一、顺序图简介

• 顺序图描述了系统各成员之间的交互，这里的系统成员包括参与者、系统中的各个对象等。
• 顺序图通过时间轴的方式将这些交互联系起来，同时以时间轴的方式描述各个对象交互的先后次序。
• 顺序图从上往下表示时间的进行，每一步行为可以使用序号表达执行顺序。
• 顺序图的构成元素有四个：对象、生命线、消息和激活期。

1.对象

• 顺序图中的对象并不是系统类的对象，而是系统中存在交互的元素，可以是类、参与者或组件。
• 顺序图中的对象分为两种，一种是在程序运行初始就已经存在的。另一种是在程序的运行过程中创建的。

（1）初始时已存在的对象

• 对象在顺序图中由拖着生命线的矩形表示。对象名放在头部矩形内部。
• 顺序图中的对象代表参与交互的一类元素，并不特指一个对象。
  

（2）在执行中新建的对象

• 在顺序图中，由于生命线由上向下延续，初始对象在一开始就存在，因此初始对象放在顺序图中的顶部。但执行中创建的对象是在被创建之后才开始它的生存期，因此执行中创建的对象可以放在顺序图时间轴方向的中间。
  

2.生命线

• 生命线有两种状态：休眠状态和激活状态。处在激活状态下的生命线时段又称为激活期。
• 休眠状态下的对象没有进行交互，只要有交互存在，对象就处在激活状态。
  • 休眠状态下生命线由一条虚线表示，代表对象在该时间段是没有信息交互的。
  • 激活状态就是激活期，用矩形长条表示，代表对象在该段时间段内有信息交互，交互由信息表示。
• 每一种对象的生命线默认初始状态为休眠状态，在发生交互时变为激活状态。无论是休眠状态还是激活状态，都标识在对象下方的垂直线上。
  

3.激活期

• 当一条消息被传递给对象的时候，它会触发该对象的某个行为，这时就说该对象被激活了。在生命线上，激活期使用矩形长条表示。矩形长条本身被称为对象的控制期，控制期说明对象正在执行某个动作。
• 激活期本身从一条信息的发出或接收开始，到最后一条信息的发出或接收结束；激活期的垂直长度表示信息交互持续的时间（粗略的时间）。
• 在顺序图中，一个激活期只包含一个事件。因此需要将激活期分开来表示。
  

4.消息

• 对象、生命线和激活描述了对象的交互状态，而消息是对交互的解释说明。每两个对象的交互中都会有消息存在。
• 消息的高度决定了消息产生的时间顺序，在顺序图中，消息使用带箭头的直线来表示，由一个对象的生命线指向另一个对象的生命线。
• UML 中的四种类型的消息：
  • 同步消息： 是同步进行、需要返回消息的消息，通常成对出现。
  • 异步消息： 是不需要返回消息的消息，通常单独出现。
  • 简单消息： 是不区分同步、异步的消息，用于概括消息的传递。
  • 返回消息： 是对象间返回的信息消息，用于信息的传递。
• 注意： 有时消息并不用分清是同步还是异步，或者不确定是同步还是异步，此时使用简单消息代替同步消息和异步消息既能表达意思，又能很好地被接受。
  

（1）序号

• 序号不是顺序图的构成元素是对消息的一个补充。将顺序图中所有的消息使用连续的序号进行修饰，使读者能够根据消息的序号看出消息发出的顺序。
• 消息中的序号并不只是根据消息的发生顺序从 1 向后排序，对于同步消息来说，同步消息和异步消息的传递是不可分割的，是同一个过程，因此需要放在同一个步骤中。
• 需要作为同一个步骤的不只是同步消息和返回消息，有时一个步骤需要多个消息的交互，需要将消息的序号分级表示。
  

（2）参数

• 对象间传送的消息可以是信息或事件，与类中的方法等效。一些事件是有参数和返回值的，顺序图中的消息同样可以使用参数和返回值。
  

5.组合片段

• 组合片段是顺序图中的一个片段，以组合的形式描述顺序图中的一个特殊工作流。
• 组合片段用于解决顺序图中的控制流分支、循环或中断。
  

（1）选项组合片段

• 用于描述特殊情况下的对象交互。选项组合片段类似于程序中的 if 语句，而没有 else 选项。
  

（2）备选组合片段

• 用于指出某时刻不同情况下的所有可能的控制流，类似于程序中的 switch 语句。备选组合片段在区域内部使用虚线，分割成不同区域，每个区域代表一种条件下的控制流。
  

（3）循环组合片段

• 该组合片段区域内的交互需要执行多次。循环组合片段可以定义循环执行的条件，并具有 Min 和 Max 属性，分别定义交互重复的最小和最大循环次数，默认是“无限制”。
  

（4）引用组合片段

• 引用组合片段用来实现交互序列的可重用性。
• 引用组合片段首先定义用于重用的交互序列，之后将该交互序列引入到顺序图中的其他位置。