架构师必须学会的UML图小结

Posted 2022-05-16 小羊子说

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一、 UML 是什么

定义

UML 是统一建模语言, 是一种开放的方法，用于说明、可视化、构建和编写一个正在开发的、面向对象的、软件密集系统的制品的开放方法。

作用

1. 帮组开发团队以一种可视化的方式理解系统的功能需求。
2. 有利于开发团队队员之间在各个开发环节间确立沟通的标准，便于系统文档的制定和项目的管理。因为 UML 的简单、直观和标准性，在一个团队中用 UML 来交流比用文字说明的文档要好的多。
3. UML 为非专业编程人士理解软件的功能和构造，提供了一种直白、简单、通俗的方法。
4. 使用 UML 可以方便的理解各种框架的设计方式。

二、 UML 画图的工具推荐

1. MarkDown
2. PlantUML
3. Draw.io (Mac)
4. PowerDesigner (Windows)

工作中第一个常用用来写文档，二三个用来画UML图比较多（推荐结合使用）。

只要掌握常用的几种图 (用例图、类图、时序图、活动图) ，就已经迈向架构第一步了，工作学习中交流起来就容易多了。

三、UML 类图中的关系

在 UML 类图中，常见的有以下几种关系：

• 泛化（Generalization）（继承）
• 实现（Realization）
• 关联（Association)
• 聚合（Aggregation）
• 组合（Composition）
• 依赖（Dependency）

他们的强弱级别为：

UML 类与类之间的关系表示总览：

以下 UML 图用的是 Draw.io 来画的，开源地址：https://github.com/jgraph/drawio

1. 泛化(继承)

【泛化关系】：是一种继承关系，表示一般与特殊的关系，它指定了子类如何特化父类的所有特征和行为。
【例如】：男人是人的一种，既有男人的特性也有人的共性。女人也是如此。
【箭头指向】：带三角箭头的实线，箭头指向父类。

2. 实现（Realization）

【实现关系】：是一种类与接口的关系，表示类是接口所有特征和行为的实现。
【例如】：USB 是一个接口，每一个电脑都可以插上 USB 这个接口。
【箭头指向】：带三角箭头的虚线，箭头指向接口。

3. 关联（Association)

【关联关系】：是一种拥有的关系，它使一个类知道另一个类的属性和方法。关联可以是双向的，也可以是单向的。
【例如】：老师与学生是双向关联，老师有多名学生，学生也可能有多名老师。但学生与某课程间的关系为单向关联，一名学生可能要上多门课程，课程是个抽象的东西，他不拥有学生。
【代码体现】：成员变量。
【箭头及指向】：双向的关联可以有两个箭头或者没有箭头，单向的关联有一个箭头。

4. 聚合（Aggregation）

【聚合关系】：是整体与部分的关系，可以看成 「has-a」 的关系，部分可以离开整体而单独存在。
【例如】：电脑和键盘是整体和部分的关系，电脑没了键盘仍然可以存在。
【代码体现】：成员变量。
【箭头及指向】：带空心菱形的实心线，菱形指向整体。

5. 组合(Composition)

聚合关系】：是整体与部分的关系，可以看成 「contains-a」 的关系，部分离开整体后无法单独存在。
【例如】：鸟儿和翅膀是整体和部分的关系，鸟儿没了翅膀不能独立存在。
【代码体现】：成员变量。
【箭头及指向】：带实心菱形的实心线，菱形指向整体。

6. 依赖(Dependency)

【聚合关系】：是一种使用的关系，即一个类的实现需要另一个类的协助，所以要尽量不使用双向的互相依赖。
【例如】：人依赖计算机实现玩电脑游戏的目的。
【代码体现】：局部变量、方法的参数或者对静态方法的调用。
【箭头及指向】：带箭头的虚线，指向被使用者。

如果要画项目的设计图，有很多类的关系图，这个软件可以使用。如果需要快速在设计某个功能时也可以使用 PlantUML 来实现，怎么快怎么来。

可以在网页上画，在 IDE中也有插件 ：

比如我在总结设计模式系列时，就用这个来画。

用代码来直接渲染生成UML 设计图片

代码如下：

@startuml
skinparam classAttributeIconSize 0

package "class ChainOfResponsibility(责任链模式)"  
    abstract class Handler
    
    #setSuccessor(Handler)
    +handle():void
    
    note left: 抽象处理者

    class HandlerA
    
    +handle():void
    

    class HandlerB
    
    +handle():void
    

     class HandlerC
     
     +handle():void
     

    Handler o-- Handler:0..1
    Handler <|-- HandlerA
    Handler <|-- HandlerB
    Handler <|-- HandlerC
    Client ..> Handler

@enduml

生成的效果图：

四、小结

UML 是每一个软件开发者都必须要熟练掌握的，如何你还不会，赶紧学习（卷）起来吧。

参考资料：

1. PlantUml