架构师系列《UML》

Posted 2021-04-17 质量互变

三，UML

      UML（Unified Modeling Language）是一种标准语言，用于制定，可视化，构造和文档的软件系统。对于UML的学习成本较高，个人认为应该采取 “抓大放小” 的学习方式。如果一上来就注重每一个实现细节，无疑成本是巨大的。而且现实工作环境中如果不是做专业的设计输出，UML 带来的价值远远不如同事们坐一起，把设计想法在草纸上画一下效率更高。所以以下内容只抓“大”。

面向对象的世界

      UML是强大到足以代表所有的概念存在于面向对象的分析和设计。UML图是面向对象的概念的表示。因此，学习UML之前，先熟悉一下面向对象的概念（特性）。

• 抽象: 抽象代表现实世界中实体及实体之间的关系。

• 封装: 封装是将信息或数据隐藏的访问的保护。

• 继承: 继承是用来表示类之间的 is-a 关系的，分为单继承和多继承。

• 多态: 定义的机制来以不同的形式存在（子类可以动态的替换父类的方法并执行）。

• 对象: 对象代表一个实体的基本构建块。

• 类: 类是对象的蓝图。

UML概念模型

      概念模型可以被定义为模型，它是由概念和它们之间的关系组成。概念模型的第一步是绘制UML图之前。它有助于了解在现实世界中的实体，以及他们如何互相交流。有三个主要的模型：1.功能模型：从用户的角度展示系统的功能，包括用例图。2.对象模型：采用对象，属性，操作，关联等概念展示系统的结构和基础，包括类别图、  对象图。3.动态模型：展现系统的内部行为。包括序列图，活动图，状态图。

       区分UML模型和UML图是非常重要的，UML图，包括用例图、协作图、活动图、序列图、部署图、构件图、类图、状态图，是模型中信息的图形表达方式，但是UML模型独立于UML图存在。

UML图

结构性图形（Structure diagrams）

目标：强调的是系统式的建模。

图形：静态图（static diagram）「类图，对象图，包图」，实现图（implementation diagram）「组件图，部署图」，剖面图，复合结构图。

行为式图形（Behavior diagrams）

目标：强调系统模型中触发的事件。

图形：活动图，状态图，用例图。

交互性图形（Interaction diagrams）

目标：属于行为图形的子集合，强调系统模型中的资料流程。

图形：通信图，交互概述图，时序图，时间图。

案例（食堂就餐卡系统设计）

     功能描述：系统中每个消费者都有一张卡，在管理中心注册缴费，卡内记着消费者的身份、余额。使用时将卡插入收款机则显示卡上金额，服务员按收款机上数字键，收款机自动计算并显示消费额及余额。管理中心的管理员监视每一笔消费，可打印出消费情况的相关统计数据。非功能描述（暂不讨论）。

部署图

部署图：1.管理系统用于餐卡，人员，刷卡设备，消费，支付的统一管理系统。2.消费管理用于用餐人员消费记录记录。3.支付系统用于餐卡充值对接第三方支付平台。4.设备管理用于刷卡设备与系统通信。

管理中心组件图

管理中心包括5个基本组件： 1.用户管理组件负责管理开卡用户和系统管理员及商户基本信息。 2.卡片管理组件负责卡片基本信息管理。 3.户账户管理组件负责消费者金额账户基本信息管理。 4.消费记录组件负责消费记录信息管理。 5.收款机通信组件负责收款设备的在线管理。

注册序列图

用户注册流程：1.消费者通过管理系统完成开卡2.消费者信息对卡片进行管理确认3.消费者同支付平台进行充值 4.消费者充值完成之后产生充值类型的消费记录

消费时序图

用户消费流程：1.刷卡设备通过设备管理服务建立与服务器的通信。2.用户插入卡片，设备读取卡片ID通过管理系统获取卡片及账户基本信息。3.操作员输入金额确认通知管理系统进行扣款。并返回处理结果4.管理系统处理扣款后将消费记录同步到消费管理。

     UML 统一建模语言可以将沟通的成本降到最低（建立在对UML都有所了解的情况下）。学习UML的目的是帮助自己工作中理清设计思路，输出设计方案。架构不仅存在于大型的软件系统中，个人的生活，学习，职业发展也需要架构。架构是用来确定做事的边界。边界内做事才能将有限的精力发挥最大的价值。

未完待续