UML顺序图的建模方法及应用示例

《UML 2.5基础、建模与设计实践》(李波，姚丽丽，朱慧)【摘要书评试读】- 京东图书

顺序图是强调消息时间顺序的交互图，它描述了对象之间传送消息的时间顺序，用于表示用例中的行为顺序。顺序图将交互关系表示为一个二维图，横轴代表在协作中各独立对象的类元角色；纵轴是时间轴，时间沿竖线向下延伸。使用顺序图对系统建模时，可以遵循如下策略：

（1）设置交互语境，这些语境可以是系统、子系统、操作、类、用例和协作的一个脚本。

（2）通过识别对象在交互中扮演的角色，根据对象的重要性，将其按从左到右的顺序放置在顺序图中。

（3）设置每个对象的生命线。一般情况下，对象存在于交互的整个过程，但它可以在交互过程中创建和撤销。

（4）从引发某个交互的信息开始，在生命线之间按从上往下的顺序画出随后的信息。

（5）设置对象的激活期，这可以可视化实际计算发生时的时间点、可视化消息嵌套等。

（6）如果需要设置时间或空间约束，可以为每个消息附上合适的约束。

（7）给控制流的每个消息附上前置或后置条件，这可以更详细地说明这个控制流。

根据以上策略，画顺序图的一般步骤是：

（1）确定交互的范围。

（2）确定参与交互过程的活动者与对象。

（3）确定活动者、对象的生命周期。

（4）确定交互中产生的消息。

（5）细化消息的内容。

【例6.1】家用汽车都会配备那种能够遥控锁车、开锁、打开后备箱的钥匙。当按下“锁车”按钮时，汽车会闪动一下车灯并发出一声蜂鸣，说明车门上锁了。这里涉及3个类：CarOwner（车主）、CarKey（车钥匙）和Car（车）。现在我们就用这样一个实例介绍顺序图的设计。

1）应用场景

该建模场景的描述如下：

（1）从CarOwner到CarKey的请求，要求CarKey实现getButtonPress(b)操作，登记CarOwner按下的按钮（通常用b引用）。

（2）CarKey发送消息给Car，通知Car实现其pressKeyMessage(b)操作，如果按下的按钮b是“lock”，Car就会向它自己发送执行lock()操作的请求。然后，Car发送两个信号BlinkLights和Beep给CarOwner。

2）实现

首先，绘出3个匿名对象，它们分别是CarOwner、CarKey和Car的实例。然后，把它们放在顺序图的最顶层，再为每个对象绘制一条生命线，如图6.17所示。

图6.17 顺序图的初始

根据场景描述，绘制的顺序图如图6.18所示。

图6.18 汽车和车钥匙顺序图

【例6.2】ATM取款看起来是件很简单的事情，首先插入银行卡，然后按照提示输入密码，再选择“取款”，接着输入数额，最后提出现金，但是整个过程中各个对象之间要涉及很多的消息。

1）应用场景

ATM取款应用场景描述如下：

（1）银行储户将银行卡插入读卡机insertCard()。

（2）读卡机将信息传给客户管理acceptCard()。

（3）客户管理提出查询密码checkPass()。

（4）显示屏要求银行储户输入密码inputPassRequest()。

（5）储户在输入设备输入密码inputPass()。

（6）输入设备将输入的密码传递给客户管理transPass()。

（7）客户管理请求事务管理确认密码的合法性requestPassLegal()。

（8）事务管理确认密码的合法性并返给客户管理passLegal()。

（9）客户管理通过显示屏询问服务类别queryKind()。

（10）显示屏要求储户输入服务类别请求showServiceRequest()。

（11）储户输入取款请求inputTakeRequest()。

（12）输入设备向客户管理发出取款请求takeRequest()。

（13）客户管理提出取款金额qureyMoney()。

（14）显示屏向银行储户发出取款数额请求showMoneyRequest()。

（15）储户输入取款数额inputMoney()。

（16）输入设备将储户输入的数额传递给客户管理transMoney()。

（17）客户管理确认取款额数并返给显示屏queryMoney()。

（18）显示屏呈现给储户确认信息showOKRequest()。

（19）储户输入确认信息inputOK()给输入设备。

（20）输入设备将确认信息传递给客户管理OKInformation()。

（21）客户管理请求事务管理确认数额的合法性requestMoneyLegal()。

（22）事务管理确认数额的合法性并返给客户管理moneyLegal()。

（23）事务管理向点钞机发出出钞请求requestTake()。

（24）点钞机出钞票outMoney()。

（25）储户取出钞票takeMoney。

（26）取卡outCard()。

2）实现

在整个场景中，用到7个对象，分别是“银行储户”“读卡机”“显示屏”“输入设备”“客户管理”“点钞机”和“事务管理”。它们之间通过消息传递保障其功能正常运行。对应的顺序图如图6.19所示。

图6.19 ATM取款顺序图

【例6.3】在前面几章我们以图书管理系统为例进行了分析，并且已经对其静态图进行了建模。

由于图书管理员、系统管理员以及借阅者这3个参与者的参与，以及对图书的操作内容较多，因此图书管理系统中的顺序图相对较多，比如有图书管理员处理借书顺序图、图书管理员处理还书顺序图、借阅者查询书目顺序图、系统管理员添加图书顺序图、系统管理员删除书目顺序图、系统管理员添加借阅者账户顺序图等。

下面分别介绍这几种顺序图的创建。

1）图书管理员处理借书顺序图

图书管理员收到借阅者的借书申请时，首先验明借阅者的身份，如果没有问题，则查找借阅书目，如果借阅者没有超出最大借阅数量，则开始借阅并更新图书列表信息，借阅成功。图书管理员处理借书的顺序图如图6.20所示。

图6.20 图书管理员处理借书顺序图

2）图书管理员处理还书顺序图

在图书管理系统中，图书管理员处理还书时，首先是借阅者向图书管理员发出还书请求，图书管理员将读者的信息和所要归还的图书信息发送到数据库，由系统检查用户的合法性，当借阅者的信息和图书的信息都得到确认后，图书管理员修改图书信息和借阅者信息，将结果显示处理，完成还书操作。图书管理员处理还书的顺序图如图6.21所示。

图6.21 图书管理员处理还书顺序图