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UML可以理解為一種標(biāo)準(zhǔn)化建模語(yǔ)言，主要用于系統(tǒng)描述與業(yè)務(wù)建模，那么，如何使用UML？這篇文章里，作者就進(jìn)行了拆解分析，并對(duì)類圖、用例圖等類型進(jìn)行詳解，一起來(lái)看看吧。

一、WHAT？

什么是UML？

從網(wǎng)上了解到的UML的定義：UML（Unified Modeling Language）是統(tǒng)一建模語(yǔ)言的縮寫，是一種標(biāo)準(zhǔn)化建模語(yǔ)言，由一組集成圖組成，旨在幫助系統(tǒng)和軟件開發(fā)人員指定、可視化、構(gòu)建和記錄軟件系統(tǒng)的工件，以及用于業(yè)務(wù)建模和其他非軟件系統(tǒng)。

從定義中了解到的關(guān)鍵字為UML是一種標(biāo)準(zhǔn)化建模語(yǔ)言，包含各種可視化集成圖，主要用于系統(tǒng)描述和業(yè)務(wù)建模。

二、WHY？

為什么需要UML？

在需求溝通方面，系統(tǒng)研發(fā)過(guò)程中包含了各類參與者，包含項(xiàng)目經(jīng)理、產(chǎn)品經(jīng)理、研發(fā)和測(cè)試，使用UML在于信息交互時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)化，標(biāo)準(zhǔn)化的信息可以最大限度的降低溝通成本和減少溝通漏斗。

在系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面，在使用UML時(shí)，可對(duì)現(xiàn)實(shí)中的業(yè)務(wù)需求，通過(guò)建模，將現(xiàn)實(shí)生活中的業(yè)務(wù)活動(dòng)真實(shí)映射到對(duì)應(yīng)的圖形中，最大程度還原業(yè)務(wù)需求。

在系統(tǒng)描述方面，通過(guò)UML的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)圖形（語(yǔ)言），可以讓閱讀者最快速、最全面的了解到整個(gè)系統(tǒng)是如何構(gòu)成和運(yùn)行的。

三、HOW？

如何使用UML？

UML是開發(fā)面向?qū)ο筌浖蛙浖_發(fā)過(guò)程中非常重要的一部分，分為結(jié)構(gòu)型和行為型的圖。

1. 結(jié)構(gòu)型

結(jié)構(gòu)型（structure diagram）：結(jié)構(gòu)型的圖描述是某種結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)在某段時(shí)間內(nèi)應(yīng)該是穩(wěn)定的、“靜態(tài)”的。

結(jié)構(gòu)型圖包含類圖（class diagram）、對(duì)象圖（object diagram）、結(jié)構(gòu)圖（component diagram）、部署圖（deployment diagram）和包圖（package diagram）。

類圖為必須會(huì)的結(jié)構(gòu)型圖，主用作分析業(yè)務(wù)概念。

結(jié)構(gòu)圖、部署圖主用作分析IT基礎(chǔ)架構(gòu)、軟件架構(gòu)。

對(duì)象圖、包圖則很少使用。

2. 行為型

行為型（behavior diagram）的圖描述的是某種行為，是“動(dòng)態(tài)”的。

行為型圖包含活動(dòng)圖（activity diagram）、狀態(tài)機(jī)圖（state diagram）、時(shí)序圖（sequence diagram）、通信圖（communication diagram）和用例圖（use case diagram）。

活動(dòng)圖、狀態(tài)機(jī)圖、時(shí)序圖為必須會(huì)的行為型圖，主用作分析業(yè)務(wù)流程，大部分情況下至少會(huì)用到其中兩種圖。

用例圖也為必須會(huì)的行為型圖。

通信圖則很少使用。

由此可見(jiàn)，掌握UML中的20%，就能解決需求分析中的80%的問(wèn)題。

不同圖形的使用，沒(méi)有規(guī)定的先后順序，但一定會(huì)交叉使用，不斷迭代對(duì)應(yīng)的圖形，最終得到終版。

3.1 類圖

類圖是鍛煉面向?qū)ο蠓治龊兔嫦驅(qū)ο笤O(shè)計(jì)思想的重要工具，是業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)建模的重要工具，也是其他圖形的基礎(chǔ)。

類圖是用來(lái)展示系統(tǒng)中類的靜態(tài)結(jié)構(gòu)和類之間的關(guān)系，類圖中的基礎(chǔ)元素包含類和接口。

1）結(jié)構(gòu)

類圖分為三層去表示，第一層為類名稱、第二層為類屬性、第三層為類的方法。

在需求分析過(guò)程中，均使用中文即可，類的屬性值和方法值類型可根據(jù)自己的要求去補(bǔ)充。

值類型為字符串（string）、日期（date）、整數(shù)（int）、小數(shù)（double）和布爾（boolean）類型。

2）關(guān)系

類圖包含3類5種關(guān)系，包含泛化 (Generalization) 、實(shí)現(xiàn)(Realization)和關(guān)聯(lián)(Association)三大類，關(guān)聯(lián)關(guān)系又包含聚合 (Aggregation)、組合(Composition)和依賴(Dependency)。

a）泛化

關(guān)系說(shuō)明：類的泛化是將具體抽象成抽象類，抽象類表示這種類是提煉出來(lái)的一種概念，不是具體存在的，具體類具有抽象類的屬性和方法，可用‘is a’理解。

表示方法：由繼承類（具體類）實(shí)線空心箭頭指向被繼承類（抽象類）。

舉例說(shuō)明：學(xué)生 is 用戶。

b）關(guān)聯(lián)

關(guān)系說(shuō)明：關(guān)聯(lián)是一種擁有關(guān)系，關(guān)聯(lián)可以是單向的也可以是雙向的，單向關(guān)聯(lián)只會(huì)有一個(gè)箭頭，雙向關(guān)聯(lián)可以兩個(gè)箭頭或者沒(méi)有箭頭。

表示方法：由擁有者實(shí)線實(shí)心箭頭指向被擁有者。

多重性：多重性表達(dá)在連線末端，表示兩個(gè)類之間的數(shù)量關(guān)系。

• 數(shù)字：精確的數(shù)量
• *或者0..*：表示0到多個(gè)
• 0..1：表示0或者1個(gè)
• 1..*：表示1到多個(gè)

舉例說(shuō)明：老師擁有學(xué)生，老師可以擁有很多學(xué)生，學(xué)生也可以有很多老師，所以二者是雙向關(guān)聯(lián)。

c）聚合

關(guān)系說(shuō)明：聚合是整體和部分的一種關(guān)系，部分可以脫離整體而存在，整體和部分各自有自己的生命周期，可用‘has a’理解。

表示方法：由部分實(shí)線空心棱形箭頭指向整體。

多重性：多重性表達(dá)在連線末端，表示兩個(gè)類之間的數(shù)量關(guān)系。

• 數(shù)字：精確的數(shù)量
• *或者0..*：表示0到多個(gè)
• 0..1：表示0或者1個(gè)
• 1..*：表示1到多個(gè)

舉例說(shuō)明：部門和員工的關(guān)系，部門可以有多名員工，員工也可屬于多個(gè)部門，部門的撤銷并不會(huì)導(dǎo)致員工的消失。

d）組合

關(guān)系說(shuō)明：聚合是整體和部分的一種關(guān)系，部分不可脫離整體而存在，部分依托于整體，可用‘contains a’理解。

表示方法：由部分實(shí)線實(shí)心棱形箭頭指向整體。

多重性：多重性表達(dá)在連線末端，表示兩個(gè)類之間的數(shù)量關(guān)系。

• 數(shù)字：精確的數(shù)量
• *或者0..*：表示0到多個(gè)
• 0..1：表示0或者1個(gè)
• 1..*：表示1到多個(gè)

舉例說(shuō)明：?jiǎn)T工和員工卡的關(guān)系，員工可以沒(méi)有或者一張員工卡，員工卡也只可屬于某一個(gè)員工，不可屬于多名員工。

e）依賴

關(guān)系說(shuō)明：依賴是兩個(gè)類的弱關(guān)聯(lián)關(guān)系，是偶發(fā)性的，可用‘use a’理解。

表示方法：由使用方虛線箭頭指向被使用方。

舉例說(shuō)明：?jiǎn)T工和筆的關(guān)系，在某些需要書寫的場(chǎng)景員工會(huì)使用筆。

f）實(shí)現(xiàn)

關(guān)系說(shuō)明：實(shí)現(xiàn)為接口和類的關(guān)系，需求分析時(shí)用的較少。

表示方法：由類虛線空心三角箭頭指向接口。

舉例說(shuō)明：登錄接口實(shí)現(xiàn)員工的登錄。

3）類圖的使用

類圖分析需求基本步驟：

1. 識(shí)別出類
2. 識(shí)別出類的基本屬性
3. 描繪出類之間的關(guān)系
4. 對(duì)各類進(jìn)行分析、抽象、整理

在使用類圖的過(guò)程中，類之間的關(guān)系是因?qū)嶋H不同的業(yè)務(wù)形態(tài)，關(guān)系也會(huì)有所不同。

例如，針對(duì)車和輪胎這兩類。

在二手車場(chǎng)景中，二者就是聚合關(guān)系。輪胎是車輛的組成部分，但是車也可以替換輪胎，替換下來(lái)的輪胎也可給其他車輛使用。

在車輛運(yùn)行場(chǎng)景中，二者就是組合關(guān)系，車脫離輪胎后將無(wú)法運(yùn)行。

因此，在類圖的使用過(guò)程中，一定要注重業(yè)務(wù)形態(tài)。

3.2 用例圖

用例圖是旨在描述系統(tǒng)使用用戶眼中系統(tǒng)的功能行為。

用例圖需包含參與者（actor）、用例（use case）和用例之間的關(guān)系（association）。

1）參與者

參與者表示參與和使用系統(tǒng)的一類角色。例如，用戶就是商城系統(tǒng)的參與者。

要精準(zhǔn)把握參與者，需要注意以下幾點(diǎn)：

1. 參與者位于系統(tǒng)之外，自身不屬于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)之中；
2. 參與者是抽象的一類角色，而不是具體的對(duì)象。例如，即用戶是參與者，但是具體的用戶‘張三’不是參與者；
3. 參與者不一定是人，也可是外部系統(tǒng)。例如，wms系統(tǒng)也可能是商城系統(tǒng)的參與者。

UML中用一個(gè)人表示參與者，可對(duì)不同的參與者進(jìn)行命名。

2）用例

每一個(gè)橢圓表示一個(gè)用例，每個(gè)用例表示系統(tǒng)提供的一類功能。

3）關(guān)系

用例之間的關(guān)系包含三種，分別是包含、繼承和拓展。

a）包含

關(guān)系說(shuō)明：包含關(guān)系表示主用例包含子用例。

表示方法：由主用例虛線實(shí)心箭頭指向子用例，虛線上標(biāo)注《include》。

舉例說(shuō)明：用戶在賬密登錄的時(shí)候，包含輸入賬號(hào)、輸入密碼、確認(rèn)登陸這三個(gè)子用例。

b）繼承

繼承分為用例的繼承和角色的繼承。

① 用例的繼承

關(guān)系說(shuō)明：繼承關(guān)系的兩個(gè)例子所處不同抽象層，被繼承的用例是繼承用例更抽象的用例。

表示方法：由繼承用例（具體用例）實(shí)線空心箭頭指向被繼承用例（抽象用例），實(shí)線線上不標(biāo)注內(nèi)容。

舉例說(shuō)明：用戶在登錄系統(tǒng)的時(shí)候，可以有賬密登錄、微信掃碼登錄這兩種方式。

② 角色的繼承

關(guān)系說(shuō)明：繼承者是對(duì)被繼承者的更具體的角色，繼承者擁有被繼承者的所有用例，且繼承者具備特有用例。

表示方法：由繼承者實(shí)線空心箭頭指向被繼承者，實(shí)線線上不標(biāo)注內(nèi)容。

舉例說(shuō)明：普通用戶只有查看數(shù)據(jù)的權(quán)限，高級(jí)用戶還會(huì)有管理數(shù)據(jù)的權(quán)限。

c）拓展

關(guān)系說(shuō)明：拓展關(guān)系是在基礎(chǔ)用例上在特定場(chǎng)景下功能拓展，拓展用例是對(duì)基礎(chǔ)用例的補(bǔ)充。

表示方法：由拓展用例實(shí)線實(shí)心箭頭指向基礎(chǔ)用例，實(shí)線線上標(biāo)注《extend》。

舉例說(shuō)明：用戶在登錄系統(tǒng)的時(shí)候，在忘記密碼的情況下可以有忘記密碼這個(gè)操作。

3.3 活動(dòng)圖

1）元素

活動(dòng)圖也就是平常我們所說(shuō)的流程圖，具體元素包含以下：

• 開始節(jié)點(diǎn)：實(shí)心圓，表示活動(dòng)圖的開始，一個(gè)活動(dòng)圖中僅有一個(gè)
• 結(jié)束節(jié)點(diǎn)：圓圈內(nèi)加個(gè)實(shí)心圓，表示活動(dòng)圖的結(jié)束，一個(gè)活動(dòng)圖中可以有多個(gè)
• 活動(dòng)：圓角矩形，表示活動(dòng)
• 轉(zhuǎn)換：實(shí)線箭頭，兩個(gè)活動(dòng)上一活動(dòng)指向下一活動(dòng)
• 分支和監(jiān)護(hù)條件：棱形表示分支，分支連接的轉(zhuǎn)換上標(biāo)注監(jiān)護(hù)條件
• 分叉/匯合：分叉表示兩個(gè)或者多個(gè)并發(fā)運(yùn)行的分支，每個(gè)分支都是相互獨(dú)立；匯合表示兩個(gè)或者多個(gè)分支全部完成之后，才可進(jìn)入下一節(jié)點(diǎn)

2）活動(dòng)圖的使用

例如：比如在申請(qǐng)加盟商入駐的場(chǎng)景，文字版描述如下：

1. 加盟商需申請(qǐng)入駐平臺(tái)
2. 入駐平臺(tái)前需先完成個(gè)人資料維護(hù)、公司資料的維護(hù)
3. 后臺(tái)人員需對(duì)資料進(jìn)行審核，審核通過(guò)則入駐完成，審核不通過(guò)則需重新維護(hù)資料

3.4 狀態(tài)機(jī)圖

狀態(tài)機(jī)圖描述了一個(gè)的對(duì)象在生命周期內(nèi)的各種狀態(tài)和對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換條件，配合活動(dòng)圖能簡(jiǎn)潔扼要的描述對(duì)應(yīng)的業(yè)務(wù)流程。

1）元素

狀態(tài)機(jī)圖包含元素如下：

• 開始狀態(tài)：實(shí)心圓，表示狀態(tài)機(jī)圖的開始，一個(gè)狀態(tài)機(jī)圖中僅有一個(gè)
• 結(jié)束狀態(tài)：圓圈內(nèi)加個(gè)實(shí)心圓，表示狀態(tài)機(jī)圖的結(jié)束，一個(gè)狀態(tài)機(jī)圖中可以有多個(gè)
• 狀態(tài)：圓角矩形，表示狀態(tài)
• 轉(zhuǎn)換：實(shí)線箭頭，表示兩個(gè)狀態(tài)之間的關(guān)系，當(dāng)滿足事件時(shí)，由上一個(gè)狀態(tài)指向下一個(gè)狀態(tài)
• 事件：標(biāo)注在實(shí)線箭頭之上，表示特定的動(dòng)作或行為

2）狀態(tài)機(jī)圖的使用

上例在申請(qǐng)加盟商入駐的場(chǎng)景中狀態(tài)機(jī)圖如下：

3.5 時(shí)序圖

也就是順序圖，強(qiáng)調(diào)時(shí)間維度下不同對(duì)象的消息交互。

1）元素

時(shí)序圖的元素包含如下：

• 對(duì)象/生命線：表示參與交互的對(duì)象。每個(gè)對(duì)象下方都連接著一條生命線（虛線），時(shí)序圖中可以包含多個(gè)對(duì)象/生命線
• 會(huì)話：對(duì)象被激活時(shí)，生命線上會(huì)出現(xiàn)一個(gè)長(zhǎng)條，即會(huì)話，表示一次交互。
• 消息：表示對(duì)象間的消息通信，由一個(gè)對(duì)象的生命線指向另一個(gè)對(duì)象的生命線，包含調(diào)用消息和返回消息，其中返回消息分為同步消息和異步消息：

2）時(shí)序圖的使用

在用戶登錄的場(chǎng)景，文字版描述如下：

1. 用戶在系統(tǒng)登錄頁(yè)「輸入賬密」
2. 用戶「點(diǎn)擊登錄」按鈕
3. 登錄模塊「發(fā)送登錄數(shù)據(jù)」到權(quán)限驗(yàn)證模塊
4. 用戶模塊對(duì)登錄數(shù)據(jù)進(jìn)行「權(quán)限驗(yàn)證」
5. 驗(yàn)證成功，則系統(tǒng)「進(jìn)入主頁(yè)面」；驗(yàn)證失敗，則「清空密碼」并且「提示密碼錯(cuò)誤」

四、總結(jié)

本文從WHAT、WHY和HOW三個(gè)維度介紹了UML，從這三方面讀者能對(duì)UML有個(gè)粗略的認(rèn)識(shí)。

類圖、用例圖、活動(dòng)圖、狀態(tài)機(jī)圖和時(shí)序圖這五種使用頻率較高的圖熟練使用后，應(yīng)該算是基礎(chǔ)入門了，對(duì)于需求分析也許會(huì)有較大的幫助，也許沒(méi)有，這些都因人而異。

UML終究是一種思考方式，了解了基礎(chǔ)使用之后，還是要多實(shí)踐。

這篇文章于我而言算是階段性的總結(jié)，希望對(duì)你也有用。