UML之图情结
UML 中一共有 5类（9种）图，包括用例图、静态图(类图、对象图)、行为图(状态图、活动图)、交互图(时序图、协作图)、实现图(组件图、部署图)。其中的类图是最重要的，还有就是用例图和时序图也是要求要掌握的。UML 中的关系主要包括 4 种：关联关系(association)、依赖关系(dependency)、泛化关系(generalization)、实现关系(realization)。
1、用例图
首先了解一下关于用例图，用例图(Use Case Diagram): 也称为用户模型图, 是从软件需求分析到最终实现的第一步, 它是从用户的角度来描述系统功能。并指出各功能的执行者。用例图包含 3 个基本组件:参与者(Actor), 用例(Use Case), 关系。
1.1参与者(Actor): 与系统交互的人或其他系统，即使用该系统的人或事物，在 UML 中参与者用人形图标表示。
1.2用例(Use Case): 代表系统的某项完整的功能. 在 UML 中使用一个椭圆来表示。
1.3关系: 定义用例之间的关系 ------泛化关系, 包含关系、扩展关系。
1.31泛化关系：是表示同一业务目的(父用例)的不同技术实现(各个子用例). 在 UML 中, 用例泛化用一个三角箭头从子用例指向父用例. 以下是某购物网站为用户提供不同的支付方式。一个用例可以包含其他用例具有的行为, 并把它包含的用例行为作为自身行为的一部分。
1.32包含关系：在 UML 中包含关系用虚线箭头加 “<
1.33扩展关系：如果在完成某个功能的时候偶尔会执行另外一个功能, 则用扩展关系表示.在 UML 中扩展关系用虚线箭头加 “<
2、类图
接下来就是关于类图，类图是面向对象系统建模中最常用的图. 是定义其他图的基础。类图主要是用来显示系统中的类, 接口以及它们之间的关系，即描述了系统的静态结构。类图包含的主要元素有类, 接口和关系。其中关系有关联关系, 泛化关系, 依赖关系和实现关系。在类图中也可以包含注释和约束。
2.1类：是类图的主要组件, 由 3 部分组成: 类名, 属性和方法。在 UML 中, 类用矩形来表示, 顶端部分存放类的名称, 中间部分存放类的属性, 属性的类型及值, 底部部分存放类的方法, 方法的参数和返回类型。在 UML 中可以根据实际情况有选择的隐藏属性部分或方法部分或两者都隐藏。在 UML 中, 共有类型有 “+” 表示, 私有类型用 “–” 表示, 保护类型用 “#” 表示. UML的工具开发商可以使用自己定义的符号表示不同的可见性。
2.2关系
2.21泛化关系：在 UML中用实线空心箭头（由子类指向父类）图形来表示类与类, 接口与接口之间的继承关系. 泛化关系有时也称为”is a kind of”关系。继承还分单重继承和多重继承。单重继承是一个子类继承于一个父类；而多重继承则是一个子类继承于多个父类。
2.22实现关系：在 UML 中用虚线空心箭头（由子类指向父类）图形来表示类与接口之间的实现关系。
2.23依赖关系：对于两个相对独立的系统，当一个系统负责构造另一个系统的实例，或者依赖另一个系统的服务时，这两个系统之间体现为依赖关系。依赖关系用虚线箭头来表示。
2.24关联关系：对于两个相对独立的系统，当一个系统的实例与另一个系统的一些特定实例存在固定的对应关系时，这两个系统之间为关联关系。关联关系用实线箭头来表示。这两个是很容易混淆的，所以应该注意区分。当一个类处于关联的某一端时, 该类就在这个关系中扮演一个特定的角色. 具体来说, 角色就是关联关系中一个类对另一个类所表现的职责. 角色名称是名词或名称短语。关联关系的多重性是指有多少对象可以参与该关联, 多重性可以用来表达一个取值范围, 特定值, 无限定的范围。
2.241聚合关系:是一种特殊的关联. 它表示类间的关系是整体与部分的关系. 简言之: 关联关系中的一个类描述了一个较大的事物, 它由较小的事物组成。聚合关联描述了 “has a” 的关系, 即整体对象拥有部分对象。整体和部分之间用空心菱形箭头的连线连接, 箭头指向整体。
2.242组合关系:是更强形式的聚合，组合关系中, 整件拥有部件的生命周期, 所以整件删除时, 部件一定会跟着删除. 而且, 多个整件不可以同时共享同一个部件。聚合关系中, 整件不会拥有部件的生命周期, 所以整件删除时, 部件不会被删除. 再者, 多个整件可以共享同一个部件。UML 中组成关系用实心的菱形实线表示。
单向关联：只在一个方向上可以导航的关联称为单向关联. 用一条单向箭头的实线表示。
双向关联：用一个带箭头的方向表示; 在两个方向上都可以导航的关联称为双向关联, 用一条没有箭头的实线表示。
3、对象图
对象图与类图极为相似，只是它描述的是一个系统在某个时刻的静态结构，而类图描述所有可能的情况。包括对象、连接、包。
4、时序图
下面就是关于时序图，时序图又叫做序列图或顺序图，是用于描述对象之间的传递消息的时间顺序, 即用例中的行为顺序。当执行一个用例时, 时序图中的每条消息对应了一个类操作或者引起转换的触发事件。在 UML 中, 时序图表示为一个二维的关系图, 其中, 纵轴是时间轴, 时间延竖线向下延伸. 横轴代表在协作中各个独立的对象。当对象存在时, 生命线用一条虚线表示, 消息用从一个对象的生命线到另一个对象的生命线的箭头表示. 箭头以时间的顺序在图中上下排列。在时序图中下面的几个概念是非常重要的：
4.1对象: 时序图中对象使用矩形表示, 并且对象名称下有下划线. 将对象置于时序图的顶部说明在交互开始时对象就已经存在了. 如果对象的位置不在顶部, 表示对象是在交互的过程中被创建的。
4.2生命线: 生命线是一条垂直的虚线. 表示时序图中的对象在一段生命周期内的存在. 每个对象底部中心的位置都带有生命线。
4.3消息: 两个对象之间的单路通信. 从发送方指向接收方. 在时序图中很少使用返回消息。
4.4激活/钝化: 时序图可以描述对象的激活和钝化. 激活表示该对象被占用已完成某个任务. 钝化指对象处于空闲状态, 等待消息. 在 UML 中, 对象的激活时将对象的生命线拓宽为矩形来表示的. 矩形称为计划条或控制期. 对象就是在激活条的顶部被激活的. 对象在完成自己的工作后被钝化。
4.5对象的创建和销毁: 在时序图中, 对象的默认位置是在图的顶部. 这说明对象在交互开始之前就已经存在了. 如果对象是在交互过程中创建的, 那么就应该将对象放到中间部分. 如果要撤销一个对象, 在其生命线终止点处放置 “×” 符号。
5、协作图
又叫做合作图，它可以看成类图和顺序图的交集，协作图建模对象或者角色，以及它们彼此的通信方式。时序图强调的是对象交互的时间顺序，而协作图则强调对象间的交互关系。
6.活动图
接下来就是关于活动图，在 UML 中, 活动图本质上就是流程图. 它用于描述系统的活动, 判定点和分支等。活动图能够演示出系统中哪些地方存在功能，以及这些功能和系统中其他组件的功能如何共同满足用例图建模的商务需求。这儿也有以下几个基本的概念：
6.1动作状态：原子的, 不可中断的动作, 并在此动作完成之后向另一个动作转变. 在 UML 中动作状态用圆角矩形表示, 动作状态所表示的动作写在圆角矩形内部。
6.2分支：在软件系统中很常见。一般用于表示对象类所具有的条件行为. 用一个布尔型表达式的真假来判定动作的流向。条件行为用分支和合并表达.在活动图中, 分支用空心小菱形表示. 分支包括一个入转换和两个带条件的出转换, 出转换的条件应该是互斥的, 须保证只有一条出转换能够被触发。合并包含两个带条件的入转换和一个出转换。
6.3分叉与汇合: 分叉用来描述并发线程, 每个分叉可以有一个输入转换和两个或多个输出转换. 每个转换都可以是独立的控制流. 汇合代表两个或多个并发控制流同步发生, 当所有的控制流都达到汇合点后, 控制才能继续往下进行. 每个汇合可以有两个或多个输入转换和一个输出转换. 在 UML 中分叉和汇合用一条粗直线表示。
6.4泳道：是一个比较形象的概念，泳道将活动图中的活动划分为若干组, 并将每一组指定给负责这组活动的业务组织. 泳道区分负责活动的对象, 明确地表示哪些活动是由哪些对象进行的. 每个活动指定明确地属于一个泳道。在活动图中, 泳道用垂直实线绘出, 垂直线分隔的区域即为泳道。
7、状态图
状态图可以捕获对象、子系统和系统的生命周期。它是用来描述一个特定对象的所有可能状态以及由于各种事件的发生而引起的状态之间的转移。一个状态图应该连接到所有具有清晰的可标志状态和复杂行为的类；该图可以确定类的行为以及该行为如何根据当前的状态而变化，也可以展示哪些事件将会改变类的对象的状态。
8、构件图
构件图又叫做组件图，它是从软件架构的角度来描述一个系统的主要功能，如子系统、类、包、构件。构建图最重要的功能就是——复用。在构件图中，构件是系统中遵从同一组接口且提供起实现的物理的、可替换的部分，它定义了良好的接口实现单元，它可以是一个文件、产品、可执行文件和脚本等。
9、部署图
用来建模系统的物理部署。例如计算机和设备，以及它们之间是如何连接的。部署图的使用者是开发人员、系统集成人员和测试人员。