从业务到软件架构——软件建模

一、问题

1.架构到底是什么？架构和业务之间到底什么关系？
2.好的架构的设计出发点是什么？好的架构应该是什么样的？

作为一个计算机领域的词汇，架构的定义是：有关软件整体结构与组件的抽象描述，用于指导大型软件系统各个方面的设计。

然而业务在不断变化，我们的软件架构也在快速腐化，所以必须要不断的迭代更新，不断适应新的业务需求。一个软件架构的设计主要有三点：

功能需求 + 约束条件 + 性能

约束条件指在什么环境下运行，Linux还是windows，嵌入式还是PC，性能就是安全，并发，响应速度，吞吐量等。

二、软件建模

软件建模就是对一个系统的抽象化，在需求和实现之间架起一座桥梁，通过模型指导一个软件系统的具体实现

三、软件建模方法

在不同的领域和场景下有不同的软件建模方法，其各自的建模思想和采用的建模工具也不尽相同，如：

    结构化方法（Structured Method）
    面向对象方法（Object Oriented Method）
    基于构件方法（Component Based Method）
    面向服务方法（Service Oriented Method）
    面向切面方法（Aspect Oriented Method）
    模型驱动方法（Model Driven Method）
    形式化方法（Formal Method）
 

四、架构分类

逻辑视图：用于描述系统软件功能拆解后的组件关系,组件约束和边界,反映系统整体组成与系统如何构建的过程。关注功能和逻辑层。

开发视图：描述系统的模块划分和组成,以及细化到内部包的组成设计,服务于开发人员,反映系统开发实施过程。

物理视图：描述软件如何映射到硬件，反映系统在分布方面的设计，系统的组件是如何部署到一组可计算机器节点上,用于指导软件系统的部署实施过程。

处理视图：用于描述系统软件组件之间的通信时序,数据的输入输出,反映系统的功能流程与数据流程,通常由时序图和流程图表示。关注进程、线程、对象等运行时概念以及相关的并发、同步、通信等问题。

五、 软件建模工具

随着面向对象技术的不断发展和应用，形成了面向对象的建模标准，即UML统一建模语言。UML是面向对象开发中一种通用的图形化建模语言，具有如下特点：

    面向对象：支持面向对象的主要概念，提供了一批基本的模型元素的表示图形和方法，能简洁明了地表达面向对象的各种概念
    可视化、表示能力强：通过UML的模型图能够清晰地表示系统的逻辑模型和实现模型，可用于各种复杂系统的建模
    独立于过程：是系统建模语言，独立于开发过程
    独立于程序语言：用UML建立的软件系统模型可以用Java、C++、Smalltalk等任何一种面向对象的程序设计来实现
    易于掌握使用：UML图形结构清晰，建模简洁明了，容易掌握使用

（1）UML的组成：由事物、关系、图三部分组成。

       1）事物：结构事物（用例、类、接口、协作、活动类、组件、节点）；行为事物（交互、状态机）；组织事物（包）；辅助事物（注释）

       2）关系：关联、依赖、泛化、组合、聚合

       3）图：动态图（状态图，顺序图，合作图，活动图）；静态图（用例图，类图，对象图，组件图，部署图）

（2）UML的五种视图（对上面九种模型图的实际应用）

    【白盒视图】逻辑视图，使用类图和对象图实现

    【白盒视图】实现视图，使用组件图实现

    【白盒视图】运行视图，使用状态图，顺序图，合作图，活动图实现

    【黑盒视图】部署视图，使用部署图实现

    【黑盒视图】用例视图，使用用例图实现

(3) UML模型图的五种关系

类的五种关系：泛化=实现>组合>聚合>关联>依赖(耦合度依次减弱，一个类的改变对另一个类影响越大则耦合度越强)

1）泛化： 指的是类之间的继承或者实现关系，继承使用空心三角箭头+实线表示[<|--]，实现使用空心三角箭头+虚线表示[<|..]，生命周期：在定义类关系时就必须确定，一开始有效

2）组合：表示个体与组成部分之间的关联关系，组成部分是个体不合分割的一部分[*--]，使用实心菱形+实线表示，生命周期：在类实例化时有效

3）聚合：表示集体与个体的关联关系，个体独立于集体，使用空心菱形+实线[o--]，生命周期：在调用方法调用时有效

4）关联：表示一个类需要依赖另一个类做成员属性的关联关系，使用箭头+实线表示[-->]，生命周期：在类的成员变量内有效

5）依赖：表示一个类需要依赖另一个类做方法的返回值、形参、局部变量或者调用另外一个类方法的依赖关系，使用箭头+虚线表示[..>]，生命周期：在类的函数调用时有效

（4）应用到具体的软件开发流程

1）需求分析：使用用例视图（用例模型图），去描述外部参与者（角色）对系统功能的建模；分析是否满足客户需求。

2）概要设计：使用逻辑视图（类图、对象图）和行为视图（状态图、活动图、合作图、顺序图），去描述系统的静态结构和动态结构。

3）详细设计：使用逻辑视图（类图、对象图）和行为视图（状态图、活动图、合作图、顺序图），去描述实现系统的静态结构和动态结构方案。

4）编码阶段：将详细设计的静态结构和动态结构方案实现到具体编码中。

5）测试阶段：使用逻辑视图（类图）描述编写单元测试用例，使用实现视图（组件图）和部署视图（部署图）去描述集成测试用例。

参考：

对软件建模的全面认识_huahua.Dr的博客-CSDN博客

【精选】软件建模概述 & UML模型图-CSDN博客

一文了解8种常用的软件架构模式，原理与应用