1、軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)-時(shí)序圖時(shí)序圖提綱提綱1、時(shí)序圖2、時(shí)序圖建模時(shí)序圖什么是時(shí)序圖n 時(shí)序圖是強(qiáng)調(diào)消息時(shí)間順序的交互圖。n 時(shí)序圖描述了對(duì)象之間傳送消息的時(shí)間順序，用來(lái)表示用例中的行為順序。n 時(shí)序圖將交互關(guān)系表示為一個(gè)二維圖。即在圖形上，順序圖是一張表，其中顯示的對(duì)象沿橫軸排列，從左到右分布在圖的頂部；而消息則沿縱軸按時(shí)間順序排序。創(chuàng)建順序圖時(shí)，以能夠使圖盡量簡(jiǎn)潔為依據(jù)布局。什么是時(shí)序圖n 購(gòu)買小車的時(shí)序圖示例：時(shí)序圖的組成n 時(shí)序圖包含了4個(gè)元素：u對(duì)象（Object）u生命線（Lifeline）u消息（Message）u激活（Activation）時(shí)序圖簡(jiǎn)介從參與者到對(duì)象和從參與者到對(duì)象和從對(duì)

2、象到參與者之從對(duì)象到參與者之間發(fā)送的消息間發(fā)送的消息從對(duì)象傳遞給另一從對(duì)象傳遞給另一個(gè)對(duì)象的消息個(gè)對(duì)象的消息在類圖中的類在類圖中的類的對(duì)象的對(duì)象使用系統(tǒng)的參與使用系統(tǒng)的參與者，這個(gè)系統(tǒng)是者，這個(gè)系統(tǒng)是為某個(gè)用例的某為某個(gè)用例的某個(gè)場(chǎng)景設(shè)計(jì)的個(gè)場(chǎng)景設(shè)計(jì)的對(duì)象生命線表示對(duì)象生命線表示從上到下的時(shí)間從上到下的時(shí)間順序，消息順序，消息1 1在在消息消息2 2之前發(fā)生之前發(fā)生，消息，消息2 2在消息在消息3 3之前發(fā)生之前發(fā)生窄長(zhǎng)方框用以強(qiáng)窄長(zhǎng)方框用以強(qiáng)調(diào)這個(gè)部分處于調(diào)這個(gè)部分處于活動(dòng)狀態(tài)活動(dòng)狀態(tài)對(duì)象n 時(shí)序圖中對(duì)象的符號(hào)和對(duì)象圖中對(duì)象所用的符號(hào)一樣。n 將對(duì)象置于時(shí)序圖的頂部意味著在交互開(kāi)始的時(shí)候?qū)ο?/p>

3、就已經(jīng)存在了，如果對(duì)象的位置不在頂部，那么表示對(duì)象是在交互的過(guò)程中被創(chuàng)建的。對(duì)象n 活動(dòng)者和對(duì)象按照從左到右的順序排列n 一般最多兩個(gè)活動(dòng)者，他們分列兩端。啟動(dòng)這個(gè)用例的活動(dòng)者往往排在最左邊；接收消息的活動(dòng)者則排在最右端；n 對(duì)象從左到右按照重要性排列或按照消息先后順序排列。對(duì)象n 對(duì)象的命名方式有三種：u包括對(duì)象名和類名u類名（匿名對(duì)象）u對(duì)象名（不關(guān)心類）生命線n 生命線（Lifeline）：u每個(gè)對(duì)象都有自己的生命線，用來(lái)表示在該用例中一個(gè)對(duì)象在一段時(shí)間內(nèi)的存在u生命線使用垂直的虛線表示u如果對(duì)象生命期結(jié)束，則用注銷符號(hào)表示u對(duì)象默認(rèn)的位置在圖頂部，表示對(duì)象在交互之前已經(jīng)存在u如果是在交

4、互過(guò)程中由另外的對(duì)象所創(chuàng)建，則位于圖的中間某處。激活n 激活表示該對(duì)象被占用以完成某個(gè)任務(wù)，去激活指的則是對(duì)象處于空閑狀態(tài)、在等待消息。n 在UML中，為了表示對(duì)象是激活的，可以將該對(duì)象的生命線拓寬成為矩形。其中的矩形稱為激活條或控制期，對(duì)象就是在激活條的頂部被激活的，對(duì)象在完成自己的工作后被去激活。n 激活條：激活期n 激活期的特點(diǎn)：u當(dāng)一條消息被傳遞給對(duì)象的時(shí)候，它會(huì)觸發(fā)該對(duì)象的某個(gè)行為，這時(shí)就說(shuō)該對(duì)象被激活了。u在UML中，激活用一個(gè)在生命線上的細(xì)長(zhǎng)矩形框表示。u矩形本身被稱為對(duì)象的激活期或控制期，對(duì)象就是在激活期頂端被激活的。u激活期說(shuō)明對(duì)象正在執(zhí)行某個(gè)動(dòng)作。當(dāng)動(dòng)作完成后，伴隨著一個(gè)消

5、息箭頭離開(kāi)對(duì)象的生命線，此時(shí)對(duì)象的一個(gè)激活期也宣告結(jié)束。消息n 面向?qū)ο蠓椒ㄖ?，消息是?duì)象間交互信息的主要方式。n 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)中，模塊間傳遞信息的方式主要是過(guò)程（或函數(shù)）調(diào)用。n 對(duì)象A向?qū)ο驜發(fā)送消息，可以簡(jiǎn)單地理解為對(duì)象A調(diào)用對(duì)象B的一個(gè)操作（operation）。n 順序圖中，盡力保持消息的順序是從左到右排列的。n 一個(gè)順序圖的消息流開(kāi)始于左上方，消息2的位置比消息1低，這意味著消息2的順序比消息1要遲。因?yàn)槲鞣降拈喿x習(xí)慣是從左到右。n 順序圖中消息編號(hào)可顯示，也可不顯示。協(xié)作圖中必須顯示。消息n 在任何一個(gè)軟件系統(tǒng)中，對(duì)象都不是孤立存在的，它們之間通過(guò)消息進(jìn)行通信。n 消息是用來(lái)說(shuō)

6、明時(shí)序圖中不同活動(dòng)對(duì)象之間的通信。因此，消息可以激發(fā)某個(gè)操作、創(chuàng)建或撤銷某個(gè)對(duì)象。n 在時(shí)序圖中，消息是由從一個(gè)對(duì)象的生命線指向另一個(gè)對(duì)象的生命線的直線箭頭來(lái)表示的，箭頭上面還可以表明要發(fā)送的消息名及序號(hào)。n 在個(gè)對(duì)象之間，消息的次序由它們?cè)诖怪陛S上的相對(duì)位置決定。 消息n 在UML中，消息使用箭頭來(lái)表示，箭頭的類型表示了消息的類型。n 進(jìn)行時(shí)序圖建模時(shí)，所用到的消息主要包括以下幾種類型：u簡(jiǎn)單消息（Simple Message）u同步消息（Synchronous Message）u異步消息（Asynchronous Message）u反身消息（Message to Self）u返回消息（Re

7、turn Message）Object1Object21: Simple Message2: Synchronous Message5: Return Message3: Asynchronous Message4: Message to Self消息n 同步消息：u同步消息最常見(jiàn)的情況是調(diào)用，即消息發(fā)送者對(duì)象在它的一個(gè)操作執(zhí)行時(shí)調(diào)用接收者對(duì)象的一個(gè)操作，此時(shí)消息名稱通常就是被調(diào)用的操作名稱。u當(dāng)消息被處理完后，可以回送一個(gè)簡(jiǎn)單消息，或者是隱含的返回。 消息n 異步消息：u異步消息表示發(fā)送消息的對(duì)象不用等待回應(yīng)的返回消息，即可開(kāi)始另一個(gè)活動(dòng)。u異步消息在某種程度上規(guī)定了發(fā)送方和接收方的責(zé)任，即

8、發(fā)送方只負(fù)責(zé)將消息發(fā)送到接收方，至于接收方如何響應(yīng)，發(fā)送方則不需要知道。對(duì)接收方來(lái)說(shuō)，在接收到消息后它既可以對(duì)消息進(jìn)行處理，也可以什么都不做。 消息n 反身消息：u時(shí)序圖建模過(guò)程中，一個(gè)對(duì)象也可以將一個(gè)消息發(fā)送給它自己，這就是反身消息。u如果一條消息只能作為反身消息，那么說(shuō)明該操作只能由對(duì)象自身的行為觸發(fā)。u這表明該操作可以被設(shè)置為private屬性，只有屬于同一個(gè)類的對(duì)象才能夠調(diào)用它。u在這種情況下，應(yīng)該對(duì)時(shí)序圖進(jìn)行徹底的檢查，以確定該操作不需要被其他對(duì)象直接調(diào)用。消息n 返回消息：u返回消息是時(shí)序圖的一個(gè)可選擇部分，它表示控制流從過(guò)程調(diào)用的返回。u返回消息一般可以缺省，隱含表示每一個(gè)調(diào)用都

9、有一個(gè)配對(duì)的調(diào)用返回。u是否使用返回消息依賴于建模的具體/抽象程度。如果需要較好的具體化，返回消息是有用的；否則，主動(dòng)消息就足夠了。對(duì)象的創(chuàng)建和撤銷n 對(duì)象的創(chuàng)建有幾種情況：u時(shí)序圖中的對(duì)象的默認(rèn)位置是在圖的頂部，如果對(duì)象在這個(gè)位置上，那么說(shuō)明在發(fā)送消息時(shí)，該對(duì)象就已經(jīng)存在了；u如果對(duì)象是在執(zhí)行的過(guò)程中創(chuàng)建的，那么它的位置應(yīng)該處在圖的中間部分。n 對(duì)象的創(chuàng)建有兩種方法：ObjectAObjectB1: Create()2: ReturnMessageObjectAObjectB1: Create()2: Return Message對(duì)象的創(chuàng)建和撤銷n 對(duì)象的撤銷有幾種情況：u在處理新創(chuàng)建的對(duì)象

10、，或時(shí)序圖中的其他對(duì)象時(shí)，都可以發(fā)送“destroy”消息來(lái)撤銷對(duì)象。u要想說(shuō)明某個(gè)對(duì)象被撤銷，需要在被撤銷對(duì)象的生命線末端放一個(gè)“”符號(hào)進(jìn)行標(biāo)識(shí)。ObjectAObjectB1: Destroy()2: Return void時(shí)序圖建模時(shí)序圖和用例n 時(shí)序圖的主要用途之一是用來(lái)為某個(gè)用例的泛化功能提供其所缺乏的解釋，即把用例表達(dá)的要求轉(zhuǎn)化為更進(jìn)一步的精細(xì)表達(dá)n 用例常常被細(xì)化為一個(gè)或多個(gè)時(shí)序圖。n 時(shí)序圖除了在設(shè)計(jì)新系統(tǒng)方面的用途之外，它還能用來(lái)記錄一個(gè)存在系統(tǒng)的對(duì)象現(xiàn)在如何交互。時(shí)序圖和用例n 登錄用例：u用戶將用戶名和密碼提交給LoginActionu由LoginAction調(diào)用User

11、ManageruUserManager到用戶數(shù)據(jù)庫(kù)User Server中查找用戶對(duì)象并返回u由UserManager判斷用戶名是否為空、密碼是否正確u然后將User對(duì)象返回u返回后臺(tái)登錄主界面。時(shí)序圖建模n 對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)行為建模的過(guò)程中，當(dāng)強(qiáng)調(diào)按時(shí)間展開(kāi)信息的傳送時(shí)，一般使用時(shí)序圖建模技術(shù)。n 一個(gè)單獨(dú)的時(shí)序圖只能顯示一個(gè)控制流。n 一般情況下，一個(gè)完整的控制流是非常復(fù)雜的，要描述它需要?jiǎng)?chuàng)建很多交互圖（包括時(shí)序圖和協(xié)作圖），一些圖是主要的，另一些圖用來(lái)描述可選擇的路徑和一些例外，再用一個(gè)包對(duì)它們進(jìn)行統(tǒng)一的管理。時(shí)序圖建模n 使用時(shí)序圖對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行交互圖建模時(shí)，可以參考以下策略：u設(shè)置交互的語(yǔ)境，

12、這些語(yǔ)境可以是系統(tǒng)、子系統(tǒng)、類、用例和協(xié)作的一個(gè)腳本。u識(shí)別對(duì)象在交互語(yǔ)境中所扮演的角色，根據(jù)對(duì)象的重要性及相互關(guān)系，將其從左至右放置在時(shí)序圖的頂部。u設(shè)置每個(gè)對(duì)象的生命線。通常情況下，對(duì)象存在于整個(gè)交互過(guò)程中，但它們也可以在交互過(guò)程中創(chuàng)建和撤銷。對(duì)于這類對(duì)象，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)刻設(shè)置它們的生命線，并用適當(dāng)?shù)臉?gòu)造型消息顯示地說(shuō)明它們的創(chuàng)建和撤銷。時(shí)序圖建模n 使用時(shí)序圖對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行交互圖建模時(shí)，可以參考以下策略：u從引發(fā)某個(gè)消息的信息開(kāi)始，在生命線之間畫出從頂?shù)降滓来握归_(kāi)的消息，顯示每個(gè)消息的內(nèi)容標(biāo)識(shí)。u設(shè)置對(duì)象的激活期，可視化消息的嵌套或可視化實(shí)際計(jì)算發(fā)生時(shí)的時(shí)間點(diǎn)。u如果需要設(shè)置時(shí)間或空間的約束，可

13、以為每個(gè)消息附上合適的時(shí)間和空間約束。u如果需要形式化的說(shuō)明某控制流，可以為每個(gè)消息附上前置和后置條件。建立時(shí)序圖的步驟n 確定交互的范圍；n 識(shí)別參與交互的對(duì)象和活動(dòng)者；n 設(shè)置對(duì)象生命線開(kāi)始和結(jié)束；n 設(shè)置消息；n 細(xì)化消息。存款用例的活動(dòng)圖分析級(jí)別分析級(jí)別的順序圖，粗略，雙斜杠忽略消息同步異步類別也無(wú)妨借閱圖書用例的時(shí)序圖n 借閱圖書的過(guò)程為：u圖書管理員選擇菜單項(xiàng)“借閱圖書”，彈出BorrowDialog對(duì)話框；u圖書管理員在該對(duì)話框中輸入借閱者信息，然后由系統(tǒng)查詢數(shù)據(jù)庫(kù)，以驗(yàn)證該借閱者的合法性，若借閱者合法，則在由圖書管理員輸入所要借閱的圖書信息，系統(tǒng)記錄并保存該借閱信息。 : Librarian:Ma