UML系列（1）：认识UML踏入设计之路
前言
特别说明：本系列受《UML基础、案例与应用》和《软件工程》的启发，最终精炼于日常工作的经验。
UML（Unified Modeling Language），统一建模语言。UML对程序员是极度友好的，是系统分析工具、系统设计工具，也是系统相关人员沟通的桥梁。
UML提供了多种图，目的是为了用不同的视图去展示一个系统，这样构建出来的一组视图被称为一个“模型”。注意：一个UML模型只描述了一个系统要做什么，它并没告诉说明系统是如何被实施的。
而UML之所以称之为“语言”是因为其最根本用途是用于交流，特别当一个系统中有多个不同类型的风险承担人时，采用多视角的视图可以跟不同的风险承担人进行沟通。比如：系统分析员通过“用例图”与客户和系统设计师沟通，系统设计师用类图、状态图等与开发人员沟通等。
建模是一项极其讲究经验的能力，是一种多角色间沟通的方法，其学习大致有如下三个阶段：
- 知识匮乏，无领域意识。
- 在某领域中工作并学习一段时间，领域意识觉醒，寻求补充领域知识及其表达。
- 补充领域知识，开始跳出终端（编程）看源头（战略、需求、问题），常常要在多角色视角中切换。
而UML建模是从阶段1至阶段2的一个助推剂，也是阶段3的一个燃料。当然，在阶段3中，UML建模更多承担的是技术层面的沟通。
术语
术语 | 描述 |
|---|---|
系统 | 是硬件和软件的结合体，它能提供业务问题的解决方案 |
系统开发 | 是为客户建立一个系统的过程 |
客户 | 是需要解决问题的人 |
系统分析员 | 将客户所要解决的问题编制成文档，并将其文档交付给开发人员 |
开发人员 | 是为了解决客户的问题而构造软件，并在计算机硬件上实施该软件的程序员 |
UML图
类图
一个类是一类或一组具有类似“属性”和共同“行为”的事物。类图能够为开发人员提供一种模仿现实世界的表达方式。
类图示例
如上所示，第一区块是类名，第二区块是属性，第三区块是行为：
- 类名：所有单词的首字母都大写
- 属性：首个单词的首字母小写，随后的单词首字母都大写
- 行为：首个单词的首字母小写，随后的单子首字母都大写，并在最后面加
()以表示是一个行为。
对象图
对象是一个类的实例，是具有具体属性值的一个具体事物。
命名对象示例图
如上所示，对象与类相似，区别有两点：
- 类名前提供对象名称，并用冒号分隔。且对象名称的首个单词的首字母是小写的。
- 对象名和类名有下划线
当然，把“对象名”去掉后就是匿名对象了：
匿名对象示例图
用例图
用例是从用户的观点对系统行为的一个描述。
用例示例图
左侧的人行被称为“参与者”，右侧的椭圆形则代表用例。注意：“参与者”既可以是人，也可以是另一个系统。而矩形表达的是代表解决方案的系统，用例则在其中。
每个用例都是由一组场景组成的。用例对于系统开发人员来说，可以用来从用户角度收集系统需求。
状态图
在任一给定的时刻，一个对象总是处于某一特定的状态，状态图就是用来陈述这些状态是如何转换的。
状态示例图
一个圆圈的符号表示起始状态，两个圆圈的符号表示终止状态。注意：从一个状态到另一个状态的转换不总是线性。有时候，条件指明了不同的路径。
时序图
在一个运行的系统中，对象之间要发生交互，并且这些交互是需要经历一定时间的。顺序图就是用来表达这种基于时间的动态交互。
时序示例图
活动图
用例和对象的行为中的各个活动之间通常具有时间顺序，活动图就是用来陈述这些活动的顺序关系。注意：这里跟时序图有所不同，时序图强调的是交互，活动图强调的是流程。且活动图与状态图一样，都并非线性的，有时会有不同路径。
活动示例图
协作图
系统的工作目标是由系统中各个组成元素相互协作完成的，建模语言必须具备这种协作关系的表达方式，协作图就是为此而生的。注意：协作图与时序图都表达了时间和交互，因此两者可以合并，统称为“交互图”。
协作示例图
构件图
现在软件都是基于构件开发的，而构件图就是用来表示软件构件的。2.0和1.x的构件图不同，分别如下所示：
UML2.0的构件示例图
UML1.x构件示例图
部署图
部署图显示了基于计算机系统的物理体系结构。它可以描述计算机，展示它们之间的连接，以及驻留在每台机器中的软件。
部署示例图
如上所示，每台计算机用一个立方体表示，立方体之间的连线表示这些计算机之间的通信关系。
组成结构图
用来展示一个类的内部结构，尤其是当一个类由多个类组成时，用此图从内部来审视一个类。
组成结构示例图
如上所示，假设“人”这个类由“头脑”类和“身体”类组成。
交互纵览图
用“交互图（时序图或协作图）”替换“活动图”中的部分活动。比如，我们把上述的“时序示例图”和“活动示例图”结合到一起，得到如下“交互纵览示例图”：
交互纵览示例图
包图
包图标就像是一个带有标签的文件夹，思想就是把共同工作的元素放到这样一个带标签的文件夹图标中。如多个类或则构件组成了一个特殊的子系统时，他们就放到一个子系统包中。
包示例图
其它特征
注释
注释的图标是一个带折角的矩形，矩形框中是解释性文字。注释和被注释的元素之间用一条虚线连接。注意：任何元素都可以添加注释。
注释示例图
构造型
构造型使UML具有扩展能力，通过它去创造新的元素。用两对尖括号括起来表示构造型，并在括号中填充对应的关键字来说明元素名称。比如一个“接口”构造型的表示方法如下所示：
构造型示例图
小结
系统开发是一项团队性的人力活动，如果没有一门即易于理解又可用于沟通的表示方法，整个系统开发过程就会出现很大的风险问题，尤其是无法应对变化，这在软件和互联网中尤其明显。其造成的直接结果就是，做出来的产品毫无竞争力，注定要被淹没在时代的洪流之中。