UML可以理解為一種標準化建模語言，主要用于系統(tǒng)描述與業(yè)務建模，那么，如何使用UML？這篇文章里，作者就進行了拆解分析，并對類圖、用例圖等類型進行詳解，一起來看看吧。

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)一建模語言的縮寫，是一種標準化建模語言，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、構建和記錄軟件系統(tǒng)的工件，以及用于業(yè)務建模和其他非軟件系統(tǒng)。

從定義中了解到的關鍵字為UML是一種標準化建模語言，包含各種可視化集成圖，主要用于系統(tǒng)描述和業(yè)務建模。

二、WHY？

為什么需要UML？

在需求溝通方面，系統(tǒng)研發(fā)過程中包含了各類參與者，包含項目經(jīng)理、產(chǎn)品經(jīng)理、研發(fā)和測試，使用UML在于信息交互時的標準化，標準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)設計方面，在使用UML時，可對現(xiàn)實中的業(yè)務需求，通過建模，將現(xiàn)實生活中的業(yè)務活動真實映射到對應的圖形中，最大程度還原業(yè)務需求。

在系統(tǒng)描述方面，通過UML的靜態(tài)和動態(tài)圖形（語言），可以讓閱讀者最快速、最全面的了解到整個系統(tǒng)是如何構成和運行的。

三、HOW？

如何使用UML？

UML是開發(fā)面向對象軟件和軟件開發(fā)過程中非常重要的一部分，分為結構型和行為型的圖。

1. 結構型

結構型（structure diagram）：結構型的圖描述是某種結構，這種結構在某段時間內(nèi)應該是穩(wěn)定的、“靜態(tài)”的。

結構型圖包含類圖（class diagram）、對象圖（object diagram）、結構圖（component diagram）、部署圖（deployment diagram）和包圖（package diagram）。

類圖為必須會的結構型圖，主用作分析業(yè)務概念。

結構圖、部署圖主用作分析IT基礎架構、軟件架構。

對象圖、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“動態(tài)”的。

行為型圖包含活動圖（activity diagram）、狀態(tài)機圖（state diagram）、時序圖（sequence diagram）、通信圖（communication diagram）和用例圖（use case diagram）。

活動圖、狀態(tài)機圖、時序圖為必須會的行為型圖，主用作分析業(yè)務流程，大部分情況下至少會用到其中兩種圖。

用例圖也為必須會的行為型圖。

通信圖則很少使用。

由此可見，掌握UML中的20%，就能解決需求分析中的80%的問題。

不同圖形的使用，沒有規(guī)定的先后順序，但一定會交叉使用，不斷迭代對應的圖形，最終得到終版。

3.1 類圖

類圖是鍛煉面向對象分析和面向對象設計思想的重要工具，是業(yè)務結構建模的重要工具，也是其他圖形的基礎。

類圖是用來展示系統(tǒng)中類的靜態(tài)結構和類之間的關系，類圖中的基礎元素包含類和接口。

1）結構

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）關系

類圖包含3類5種關系，包含泛化 (Generalization) 、實現(xiàn)(Realization)和關聯(lián)(Association)三大類，關聯(lián)關系又包含聚合 (Aggregation)、組合(Composition)和依賴(Dependency)。

a）泛化

關系說明：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）實線空心箭頭指向被繼承類（抽象類）。

舉例說明：學生 is 用戶。

b）關聯(lián)

關系說明：關聯(lián)是一種擁有關系，關聯(lián)可以是單向的也可以是雙向的，單向關聯(lián)只會有一個箭頭，雙向關聯(lián)可以兩個箭頭或者沒有箭頭。

表示方法：由擁有者實線實心箭頭指向被擁有者。

多重性：多重性表達在連線末端，表示兩個類之間的數(shù)量關系。

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

舉例說明：老師擁有學生，老師可以擁有很多學生，學生也可以有很多老師，所以二者是雙向關聯(lián)。

c）聚合

關系說明：聚合是整體和部分的一種關系，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：由部分實線空心棱形箭頭指向整體。

多重性：多重性表達在連線末端，表示兩個類之間的數(shù)量關系。

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

舉例說明：部門和員工的關系，部門可以有多名員工，員工也可屬于多個部門，部門的撤銷并不會導致員工的消失。

d）組合

關系說明：聚合是整體和部分的一種關系，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：由部分實線實心棱形箭頭指向整體。

多重性：多重性表達在連線末端，表示兩個類之間的數(shù)量關系。

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

舉例說明：員工和員工卡的關系，員工可以沒有或者一張員工卡，員工卡也只可屬于某一個員工，不可屬于多名員工。

e）依賴

關系說明：依賴是兩個類的弱關聯(lián)關系，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。

舉例說明：員工和筆的關系，在某些需要書寫的場景員工會使用筆。

f）實現(xiàn)

關系說明：實現(xiàn)為接口和類的關系，需求分析時用的較少。

表示方法：由類虛線空心三角箭頭指向接口。

舉例說明：登錄接口實現(xiàn)員工的登錄。

3）類圖的使用

類圖分析需求基本步驟：

1. 識別出類
2. 識別出類的基本屬性
3. 描繪出類之間的關系
4. 對各類進行分析、抽象、整理

在使用類圖的過程中，類之間的關系是因實際不同的業(yè)務形態(tài)，關系也會有所不同。

例如，針對車和輪胎這兩類。

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

在車輛運行場景中，二者就是組合關系，車脫離輪胎后將無法運行。

因此，在類圖的使用過程中，一定要注重業(yè)務形態(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。

要精準把握參與者，需要注意以下幾點：

1. 參與者位于系統(tǒng)之外，自身不屬于系統(tǒng)結構之中；
2. 參與者是抽象的一類角色，而不是具體的對象。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中用一個人表示參與者，可對不同的參與者進行命名。

2）用例

每一個橢圓表示一個用例，每個用例表示系統(tǒng)提供的一類功能。

3）關系

用例之間的關系包含三種，分別是包含、繼承和拓展。

a）包含

關系說明：包含關系表示主用例包含子用例。

表示方法：由主用例虛線實心箭頭指向子用例，虛線上標注《include》。

舉例說明：用戶在賬密登錄的時候，包含輸入賬號、輸入密碼、確認登陸這三個子用例。

b）繼承

繼承分為用例的繼承和角色的繼承。

① 用例的繼承

關系說明：繼承關系的兩個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）實線空心箭頭指向被繼承用例（抽象用例），實線線上不標注內(nèi)容。

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

② 角色的繼承

關系說明：繼承者是對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：由繼承者實線空心箭頭指向被繼承者，實線線上不標注內(nèi)容。

舉例說明：普通用戶只有查看數(shù)據(jù)的權限，高級用戶還會有管理數(shù)據(jù)的權限。

c）拓展

關系說明：拓展關系是在基礎用例上在特定場景下功能拓展，拓展用例是對基礎用例的補充。

表示方法：由拓展用例實線實心箭頭指向基礎用例，實線線上標注《extend》。

舉例說明：用戶在登錄系統(tǒng)的時候，在忘記密碼的情況下可以有忘記密碼這個操作。

3.3 活動圖

1）元素

活動圖也就是平常我們所說的流程圖，具體元素包含以下：

• 開始節(jié)點：實心圓，表示活動圖的開始，一個活動圖中僅有一個
• 結束節(jié)點：圓圈內(nèi)加個實心圓，表示活動圖的結束，一個活動圖中可以有多個
• 活動：圓角矩形，表示活動
• 轉換：實線箭頭，兩個活動上一活動指向下一活動
• 分支和監(jiān)護條件：棱形表示分支，分支連接的轉換上標注監(jiān)護條件
• 分叉/匯合：分叉表示兩個或者多個并發(fā)運行的分支，每個分支都是相互獨立；匯合表示兩個或者多個分支全部完成之后，才可進入下一節(jié)點

2）活動圖的使用

例如：比如在申請加盟商入駐的場景，文字版描述如下：

1. 加盟商需申請入駐平臺
2. 入駐平臺前需先完成個人資料維護、公司資料的維護
3. 后臺人員需對資料進行審核，審核通過則入駐完成，審核不通過則需重新維護資料

3.4 狀態(tài)機圖

狀態(tài)機圖描述了一個的對象在生命周期內(nèi)的各種狀態(tài)和對應的轉換條件，配合活動圖能簡潔扼要的描述對應的業(yè)務流程。

1）元素

狀態(tài)機圖包含元素如下：

• 開始狀態(tài)：實心圓，表示狀態(tài)機圖的開始，一個狀態(tài)機圖中僅有一個
• 結束狀態(tài)：圓圈內(nèi)加個實心圓，表示狀態(tài)機圖的結束，一個狀態(tài)機圖中可以有多個
• 狀態(tài)：圓角矩形，表示狀態(tài)
• 轉換：實線箭頭，表示兩個狀態(tài)之間的關系，當滿足事件時，由上一個狀態(tài)指向下一個狀態(tài)
• 事件：標注在實線箭頭之上，表示特定的動作或行為

2）狀態(tài)機圖的使用

上例在申請加盟商入駐的場景中狀態(tài)機圖如下：

3.5 時序圖

也就是順序圖，強調時間維度下不同對象的消息交互。

1）元素

時序圖的元素包含如下：

• 對象/生命線：表示參與交互的對象。每個對象下方都連接著一條生命線（虛線），時序圖中可以包含多個對象/生命線
• 會話：對象被激活時，生命線上會出現(xiàn)一個長條，即會話，表示一次交互。
• 消息：表示對象間的消息通信，由一個對象的生命線指向另一個對象的生命線，包含調用消息和返回消息，其中返回消息分為同步消息和異步消息：

2）時序圖的使用

在用戶登錄的場景，文字版描述如下：

1. 用戶在系統(tǒng)登錄頁「輸入賬密」
2. 用戶「點擊登錄」按鈕
3. 登錄模塊「發(fā)送登錄數(shù)據(jù)」到權限驗證模塊
4. 用戶模塊對登錄數(shù)據(jù)進行「權限驗證」
5. 驗證成功，則系統(tǒng)「進入主頁面」；驗證失敗，則「清空密碼」并且「提示密碼錯誤」

四、總結

本文從WHAT、WHY和HOW三個維度介紹了UML，從這三方面讀者能對UML有個粗略的認識。

類圖、用例圖、活動圖、狀態(tài)機圖和時序圖這五種使用頻率較高的圖熟練使用后，應該算是基礎入門了，對于需求分析也許會有較大的幫助，也許沒有，這些都因人而異。

UML終究是一種思考方式，了解了基礎使用之后，還是要多實踐。

這篇文章于我而言算是階段性的總結，希望對你也有用。