快速學習時序圖:時序圖簡介、畫法及實例

時序圖作為常用的UML交互圖，可以直觀的傳達系統內外之間的交互過程，經常用在詳細設計文檔中。下面本文綜合參考了多篇時序圖的教程，根據作者的思路將時序圖做了更深入的講解。

一、 什麼是時序圖？

時序圖（Sequence Diagram），亦稱為序列圖、循序圖或順序圖，是一種UML交互圖。它通過描述對象之間發送消息的時間順序顯示多個對象之間的動態協作。

時序圖是一個二維圖，橫軸表示對象，縱軸表示時間，消息在各對象之間橫向傳遞，依照時間順序縱向排列。

二、 時序圖的作用是什麼？

1、展示對象之間交互的順序。將交互行為建模為消息傳遞，通過描述消息是如何在對象間發送和接收的來動態展示對象之間的交互；

2、相對於其他UML圖，時序圖更強調交互的時間順序；

3、可以直觀的描述並發進程。

三、 組成元素有哪些？

1. 角色（Actor）

系統角色，可以是人、機器、其他系統、子系統；在時序圖中用表示。

2. 對象（Object）

（1）對象的三種命名方式

• 第一種方式包括對象名和類名，例如：直播課時:課時，在時序圖中，用「對象：類」表示；
• 第二種方式只顯示類名，即表示它是一個匿名對象，例如： :課程；在時序圖中，用「：類」表示；
• 第三種方式只顯示對象名不顯示類名，例如：講師；在時序圖中，用「對象」表示。

（2）命名方式的選擇

三種命名方式均可，哪種最容易讓閱讀該時序圖的人理解，就選擇哪種。

（3）對象的排列順序

對象的左右順序並不重要，但是為了作圖清晰整潔，通常應遵循以下兩個原則：把交互頻繁的對象儘可能的靠攏；2.把初始化整個交互活動的對象放置在最左端。

3. 生命線（Lifeline）

在時序圖中表示為從對象圖標向下延伸的一條虛線，表示對象存在的時間。

4. 控制焦點（Focus of Control）

又稱為激活期，表示時間段的符號，在這個時間段內對象將執行相應的操作。它可以被理解成C語言語義中一對花括號{ }中的內容；用小矩形表示。

5. 消息（Message）

消息一般分為同步消息（Synchronous Message），異步消息（Asynchronous Message）和返回消息（Return Message）。

• 消息的發送者把控制傳遞給消息的接收者，然後停止活動，等待消息的接收者放棄或者返回控制。用來表示同步的意義；
• 消息發送者通過消息把信號傳遞給消息的接收者，然後繼續自己的活動，不等待接受者返回消息或者控制。異步消息的接收者和發送者是並發工作的。
• 返回消息表示從過程調用返回。

6. 自關聯消息

表示方法的自身調用或者一個對象內的一個方法調用另外一個方法。

7. 組合片段

組合片段用來解決交互執行的條件和方式，它允許在序列圖中直接表示邏輯組件，用於通過指定條件或子進程的應用區域，為任何生命線的任何部分定義特殊條件和子進程。組合片段共有13種，名稱及含義如下：

常用組合片段舉例：

用來指明在兩個或更多的消息序列之間的互斥的選擇，相當於經典的if..else..

（1）抉擇（Alt）

抉擇在任何場合下只發生一個序列。 可以在每個片段中設置一個臨界來指示該片段可以運行的條件。else 的臨界指示其他任何臨界都不為 True 時應運行的片段。如果所有臨界都為 False 並且沒有 else，則不執行任何片段。

（2）選項（Opt）

包含一個可能發生或不發生的序列；

（3）循環（Loop）

片段重複一定次數，可以在臨界中指示片段重複的條件。

（4）並行（Par）

四、 時序圖的繪製工具

時序圖的繪製工具有VISO、Rational Rose、StarUML、Web Sequence Diagrams、Timing Designer、Trufun Plato等，可任選其一。

五、 時序圖的畫法及實例

時序圖的繪製步驟可簡單總結如下：

1. 劃清邊界，識別交互的語境；
2. 將所要繪製的交互場景中的角色以及對象梳理出來；
3. 從觸發整個交互的某個消息開始，在生命線之間從上到下依次畫出所有消息，並註明每個消息的特性（如參數等）。

接下來，我們按照上面所講的時序圖的繪製步驟，以學生在教務系統中查詢其課程的成績為例，來講解時序圖的繪製方法。

1、劃清邊界，識別交互的語境

所謂劃清邊界，就是要界定好自己所要畫的時序圖的範圍，「學生在教務系統中查詢其課程的成績」就是所要繪製的時序圖的交互內容，不用往上延伸到用戶登錄，也不要往下延伸到下載成績單。

識別交互的語境，即是讀懂所要畫的時序圖的前提和背景。比如本例中，既然學生可以查詢成績，那麼該學生肯定已經註冊並認證過其身份，並可選擇其所考試的課程查詢相應成績。

2、梳理角色和對象

在本例中，角色有學生，對象有教務系統、課程、成績。

對象的梳理是一個相對主觀的過程，比如本例中，課程以及成績分別作為了對象存在，也可以合併為資料庫這一個對象。

請注意：角色以及對象，都為名詞，動詞不可作為角色和對象，如「成績查詢」不可作為對象。

3、添加消息

學生的登錄驗證作為本時序圖的前置行為，可直接引用到本時序圖中，也可忽略不畫；學生進入成績查詢頁面後，頁面會加載本學生的成績查詢課程列表，並顯示出課程對應的成績；

參考資料：

1. 時序圖-百度百科
2. UML序列圖總結 http://www.trufun.net/UML/UMLwendang/2016/0115/138.html
3. UML系列-時序圖 http://www.lupaworld.com/article-233409-1.html
4. UML建模之時序http://www.cnblogs.com/ywqu/archive/2009/12/22/1629426.html

 

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