【UML】第12篇 序列图（1/2）——基本概念和构成

目录

一、什么是序列图（Sequence Diagram）

1.1 定义

1.2 主要用途

1.3 序列图和BPMN的区别和联系

二、序列图的构成

 2.1 对象

2.2 生命线

2.3 消息 

2.4 激活

序列图，是我个人认为的用处最多的一种图。产品和研发的同学，都应该熟练掌握的一种业务建模和沟通工具。

有时，我们会把序列图，和泳道图（Swimlane Diagram），或者BPMN图相混，认为是一种图。实际上，他们都可以为业务流程进行建模，不过使用的场景、针对的实体、流程描述的角度、颗粒度，都有很大的区别。

关于BPMN建模方式，可参考我之前的博文：业务建模工具BPMN-CSDN博客

一、什么是序列图（Sequence Diagram）

1.1 定义

序列图（Sequence Diagram）是一种用于显示对象之间交互的图形化表示。它描述了在特定场景下，对象之间按照时间顺序进行的消息传递和协作过程。

在序列图中，对象被表示为带有垂直虚线的矩形，虚线表示对象的生命周期。对象之间的交互通过箭头表示的消息来表示，箭头从一个对象的生命线指向另一个对象的生命线，表示消息的发送和接收。

1.2 主要用途

UML中的序列图是一种重要的建模工具，它可以帮助开发人员更好地理解系统的动态行为，并辅助设计和开发过程。

1. 描述对象之间的动态交互：序列图可以清晰地展示对象之间的消息传递和协作过程，帮助开发人员理解系统的动态行为。
2. 辅助设计和开发过程：通过绘制序列图，开发人员可以更好地理解系统需求和设计，从而更好地实现系统的功能。
3. 用于测试和调试：序列图可以作为测试和调试的依据，帮助测试人员理解系统的预期行为并与实际行为进行比较。

1.3 序列图和BPMN的区别和联系

这方面很少有人对比，我来试着讲述一下。序列图和BPMN（业务流程建模与标注）中的流程图在用途、表达方式和关注点上有显著的区别，同时也存在一定的联系。

区别——

1. 用途不同：序列图主要用于展示在特定场景下对象之间的交互顺序和消息传递，强调时间和顺序的关系；而BPMN的流程图则主要用于描述业务流程的执行过程，强调任务、活动和流程控制。
2. 表达方式不同：序列图使用垂直线和箭头表示对象之间的消息传递和交互，对象被表示为带有垂直虚线的矩形；而BPMN的流程图使用符号和连接线表示任务、活动和流程控制，如椭圆表示任务，菱形表示决策点等。
3. 关注点不同：序列图关注对象之间的动态交互和消息传递的细节，强调对象之间的协作；而BPMN的流程图关注业务流程的整体流程和任务执行顺序，强调流程的优化和改进。

联系——

1. 都是建模工具：序列图和BPMN的流程图都是用于建模的工具，可以帮助人们更好地理解和描述复杂的系统或业务流程。
2. 可相互补充：在实际应用中，序列图和BPMN的流程图可以相互补充。例如，可以使用BPMN的流程图描述整体业务流程，然后使用序列图详细描述流程中关键部分的对象交互和消息传递。

这两种工具，可以相互补充以提供更全面的视图和理解。

在实践中，序列图往往提现了BPMN中某个部分的具体实现逻辑。

二、序列图的构成

上图是一个典型的序列图的样子，用ROSE的风格画的，当然可能不是用的ROSE工具。ROSE的配色，黄底色，红边框，早已经深入人心。

序列图主要由对象（Object）、生命线（Lifeline）、激活（Activation）和消息（Message）构成。

• 对象：对象是类的实例，在序列图中用带有垂直虚线的矩形表示，虚线表示对象的生命周期。我们经常会把Actor也画到同样的维度，比如Customer。
• 生命线：生命线是一条垂直的虚线，表示对象的存在时间。
• 激活：激活表示对象正在执行某个操作或方法，通常通过在生命线上绘制一个细长的矩形来表示。
• 消息：消息是对象之间的交互，通过箭头表示从一个对象的生命线指向另一个对象的生命线，箭头上标注有消息的名称或内容。

这些元素共同构成了序列图，用于描述在特定场景下对象之间的交互顺序和消息传递。

 2.1 对象

对象有如下三种表示方法。

1. 对象名+对象所属的类名；
2. 只有对象名（省略类名）；
3. 只有类的名称（匿名对象）；

2.2 生命线

这个不是你手上的那条，是对象的生命线，虚线，和对象的矩形一起，像个棒棒糖似的。

2.3 消息 

这里特意说一下，这些消息的标记，目前不同的版本，不同的工具，甚至团队内部，都有各自的规定。比如同步消息，异步消息，就有多种表示方法。甚至有时，使用半个箭头，这样特殊的模式。本文内容，使用的是UML2.5版本的约定。

1.同步消息（Synchronous Message）：

• 定义：同步消息是一种需要等待接收方处理完成后才能继续的消息。发送方在发送完消息后会等待，直到接收方处理完消息并返回结果。
• 解释：同步消息类似于函数调用，发送方调用接收方的方法或操作，并等待其执行完成。发送方在等待期间会暂停自己的执行，直到接收方返回结果。
• 图形表示：同步消息通常使用实线箭头表示，箭头指向接收方对象，并在箭头上标注消息的名称或内容。

2.异步消息（Asynchronous Message）：

• 定义：异步消息是一种发送方发送完消息后不等待接收方处理完成的消息。发送方在发送完消息后会立即继续自己的处理。
• 解释：异步消息类似于发送事件或信号，发送方不关心接收方何时处理完成。发送方发送消息后可以继续执行其他操作，而不需要等待接收方的响应。
• 图形表示：异步消息通常使用虚线箭头表示，箭头指向接收方对象，并在箭头上标注消息的名称或内容。

3.返回消息（Return Message）：

• 定义：返回消息是指当一个对象将消息发送给另一个对象后，另一个对象返回的虚线有向边，表示原消息已处理的消息。
• 解释：返回消息用于表示对同步消息的响应，告诉发送方消息已被成功处理或返回处理结果。它通常与同步消息一起使用，表示消息的完整交互过程。
• 图形表示：返回消息通常使用虚线箭头表示，箭头指向返回方对象，并在箭头上标注返回结果的名称或内容。

4.创建消息（Create Message）：

• 定义：创建消息是表示对消息传递目标对象的创建。
• 解释：当某个对象需要创建另一个对象时，会使用创建消息来表示这个创建过程。创建消息可以包含对新对象的初始化和配置信息。
• 图形表示：创建消息通常使用带有“create”标签的箭头表示，虚线，箭头指向新创建的对象，并在箭头上标注创建操作的名称或内容。

5.销毁消息（Destroy Message）：

• 定义：销毁消息是表示对消息传递目标对象的删除。
• 解释：当某个对象需要销毁或删除另一个对象时，会使用销毁消息来表示这个销毁过程。销毁消息通知目标对象进行必要的清理和释放资源。
• 图形表示：销毁消息通常使用带有“destroy”标签的箭头表示，虚线，箭头指向要销毁的对象，并在箭头上标注销毁操作的名称或内容。

6.自返消息（Self-Message）：

• 定义：自返消息是对象向自己发送的消息。它表示对象内部的某种行为或操作，而不是与其他对象的交互。
• 解释：自返消息用于表示对象内部的状态变化或执行某个操作。它可以是对象调用自己的方法或执行自己的行为，而不涉及与其他对象的通信。
• 图形表示：自返消息在序列图中通常使用指向对象自身的箭头表示。箭头的起点和终点都在同一个对象的生命线上，并在箭头上标注消息的名称或内容。

7.简单消息（Simple Message）：

• 定义：简单消息是对象之间最基本的通信方式，表示一个对象向另一个对象发送消息或请求。
• 解释：简单消息用于描述对象之间的交互，它可以是同步消息或异步消息的一种简化表示。简单消息不涉及复杂的控制流或返回值，只是简单地表示一个对象调用另一个对象的方法或操作。
• 图形表示：简单消息在序列图中使用箭头表示，箭头从发送方对象的生命线指向接收方对象的生命线。箭头上可以标注消息的名称或内容。

简单消息实际就是不标明是同步还是异步消息，只表达表消息这个事实。

以上的约定中，图形也比较好记忆，同步和简单消息，就是实线，虚线不特别标记，就是异步消息，方向是返回，或者标记有创建、销毁的，就是相应的意义。这样也比较简单，不要总是换箭头的模式，一会空心，一会实心，一会菱形，弄个太复杂。

同步消息的典型例子，就是上课铃和下课铃，上课铃打完，就要上课，上课没有结束，下课铃是不可能打的。程序中，这些都要控制。但是需要并发的网络购物等，就不同了。客户下单后，即使没有付款，也不会影响对另一件商品下单。除非是买的火车票，有重复的时段等特殊情况。

2.4 激活

激活表示一个对象执行一个动作所经历的时间段。一般情况下，当一个对象收到其它对象发送的消息时被激活，在激活期内处理该消息，激活结束时应该发出一个消息。在UML中使用处于生命线上的垂直长条矩形来表示。矩形的开始处为对象开始操作动作，底部表示操作动作的结束。

此外，对象的生命线，可能遇到销毁的情况。一般有2种处理方式，一是一个对象给另一个对象发销毁消息，用虚线加销毁标记，另外也可以对象自己销毁，在生命线上打个×，就可以了。

（未完待续）