面向对象方法基础 第5章 顺序图

在很多情况下，转换时间是可以忽略的。 可以在图中使用一些标记，用于指示时间间隔，且约束可以附在其上。例 如，可以用消息名表示在计时表达式中的发送或接收消息的时间（如下图中的 “b.receiveTime – a.sendTime<1 sec.”）。
用如下种类的箭头表示不同种类的通讯： 实箭头 过程调用或其它的嵌套控制流。在外层控制恢复之前，要完成整个嵌套序 列。可以把它用于普通的过程调用。 在某个主动对象发送信号并等待完成嵌套的行为序列时，也可以把它用于 并发的主动对象。
在过程性代码的情况下，一个激活表示在一个对象中一个过程 是活动的，或者它的从属过程（可能在其它的对象中）是活动的持 续时间。 换句话说，可以在一个特定的时间看到所有活动着的嵌套过程 激活。 在调用一个已激活的对象的操作情况下，第二个激活符号画在 第一个符号稍微靠右的位置，在视觉上它们看起来像是叠起来一样。
3、激活
激活表示一个对象直接或者通过从属例程 执行一个行为的时期。它既表示了行为执 行的持续时间，也表示了活动和它的调用 者之间的控制关系。 用一个窄长的矩形表示激活，矩形顶端 和它的开始时刻对齐，末端和它的结束时 刻对齐。可以用文本标注被执行的动作， 依赖于整体风格，或者把标注放在激活符 号的旁边，或者放在图左边的空白处。 在程序的控制流中，激活符号的顶端画 在进入的箭头的尖端（开始该动作的那个 箭头），底端画在返回的箭头的尾部。
并发系统中的消息
控制线程内部 同顺序系统 控制线程之间 情况复杂得多 （1）消息有多种用途 （2）消息有同步与异步 之分 （3）接收者对消息有不 同响应方式 （4）发送者对消息处理 结果有不同期待方式 （5）消息的接收者可能 不唯一
任务Task1 线程 Ta 主动对象A 任务Task2 线程 Tb 主动对象B 被动对象D
第5章 建立动态模型
对静态结构建模
对服务进行了外部观察 不关心对象是怎样提供（进行）这些服务的
对行为建模
捕获对象是怎样提供服务的 识别必须由其他对象提供的附加服务
如何定义行为------定义为操作(方法)
（1）所有的输入 （2）所有的输出 （3）对象是怎样提供服务的（从问题域的视角）。
在捕获行为时，需要提出如下问题：
对象的创建与销毁
：客户机
创建 setAction(a,d,o)
：JDBC代理服务器 ：事务
Setvalue(d,3.9)
Setvalue(a,”pm”)
已提交
销毁
返回消息按需要绘制
5、信号
对象之间的异步传送的消息的规格说明，该规格说明由一组参数描述。 从一个对象可以向另一个对象或对象的集合发送信号。例如消息广播。 发送者在发送信号时，要实例化其参数。 对于接收者来说，它收到的是一个事件。 在类图中，在类符号上用关键字<<signal>>声明信号。把参数说明为属性。信号 没有操作。 在类的描述模板中，要指定所能接收的信号。 通常用信号对异常情况建模。
从过程调用的返回 在控制的过程流中，可以省略返回箭头（暗示激活结束），假设每个调用在任 何消息后都有一个配对的返回，并可以把返回值标示在初始的箭头上。对于非过程 控制流（包括并发处理和异步消息），都应当显式地标出返回。
枝状箭头 异步通讯，也就是没有控制嵌套。发送者发送消息后,并且立即继续执行中 的下一步。 通常消息箭头都画成水平的 这表示发送消息所需要的持续时间是“原子的”（也即，它与交互的粒度相比是短 暂的，并且在传送消息的中间不能发生任何事情）。这在很多计算机中都被假设是 正确的。 箭头可以向下倾斜 如果消息需要一段时间到达，且这中间可能发生某些事情（例如反向的消息）， 那么使箭头头部在尾部下方。 消息分支 把分支画成从一个点出发的多个箭头，每个箭头由监护条件标示。依据监护条件 是否互斥，这个结构可以表达条件或者并发。 消息循环 标以持续的条件： 自身操作调用 消息箭头指向自己 *[条件]
协作图
协作图强调接收和发送消息的对象的结构组织。
状态图
有些服务的行为捕获应用的依赖时间方面。对于不是基于控制的应用， 大多数对象（即，类）将不会经历有意义的状态改变，因此只有少数的对 象（如果有的话）需要状态图。 在很多基于控制的应用中，状态图可能在模型中起支配作用。
5.1 顺序图
什么是顺序图
顺序图（sequence diagram）是一种详细表示对象之间以及对象与 系统外部的参与者之间动态联系的图形文档。 它详细而直观地表现了一组相互协作的对象在执行一个（或少量几 个）用况时的行为依赖关系，以及服务和消息的时序关系。 类图对对象之间的消息（交互情况）表达不够详细； 详细说明对消息的表达虽然详细，但不够直观； 顺序图既详细又直观，但通常开始 被动对象C 主动对象A c a 被动对象B b
（1）消息是向对象发 出的服务请求。 （2）消息都是同步的 。 （3）接收者执行消息 所请求的服务。 （4）发送者等待消息 处理完毕再继续执行。 （5）每个消息只有唯 一的接收者。
运行结束
被动对象D d1 d2
服务执行 消息发送 控制点返回示意
被动对象C
被动对象E
控制线程内部 的消息 控制线程之间 的消息 控制点返回
4、同步 在一个操作中可以有多个控制流 在不同的操作中可以有不同的控制流 当一个对象在同一时刻有多于一个控制流时，就出现了问题。即可能 多个一个流冲突，导致对象的状态的混乱。这是典型的互斥问题。对这个 问题处理的失败可能会产生各种竞争条件和冲突，导致并发系统失败。
当一个对象处于激活期时，该对象能够响 应或发送消息，执行对象或活动。 当一个对象不处于激活期时，该对象不做 什么事情，但它是存在的，等待新的消息 激活它。
4、消息
定义 消息是两个对象间的通讯，这样的通讯用于传输将产生的动作所需要 的信息。 一个消息会调用另一个对象的操作，调用本对象的操作，向另一个对象发 送一个信号，创建或者撤消一个对象（可以自己销毁自己），还可能向调用者 返回一个结果。 把消息表示为从一个对象生命线到另一个对象生命线的一个水平实线箭头， 即从源对象指向目标对象，以触发目标对象中的特定操作。对于对象到自身的 消息，箭头就从同一个对象符号开始和结束。 用消息（操作或信号）的名字及其参数值或者参数表达式标示箭头。
在生命线之间的箭头表示扮演这些角色的对象之间的通讯。
系统边界
对象名
对象名
对象名
对象名
对象名
5.1 .1 概念与表示法
1、概述 定义 顺序图是一种表达对象间交互的图，由一组对象（参与者） 及其间可发送的消息组成，强调消息之间的时间顺序。
由对象、消息、生命线和激活组成。
[对象名]：类名
从图中可以看出顺序图是二维的，其中： 垂直方向表示时间，水平方向表示不同的对 象或参与者。 正常地，时间维由上到下（根据需要，也 可以由下到上）。通常只有时间顺序是重要 的，但在实时应用中时间轴是能度量的。 对象的水平顺序并不重要，相应地生命线 之间的顺序可以是任意的。 可以把各种标签（例如，计时约束，对活 动中的行为描述等）放在图的边缘或在它们 标记的消息的旁边。
2、线程 线程是轻量级的。可分为操作系统内核线程、用户线程以及操作系统 内核支持的用户线程。 大多数情况下，它隐藏在进程内部，并在该进程的地址空间内部运行。 在一个进程的语境中的所有线程相互之间都是平等的，竞争该进程内 部提供的相同的资源。线程从不相互嵌套。
单进程 单线程
多进程 每个进程只有一个线程
为什么进行它们？ 它们是怎样进行的？ 它们之间的相互关系是什么？
对服务的描述
自然语言 一定结构化的自然语言 程序框图 活动图。
可利用协作图和顺序图以及状态图，能够帮助分析服务及 服务之间的关系。 协作图和顺序图是可以相互转换的。
顺序图
顺序图显示了一组对象和由这组对象发送和接收的消息。对象通常是类 的实例的命名或类的匿名实例。 顺序图用于说明系统的动态视顺图。
《signal》 abc a1 a2 a3 QW moveto() 《send》
《signal》 xyz
5.1 . 2 对进程和线程建模
1、进程 进程是一个具有一定独立功能的程序，在一个数据集合上的一次动态 执行的过程。 在大多数操作系统中（如Windows和Unix），每个程序都在它自己的地 址空间里作为一个进程运行。 一般情况下，一个节点上的所有进程是互相平等的，竞争这个节点上 提供的所有相同的资源。 如果在一个节点上有多个处理器，那么在这个节点上实现真正地并发 是可能的。如果这个节点只有一个处理器，那么只是真正并发的错觉，是 由基础的操作系统来完成的。
单进程 多线程
多进程 每个进程中有多个线程
线程与进程的区别：
进程既是处理机分配单位， 也是存储空间、设备等资源的分配单位； 线程只是处理机分配单位； 一个进程可以包含多个线程，也可以是单线程的。
3、控制流
在面向对象中，将每一个独立的控制流建模为一个主动对象，该对象代表一 个能启动控制活动的进程或线程。 在顺序系统中，只有一个控制流。这意味着在一个时间点有且仅有一件事情 在发生。当一个顺序程序开始时，控制处于程序的开头，操作一个接一个地被执 行。即使在系统外的参与者之间有并发的事情发生，顺序程序在一个时间点上也 只执行一个事件，任何并发的外部事件都要排队或者被丢弃。 在并发系统中，存在多个控制流。也就是说，在一个时间点上有多于一件的 事情发生。在一个并发系统中，有多个同时发生的控制流，每个都以一个表示独 立的进程或线程的主动对象为根。这种表示法意味着，控制流的创建与撤消的时 机分别为： 当创建一个主动对象时，就开始相关的控制流； 当撤消这个主动对象时，就终止相关的控制流； 多控制流的语义仍可以用类图和交互图来描述。 用包括主动类和对象的类图捕捉控制流的静态语义，用顺序图或协作图捕捉控制 流的动态语义。
2、对象生命线
把对象表示成称之为“生命线”的垂直虚线。 生命线代表一个对象在特定时间内的存 在。 如果对象在图中所示的时间段内被创建 或者销毁，那么它的生命线就在适当的点开 始或结束。否则，生命线应当从图的顶部一 直延续到底部。 在生命线的顶部画对象符号。如果一个对 象在图中被创建，那么就把创建对象的箭头 的头部画在对象符号上。如果对象在图中被 销毁，那么用一个大的“X” 标记它的析构， 该标记或者放在引起析构的箭头处，或者放 在从被销毁的对象最终返回的箭头处（在自 析构的情况下）。 在图的顶部（第一个箭头之上）放置在转 换开始时就存在的对象，而在整个转换完成 时仍然存在的对象的生命线，要延伸超出最 后一个箭头。 生命线可以分裂成两条或更多条并发的生 命线，以表示条件性。这样的每一个生命线 对应于通讯中的一个条件分支。生命线可以 在某个后续点处合并。