第4章活動(dòng)圖

1、西南交通大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院1第第4章章 活動(dòng)圖活動(dòng)圖 用例圖顯示系統(tǒng)應(yīng)該做什么，活動(dòng)圖則指明了系統(tǒng)將如何實(shí)現(xiàn)它的目標(biāo)?；顒?dòng)圖顯示鏈接在一起的高級(jí)動(dòng)作，代表系統(tǒng)中發(fā)生的操作流程?；顒?dòng)圖用來在面向?qū)ο笙到y(tǒng)的不同組件之間建模工作流和并行過程行為。例如，可以使用活動(dòng)圖描述某個(gè)用例的基本操作流程。 活動(dòng)圖的主要作用就是來描述工作流，其中每個(gè)活動(dòng)都代表工作流中一組動(dòng)作的執(zhí)行。活動(dòng)圖可用來為不同類型的工作流建模，一個(gè)工作流是能產(chǎn)生一個(gè)可觀測(cè)值或在執(zhí)行時(shí)生成的一個(gè)實(shí)體的動(dòng)作序列。西南交通大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院2本章學(xué)習(xí)要點(diǎn)：理解活動(dòng)圖的功能了解創(chuàng)建活動(dòng)圖的步驟掌握活動(dòng)圖基本標(biāo)記符掌握條件的使用掌握分叉和連

2、結(jié)的使用掌握泳道概念及其標(biāo)記符理解對(duì)象流概念及標(biāo)記符西南交通大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院34.1 定義活動(dòng)圖定義活動(dòng)圖活動(dòng)圖本質(zhì)上是一種流程圖，其中幾乎所有或大多數(shù)的狀態(tài)都處于活動(dòng)狀態(tài)，它描述從活動(dòng)到活動(dòng)的控制流。用來建模工作流時(shí)，活動(dòng)圖可以顯示用例內(nèi)部和用例之間的路徑；活動(dòng)圖還可以說明需要滿足什么條件用例才會(huì)有效，以及用例完成后系統(tǒng)保留的條件或者狀態(tài)；在活動(dòng)圖建模時(shí)，常常會(huì)發(fā)現(xiàn)前面沒有想到、附加的用例。在某些情況下，常用的功能可以分離到它們自己的用例中，這樣便大大減少了開發(fā)應(yīng)用程序的時(shí)間?；顒?dòng)圖在用例圖之后提供了系統(tǒng)分析中對(duì)系統(tǒng)的進(jìn)一步充分描述。活動(dòng)圖允許讀者了解系統(tǒng)的執(zhí)行，以及如何根據(jù)不同的條件

3、和刺激改變執(zhí)行方向。 西南交通大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院44.2 認(rèn)識(shí)活動(dòng)圖標(biāo)記符認(rèn)識(shí)活動(dòng)圖標(biāo)記符除了標(biāo)記符略微不同之外，活動(dòng)圖保留了許多傳統(tǒng)的流程圖特征?；顒?dòng)圖中有三種主要的標(biāo)記組件：活動(dòng)、狀態(tài)和轉(zhuǎn)移。另外，還有判斷、分叉和匯合等多種標(biāo)記符，只有綜合熟練地使用它們才能完成優(yōu)秀的活動(dòng)圖。西南交通大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院4.2.1 活動(dòng)活動(dòng)活動(dòng)（動(dòng)作狀態(tài)）是活動(dòng)圖的核心符號(hào)，它表示工作流過程中命令的執(zhí)行或活動(dòng)的進(jìn)行。與等待事件發(fā)生的一般等待狀態(tài)不同，活動(dòng)狀態(tài)用于等待計(jì)算處理工作的完成。當(dāng)活動(dòng)完成后，執(zhí)行流程轉(zhuǎn)入到活動(dòng)圖的下一個(gè)活動(dòng)?；顒?dòng)具有以下特點(diǎn)：原子性 活動(dòng)是原子的，它是構(gòu)造活動(dòng)圖中最小單位，已經(jīng)

4、無法分解為更小的部分。不可中斷性 活動(dòng)是不可中斷的，它一旦開始運(yùn)行就不能中斷，一直運(yùn)行到結(jié)束。瞬時(shí)行為性 活動(dòng)是瞬時(shí)的行為，它所占用的處理時(shí)間極短，有時(shí)甚至可以忽略。存在入轉(zhuǎn)換 活動(dòng)可以有入轉(zhuǎn)換，入轉(zhuǎn)換可以是動(dòng)作流，也可以是對(duì)象流。動(dòng)作狀態(tài)至少有一條出轉(zhuǎn)換，這條轉(zhuǎn)換以內(nèi)部動(dòng)作的完成為起點(diǎn)，與外部事件無關(guān)。西南交通大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院4.2.2 狀態(tài)狀態(tài)狀態(tài)通常使用一個(gè)批示系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)的詞來或短語來標(biāo)識(shí)。狀態(tài)可以在活動(dòng)圖中為讀者說明轉(zhuǎn)折點(diǎn)的轉(zhuǎn)移，或者用來標(biāo)記工作流中以后的條件。狀態(tài)具有以下特點(diǎn)：狀態(tài)可以分解成其他活動(dòng)或狀態(tài)，由于它是一組不可中斷的動(dòng)作或操作的組合，所以可以被中斷。狀態(tài)內(nèi)部活動(dòng)可

5、以用另一個(gè)活動(dòng)圖來表示。和活動(dòng)不同，狀態(tài)可以有入口動(dòng)作和出口動(dòng)作，也可以有內(nèi)部轉(zhuǎn)移?；顒?dòng)是狀態(tài)的一個(gè)特例，如果某個(gè)活動(dòng)狀態(tài)只包括一個(gè)動(dòng)作，那么它就是一個(gè)活動(dòng)。6西南交通大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院4.2.3 轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移 一個(gè)活動(dòng)圖有很多動(dòng)作或者活動(dòng)狀態(tài)，活動(dòng)圖通常開始于初始狀態(tài)，然后自動(dòng)轉(zhuǎn)換到活動(dòng)圖的第一個(gè)動(dòng)作狀態(tài)，一旦該狀態(tài)的動(dòng)作完成后，控制就會(huì)不加延遲地轉(zhuǎn)換到下一個(gè)動(dòng)作狀態(tài)或者活動(dòng)狀態(tài)。所有活動(dòng)之間的轉(zhuǎn)換稱之為轉(zhuǎn)移。轉(zhuǎn)移不斷重復(fù)進(jìn)行，直到碰到一個(gè)分支或者終止?fàn)顟B(tài)為止。 轉(zhuǎn)移是狀態(tài)圖重要組成部分，是活動(dòng)圖中不可缺少的內(nèi)容，它指定了活動(dòng)之間、狀態(tài)之間或活動(dòng)與狀態(tài)之間的關(guān)系。 7西南交通大學(xué)信息科學(xué)與技

6、術(shù)學(xué)院4.2.4 控制點(diǎn)控制點(diǎn)從活動(dòng)轉(zhuǎn)移到其他活動(dòng)或狀態(tài)時(shí)都可以有轉(zhuǎn)移條件，這些條件是讓轉(zhuǎn)移修改任何工作流方向所必需的。如果沒有這些條件任何事件都會(huì)從開始狀態(tài)一直到結(jié)束狀態(tài)，這里把控制轉(zhuǎn)移方向的條件稱為控制點(diǎn)?？刂泣c(diǎn)（guard）標(biāo)記兩個(gè)活動(dòng)或狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)移條件，用來允許控制流僅沿著滿足預(yù)置條件的方向轉(zhuǎn)移。 8西南交通大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院4.2.5 判斷節(jié)點(diǎn)與合并節(jié)點(diǎn)判斷節(jié)點(diǎn)與合并節(jié)點(diǎn)當(dāng)想根據(jù)不同條件執(zhí)行不同動(dòng)作序列時(shí)，可以使用判斷點(diǎn)。在UML的活動(dòng)圖中，使用菱形作為判斷的標(biāo)記符。菱形標(biāo)記符除了標(biāo)記判斷外還能表示多條控制流的合并。9西南交通大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院4.2.6 綜合應(yīng)用綜合應(yīng)用前

7、面我們講到了活動(dòng)圖的幾種基本標(biāo)記符，這里就來使用這些標(biāo)記符來建造一個(gè)很簡(jiǎn)單的物流查詢系統(tǒng)查詢并顯示貨物信息的活動(dòng)圖。該系統(tǒng)需要鍵入貨物號(hào)，依據(jù)貨物號(hào)進(jìn)行查找貨物相關(guān)信息，圖為完整的活動(dòng)圖。10西南交通大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院4.3 其他標(biāo)記符其他標(biāo)記符除了前面講到的基本標(biāo)記符外，活動(dòng)圖還具有其他一些標(biāo)記符。如分叉、匯合、泳道和對(duì)象流等，它們也是活動(dòng)圖中不可缺少的標(biāo)記符。這些標(biāo)記符與基本標(biāo)記符一起構(gòu)建了活動(dòng)圖的豐富內(nèi)容，綜合使用它們能增強(qiáng)繪圖技術(shù)豐富了活動(dòng)圖表達(dá)能力。11西南交通大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院4.3.1 事件和觸發(fā)器事件和觸發(fā)器事件（event）和觸發(fā)器（trigger）的用法和控制點(diǎn)相似

8、，區(qū)別是它們不是通過表達(dá)式的控制工作流，而是被觸發(fā)來把控制流移到對(duì)應(yīng)的方向。事件非常類似于操作和方法。事件是動(dòng)作發(fā)生的指示符，它可以包含一個(gè)或多個(gè)參數(shù)，參數(shù)放在事件名后的括號(hào)中，圖演示了事件的使用方法。12西南交通大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院4.3.2 分岔和匯合分岔和匯合在前面曾經(jīng)講過菱形標(biāo)記符，它能根據(jù)條件不同將控制流分為多個(gè)方向，也可以將多個(gè)控制流合并成一個(gè)路徑。但對(duì)象在運(yùn)行時(shí)可能會(huì)存在兩個(gè)或多個(gè)并發(fā)運(yùn)行的控制流，此時(shí)的菱形標(biāo)記符已不能完成這些功能。為了對(duì)并發(fā)的控制流建模，UML中引入了分叉和匯合的概念。分叉和匯合與轉(zhuǎn)移形影不離。分叉是用于將一個(gè)控制流分為兩個(gè)或多個(gè)并發(fā)運(yùn)行的分支，它可以用來描

9、述并發(fā)線程，每個(gè)分叉可以有一個(gè)輸入轉(zhuǎn)移和兩個(gè)或多個(gè)輸出轉(zhuǎn)移，每個(gè)轉(zhuǎn)移都可以是獨(dú)立的控制流。 13西南交通大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院14驗(yàn) 證 預(yù) 訂正 確 否 則 發(fā) 送 給 航 空旅 行 代 理 處檢 查 訂 票優(yōu) 先 級(jí)收 行 李 并打 印 收 據(jù)打 印登 機(jī) 卡將 旅 行 文檔 給 旅 客有 行 李 無 行 李 活 動(dòng) 狀 態(tài)可 選 線 程判 定 (分 支 )守 衛(wèi) 條 件同 步 柵 (分 岔 )同 步 柵 (匯 合 )并 發(fā) 線 程變 遷開 始終 止西南交通大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院15對(duì)于“匯合”同步的規(guī)則：“只有當(dāng)所有的入轉(zhuǎn)移全部完成其活動(dòng)后才發(fā)生出轉(zhuǎn)移”，可以有一種例外情況，就是條件線程

10、。 條件線程是在一個(gè)從“分岔”發(fā)出的線程上加上條件，在執(zhí)行時(shí)，如果該線程的條件取值為“假”，則就“匯合”而論認(rèn)為該線程已經(jīng)完成了。 條件線程條件線程西南交通大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院4.3.3 動(dòng)態(tài)并發(fā)動(dòng)態(tài)并發(fā)動(dòng)態(tài)并發(fā)（Dynamic Concurrency）可以表現(xiàn)重復(fù)，而無須構(gòu)造循環(huán)結(jié)構(gòu)。 動(dòng)態(tài)并發(fā)是指一個(gè)動(dòng)作或活動(dòng)可以并發(fā)執(zhí)行多次行為，其并發(fā)執(zhí)行的次數(shù)由運(yùn)行時(shí)的并發(fā)表達(dá)式確定，該表達(dá)式為一組參數(shù)列表求值。 下圖中的活動(dòng)“填寫貨色品名”的圖標(biāo)的右上角帶有一個(gè)多重性標(biāo)記“*”，表示它是一個(gè)動(dòng)態(tài)并發(fā)的活動(dòng)。16西南交通大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院4.3.4 泳道泳道對(duì)于程序設(shè)計(jì)而言，活動(dòng)圖沒有指出每個(gè)活

11、動(dòng)是由哪個(gè)類負(fù)責(zé)。而對(duì)于建模而言，活動(dòng)圖沒有表達(dá)出某些活動(dòng)是由哪些人或哪些部門負(fù)責(zé)。雖然可以在每個(gè)活動(dòng)上標(biāo)記出其所負(fù)責(zé)的類或者部門，但難免帶出諸多麻煩。泳道的引用解決了這些問題。泳道將活動(dòng)圖劃分為若干組，每一組指定給負(fù)責(zé)這組活動(dòng)的業(yè)務(wù)組織，即對(duì)象。在活動(dòng)圖中泳道區(qū)分了負(fù)責(zé)活動(dòng)的對(duì)象，它明確地表示了哪些活動(dòng)是由哪些對(duì)象進(jìn)行的。在包含泳道的活動(dòng)圖中每個(gè)活動(dòng)只能明確地屬于一個(gè)泳道。 17西南交通大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院18銷 售供 貨判 斷 需 求獲 得 訂 單安 排 付 款調(diào) 貨交 貨西南交通大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院19客戶銷售接口方案提供者報(bào)價(jià)提供者初步接觸初步可行性分析匯總其它信息準(zhǔn)備報(bào)價(jià)依據(jù)提交

12、方案獲得客戶的決定搜索其它備選方案建立項(xiàng)目計(jì)劃方案和其它公司合作或改變需求拒絕做或者交給其它公司做分析并完成方案建立產(chǎn)品交付計(jì)劃西南交通大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院4.3.5 對(duì)象流對(duì)象流用活動(dòng)圖描述某個(gè)對(duì)象時(shí)，可以將涉及到的對(duì)象放到活動(dòng)圖中并用一個(gè)依賴將其連接到進(jìn)行創(chuàng)建、修改和撤銷的活動(dòng)或狀態(tài)上，對(duì)象的這種使用方法就構(gòu)成了對(duì)象流。對(duì)象流是活動(dòng)圖中活動(dòng)或狀態(tài)與對(duì)象之間的依賴關(guān)系，表示活動(dòng)使用對(duì)象或者活動(dòng)或狀態(tài)對(duì)對(duì)象的影響。在活動(dòng)圖中，對(duì)象流標(biāo)記符用帶箭頭的虛線表示。如果箭頭從活動(dòng)出發(fā)指向?qū)ο螅瑒t表示該活動(dòng)對(duì)對(duì)象施加了一定的影響，施加的影響包括創(chuàng)建、修改和撤銷等；如果箭頭是從對(duì)象指向活動(dòng)，則表示該活動(dòng)

13、使用對(duì)象流所指示的對(duì)象。 20西南交通大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院21西南交通大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院4.3.6 父活動(dòng)與子活動(dòng)父活動(dòng)與子活動(dòng)22活動(dòng)1活動(dòng)2處理活動(dòng)活動(dòng)1活動(dòng)2處理活動(dòng)西南交通大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院4.4 建造活動(dòng)圖模型建造活動(dòng)圖模型本書在第二章中曾經(jīng)給出了圖書館管理系統(tǒng)的用例圖，在第三章中給出了圖書館管理系統(tǒng)的類圖，本節(jié)就在前面兩章的基礎(chǔ)上綜合運(yùn)用講到活動(dòng)圖的相關(guān)知識(shí)，并分析用例圖，畫出圖書館管理系統(tǒng)的活動(dòng)圖。用例圖分為兩部分，一部分是圖書管理員的用例圖，而另外一部分則是圖書館系統(tǒng)的系統(tǒng)管理員用例圖。本節(jié)選取兩個(gè)用例圖中某一個(gè)基本用例，并逐步實(shí)現(xiàn)其狀態(tài)圖，讓讀者了解繪制活動(dòng)圖的基本

14、步驟和技術(shù)要領(lǐng)。23西南交通大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院4.4.1 建?；顒?dòng)圖步驟建模活動(dòng)圖步驟活動(dòng)圖描述用例圖，用活動(dòng)流來描述系統(tǒng)參與者和系統(tǒng)之間的關(guān)系。建模活動(dòng)圖也是一個(gè)反復(fù)的過程，活動(dòng)圖具有復(fù)雜的動(dòng)作和工作流，檢查修改活動(dòng)圖時(shí)也許會(huì)修改整個(gè)工程。所以有條理的建模會(huì)避免許多錯(cuò)誤，從而提高建模效率。建模活動(dòng)圖時(shí)，可以按照以下五步來進(jìn)行：（1）標(biāo)識(shí)需要活動(dòng)圖的用例。（2）建模每一個(gè)用例的主路徑。（3）建模每一個(gè)用例的從路徑。（4）添加泳道來標(biāo)識(shí)活動(dòng)的事務(wù)分區(qū)。（5）改進(jìn)高層活動(dòng)并添加到更多活動(dòng)圖。24西南交通大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院4.4.2 標(biāo)識(shí)用例標(biāo)識(shí)用例建模活動(dòng)圖時(shí)，首先要確定對(duì)誰進(jìn)行建模。在圖

15、書館中，圖書管理員用到最多的應(yīng)該就是借書操作和還書操作。這里單以借書用例為例，來建模借書用例的活動(dòng)圖。在例圖一章中曾經(jīng)給出了完整的用例圖，這里把圖書管理員借書用例從完整的用例圖中獨(dú)立出來，如圖 25西南交通大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院4.4.3 建模主路徑建模主路徑 建模用例的活動(dòng)圖時(shí)，往往利用一條顯示的路徑執(zhí)行工作，然后從該路徑進(jìn)行擴(kuò)展。前面曾給出獨(dú)立的借書用例圖，這里就建模該用例的活動(dòng)圖主路徑。 西南交通大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院4.4.4 建模從路徑建模從路徑活動(dòng)圖的主路徑描述了用例圖的主要工作流，此時(shí)的活動(dòng)圖沒有任何轉(zhuǎn)移條件或錯(cuò)誤處理。建模從路徑的目標(biāo)就是進(jìn)一步添加活動(dòng)圖的內(nèi)容，包括判斷、轉(zhuǎn)移條件和錯(cuò)誤處理等。在主路徑的基礎(chǔ)上完善活動(dòng)圖。例如，在Check這一活動(dòng)的作用包括了對(duì)借閱者是否存在超期圖書和借書數(shù)量是不否超過規(guī)定要求的判斷。如果兩種判斷同時(shí)滿足條件，才開始下面活動(dòng)的進(jìn)行。 西南交通大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院4.4.5 添加泳道添加泳道前面曾經(jīng)講到過泳道的相關(guān)知識(shí)，在活動(dòng)圖中加入泳道能夠清晰