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一、 UML 是什么

定义

UML 是统一建模语言, 是一种开放的方法，用于说明、可视化、构建和编写一个正在开发的、面向对象的、软件密集系统的制品的开放方法。

统一建模语言(Unified Modeling Language，UML)是一种为面向对象系统的产品进行说明、可视化和编制文档的一种标准语言，是非专利的第三代建模和规约语言。UML是面向对象设计的建模工具，独立于任何具体程序设计语言。
UML 本身是一套符号的规定，就像数学符号和化学符号一样，这些符号用于描述软件模型中的各个元素和他 们之间的关系，比如类、接口、实现、泛化、依赖、组合、聚合等。

作用

  1. 帮组开发团队以一种可视化的方式理解系统的功能需求。
  2. 有利于开发团队队员之间在各个开发环节间确立沟通的标准，便于系统文档的制定和项目的管理。因为 UML 的简单、直观和标准性，在一个团队中用 UML 来交流比用文字说明的文档要好的多。
  3. UML 为非专业编程人士理解软件的功能和构造，提供了一种直白、简单、通俗的方法。
  4. 使用 UML 可以方便的理解各种框架的设计方式。

二、 UML 画图的工具推荐

  1. MarkDown
  2. PlantUML
  3. Draw.io (Mac)
  4. PowerDesigner (Windows)

工作中第一个常用用来写文档，二三个用来画UML图比较多（推荐结合使用）。

只要掌握常用的几种图 (用例图、类图、时序图、活动图) ，就已经迈向架构第一步了，工作学习中交流起来就容易多了。

三、UML 类图中的关系

在 UML 类图中，常见的有以下几种关系：

  • 泛化（Generalization）（继承）
  • 实现（Realization）
  • 关联（Association)
  • 聚合（Aggregation）
  • 组合（Composition）
  • 依赖（Dependency）

他们的强弱级别为：

泛化 = 实现 > 组合 > 聚合 > 关联 > 依赖

UML 类与类之间的关系表示总览：

架构师必须学会的UML图小结_聚合关系

以下 UML 图用的是 Draw.io 来画的，开源地址： https://github.com/jgraph/drawio

1. 泛化(继承)

【泛化关系】：是一种继承关系，表示一般与特殊的关系，它指定了子类如何特化父类的所有特征和行为。
【例如】：男人是人的一种，既有男人的特性也有人的共性。女人也是如此。
【箭头指向】：带三角箭头的实线，箭头指向父类。
 
 

架构师必须学会的UML图小结_类图_02

2. 实现（Realization）

【实现关系】：是一种类与接口的关系，表示类是接口所有特征和行为的实现。
【例如】：USB 是一个接口，每一个电脑都可以插上 USB 这个接口。
【箭头指向】：带三角箭头的虚线，箭头指向接口。

 

 
 

架构师必须学会的UML图小结_类图_03

3. 关联（Association)

【关联关系】：是一种拥有的关系，它使一个类知道另一个类的属性和方法。关联可以是双向的，也可以是单向的。
【例如】：老师与学生是双向关联，老师有多名学生，学生也可能有多名老师。但学生与某课程间的关系为单向关联，一名学生可能要上多门课程，课程是个抽象的东西，他不拥有学生。
【代码体现】：成员变量。
【箭头及指向】：双向的关联可以有两个箭头或者没有箭头，单向的关联有一个箭头。

 

架构师必须学会的UML图小结_聚合关系_04

4. 聚合（Aggregation）

【聚合关系】：是整体与部分的关系，可以看成 「has-a」 的关系，部分可以离开整体而单独存在。
【例如】：电脑和键盘是整体和部分的关系，电脑没了键盘仍然可以存在。
【代码体现】：成员变量。
【箭头及指向】：带空心菱形的实心线，菱形指向整体。
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架构师必须学会的UML图小结_类图_05

5. 组合(Composition)

聚合关系】：是整体与部分的关系，可以看成 「contains-a」 的关系，部分离开整体后无法单独存在。
【例如】：鸟儿和翅膀是整体和部分的关系，鸟儿没了翅膀不能独立存在。
【代码体现】：成员变量。
【箭头及指向】：带实心菱形的实心线，菱形指向整体。
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架构师必须学会的UML图小结_聚合关系_06

6. 依赖(Dependency)

【聚合关系】：是一种使用的关系，即一个类的实现需要另一个类的协助，所以要尽量不使用双向的互相依赖。
【例如】：人依赖计算机实现玩电脑游戏的目的。
【代码体现】：局部变量、方法的参数或者对静态方法的调用。
【箭头及指向】：带箭头的虚线，指向被使用者。
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架构师必须学会的UML图小结_聚合关系_07

如果要画项目的设计图，有很多类的关系图，这个软件可以使用。如果需要快速在设计某个功能时也可以使用 PlantUML 来实现，怎么快怎么来。

可以在网页上画，在 IDE中也有插件 ：

架构师必须学会的UML图小结_类图_08

比如我在总结设计模式系列时，就用这个来画。

用代码来直接渲染生成UML 设计图片

代码如下：

@startuml
skinparam classAttributeIconSize 0

package "class ChainOfResponsibility(责任链模式)"  {
    abstract class Handler
    {
    #setSuccessor(Handler)
    +handle():void
    }
    note left: 抽象处理者

    class HandlerA
    {
    +handle():void
    }

    class HandlerB
    {
    +handle():void
    }

     class HandlerC
     {
     +handle():void
     }

    Handler o-- Handler:0..1
    Handler <|-- HandlerA
    Handler <|-- HandlerB
    Handler <|-- HandlerC
    Client ..> Handler
}
@enduml

 

 

生成的效果图：
架构师必须学会的UML图小结_聚合关系_09

四、小结

UML 是每一个软件开发者都必须要熟练掌握的，如何你还不会，赶紧学习（卷）起来吧。

参考资料：

  1.  PlantUml