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什么是UML?
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 使用面向对象设计的的建模工具，但独立于任何具体程序设计语言。咱们主要关注的是类图和时序图。
类图(Class Diagrams)
在 UML 2.0 的 13 种图形中，类图是使用频率最高的 UML 图之一。类图是描述系统中的类，以及各个类之间的关系的静态视图。能够让我们在正确编写代码以前对系统有一个全面的认识。类图是一种模型类型，确切的说，是一种静态模型类型。类图表示类、接口和它们之间的协作关系，用于系统设计阶段。
类图用三个矩形表示,最上面的部分标识类的名称;中间的部分标识类的属性;最下面的部分标识类的方法,如下图所示：
类与类之间的关系主要有六种：关联、聚合、组合、继承、实现和依赖，这六种关系的箭头表示如下：
继承关系
继承关系中,子类继承父类的所有功能,父类所具有的属性、方法,子类应该都有。子类中除了与父类一致的信息以外,还包括额外的信息。例如：公交车、出租车和小轿车都是汽车,他们都有名称,并且都能在路上行驶。其类图如下：
实现关系
接口（包括抽象类）是方法的集合,在实现关系中,类实现了接口,类中的方法实现了接口声明的所有方法。例如：汽车和轮船都是交通工具,而交通工具只是一个可移动工具的抽象概念,船和车实现了具体移动的功能。
组合关系
组合关系表示类之间整体与部分的关系,整体和部分有一致的生存期。一旦整体对象不存在,部分对象也将不存在，是同生共死的关系。例如：人由头部和身体组成,两者不可分割,共同存在。
聚合关系
聚合关系也表示类之间整体与部分的关系,成员对象是整体对象的一部分,但是成员对象可以脱离整体对象独立存在。例如：公交车司机和工衣、工帽是整体与部分的关系,但是可以分开,工衣、工帽可以穿在别的司机身上,公交司机也可以穿别的工衣、工帽。
关联关系
关联关系是类与类之间最常用的一种关系，表示一类对象与另一类对象之间有联系。组合、聚合也属于关联关系，只是关联关系的类间关系比其他两种要弱。
关联关系有四种：双向关联、单向关联、自关联、多重数关联。例如：汽车和司机,一辆汽车对应特定的司机，一个司机也可以开多辆车。
在多重性关系中,可以直接在关联直线上增加一个数字,表示与之对应的另一个类的对象的个数。
1…1：仅一个
0…*：零个或多个
1…*：一个或多个
0…1：没有或只有一个
m…n：最少 m、最多 n 个 (m<=n)
依赖关系
大多数情况下,依赖关系体现在某个类的方法使用另一个类的对象作为参数。
依赖关系是一种“使用”关系,特定事物的改变有可能会影响到使用该事物的其他事物,在需要表示一个事物使用另一个事物时使用依赖关系。
例如：汽车依赖汽油,如果没有汽油,汽车将无法行驶。
这六种类关系中,组合、聚合和关联的代码结构一样,可以从关系的强弱来理解,各类关系从强到弱依次是：继承→实现→组合→聚合→关联→依赖。
UML 类图是面向对象设计的辅助工具，但并非是必须工具，所以我们把它作为架构师软技能来讲解。
类关系记忆技巧
箭头方向：从子类指向父类。
记忆技巧：1、定义子类是需要通过 extends 关键字指定父类；
2、子类一定是知道父类定义的，但父类并不知道子类的定义；
3、只有知道对方信息时才能指向对方；
4、所以箭头的方向是从子类指向父类。
继承实现：用线条连接两个类。
记忆技巧：1、空心三角箭头表示继承或实现。
2、实线表示继承，是 is-a 的关系，表示扩展，不虚，很结实；
3、虚线表示实现，虚线代表“虚”无实体。
关联依赖：用线条连接两个类。
记忆技巧：1、虚线表示依赖关系：临时用一下，若即若离，虚无缥缈，若有若无；
表示一种使用关系，一个类需要借助另一类来实现功能；
一般是一个类将另一个类作为参数使用，或作为返回值。
2、实线表示关联关系：关系稳定，实打实的关系，铁哥们；
表示一个类对象和另一个类对象有关联；
通常是一个类中有另一个类对象作为属性。
组合聚合：用菱形表示。
记忆技巧：1、菱形就是像是一个盛东西的器皿（比如盘子）；
2、聚合：空心菱形，代表空器皿里可以放很多相同的东西，
聚集在一起（箭头方向所指的类）；
整体和局部的关系，两者有独立的生命周期，是 has-a 的关系；
弱关系，消极的词：弱-空。
3、组合：实心菱形，代表器皿里已经有实体结构的存在，生死与共；
整体与局部的关系，和聚合关系对比，关系更加强烈；
两者具有相同的生命周期，contains-a 的关系；
强关系，积极的词：强-满。
案例分析
下面我们来通过两个经典案例来加深和巩固一下对类图的理解。
下面这张图是来自《大话设计模式》这本书中，对动物衍生关系描述的类图。这个图
非常有技术含量也非常经典，大家可以和我一起来好好理解一下。
时序图
时序图的作用
1、展示对象之间交互的顺序。将交互行为建模为消息传递。通过描述消息是如何在对象间发送和接收的来动态展示对象之间的交互；
2、相对于其他 UML 图,时序图更强调交互的时间顺序；
3、可以直观的描述并发进程。
时序图组成元素
角色(Actor）
系统角色,可以是人、机器、其他系统、子系统;在时序图中用表示。
对象(Object）
对象的三种命名方式
第一种方式包括对象名和类名
第二种方式只显示类名，即表示它是一个匿名对象
第三种方式只显示对象名不显示类名
命名方式的选择
三种命名方式均可,哪种最容易让阅读该时序图的人理解,就选择哪种。
对象的排列顺序
对象的左右顺序并不重要，但是为了作图清晰整洁，通常应遵循以下两个原则：把交互频繁的对象尽可能的靠拢；把初始化整个交互活动的对象放置在最左端。
生命线(Lifeline)
在时序图中表示为从对象图标向下延伸的一条虚线,表示对象存在的时间。
控制焦点(Focus of Control）
又称为激活期,表示时间段的符号,在这个时间段内对象将执行相应的操作。可以理解为 Java 语言中一对大括号{ }中的内容；用小矩形表示
消息(Message）
消息一般分为同步消息（Synchronous Message），异步消息（AsynchronousMessage）和返回消息（Return Message）。
1、消息的发送者把控制传递给消息的接收者,然后停止活动,等待消息的接收者放弃或者返回控制。用来表示同步的意义；
2、消息发送者通过消息把信号传递给消息的接收者,然后继续自己的活动,不等待接受者返回消息或者控制。异步消息的接收者和发送者是并发工作的。
3、返回消息表示从过程调用返回。
自关联消息
表示方法的自身调用或者一个对象内的一个方法调用另外一个方法。
组合片段
组合片段用来解决交互执行的条件和方式，它允许在序列图中直接表示逻辑组件,用于通过指定条件或子进程的应用区域,为任何生命线的任何部分定义特殊条件和子进程。组合片段共有 13 种，名称及含义如下：
| 片段类型 | 名称 | 说明 |
|---|---|---|
| Opt | 选项 | 包含一个可能发生 或可能不发生的序列。可以在临界中指定序列发生的条件。 |
| Alt | 抉择 | 包含-个片段列表,这些片段包含备选消息序列。在任何场合 下只发生一个序列。可以在每个片段中设置一个临界来指示该片段可以运行的条件。 else 的临界指示其他任何临界都不为 True 时应运行的片段。如果所有临界都为 False 并且没有 else ,则不执行任何片段。 |
| Loop | 循环 | 片段重复一定次数。可以在临界中指示片段重 复的条件。Loop 组合片段具有“Min”和"Max"属性,它们指示片段可以重复的最小和最大次数。默认值是无限制。 |
| Break | 中断 | 如果执行此片段,则放弃序列的其余部分。可以使用临界来指示发 生中断的条件。 |
| Par | 并行 | 并行处理。片段中的事件可以交错。 |
| Critical | 关键 | 用在 Par 或 Seq 片段中。指示此片段中的消息不得与其他消息交错。 |
| Seq | 弱顺序 | 有两个或更多操作数片段。涉及同一生命线的消息必须以片段的顺序发生。如果消息涉及的生命线不同 ,来自不同片段的消息可能会并行交错。 |
| Strict | 强顺序 | 有两个或更多操作数片段。这些片段必须按给定顺序发生。 |
| Consider | 考虑 | 指定此片段描述的消息列表。其他消息 可发生在运行的系统中,但对此描述来说意义不大。在"Messages"属性中键入该列表。 |
| Ignore | 忽略 | 此片段未描述的消息列表。这些消息可发生在运行的系统中 ，但对此描述来说意义不大。在"Messages"属性中键入该列表。 |
| Assert | 断言 | 操作数片段指定唯一有效的序列。 通常用在 Consider 或 Ignore 片段中。 |
| Neg | 否定 | 此片段中显示的序列不得发生。通常用在 Consider 或 Ignore 片段中。 |
常用组合片段举例：
用来指明在两个或更多的消息序列之间的互斥的选择，相当于经典的 if…else…
1、抉择(Alt）
抉择在任何场合下只发生一个序列。 可以在每个片段中设置一个临界来指示该片段可以运行的条件。else 的临界指示其他任何临界都不为 True 时应运行的片段。如果所有临界都为 False 并且没有 else，则不执行任何片段。
2、选项(Opt）
包含一个可能发生或不发生的序列；
3、循环(Loop）
片段重复一定次数,可以在临界中指示片段重复的条件。
4、并行(Par）
时序图画法及实践
时序图的绘制步骤可简单总结如下：
1、划清边界,识别交互的语境；
2、将所要绘制的交互场景中的角色以及对象梳理出来；
3、从触发整个交互的某个消息开始,在生命线之间从上到下依次画出所有消息,并注明每个消息的特性（如参数等）。
