架构图

4+1视图模型

架构文档主要包含架构视图，架构视图体现了各个相关方的关注点。

4+1视图模型，体现的观点为单一的视图无法完整的表达架构，因此需要完整的视图集。

系统架构有很多方面，不同的相关方的关注点是不同的，一个架构文档要给不同的相关方呈现不同的视图，同时又要表达系统架构的方方面面，

单独的通过某种视图，通过某种纬度表达架构，是不够的，要通过多种架构视图描述架构方案。



常规的软件架构设计，应该包括4+1种视图。

逻辑视图

过程视图

物理视图

开发视图

场景视图

其中场景视图与其他四种视图都有关联。



逻辑视图的相关方为客户、用户、开发组织管理者

逻辑视图描述的是系统有哪些功能，它的接口、职责、交互是什么样的，有哪些系统，子系统，功能模块，接口，主要用于开发组织划分，进行成本和进度的评估。

功能模块图是逻辑视图的一种。



开发视图的相关方是开发和测试。主要描述系统如何开发和实现，主要描述系统的分层，分区，包组织结构，框架，系统通用服务，业务通用服务，定义类和接口，以及系统平台和相关基础框架，用于指导开发进行设计和落地实现。

类图是开发视图的一种。



物理视图的相关方为系统集成商和运维，主要描述系统逻辑组件和物理组件之间的部署关系和网络通讯关系，系统最终的物理呈现是什么样子的。元素为物理节点，以及物理节点之间的通信。

部署图是物理视图的一种。



过程视图的相关方为开发和性能优化的相关人员，描述系统在运行过程中的线程和进程的情况，主要元素为系统进程、线程、处理队列等，描述他们在运行过程中的动态的执行状态，相关的调用关系，依赖关系，执行过程是什么样的。



场景视图的相关方为用户，设计，开发，描述架构中最主要的场景，及其非功能性需求。

用例图是场景视图的一种。



用UML进行软件架构设计

实践中更多的是使用UML建模的方式。



UML静态图包括：用例图、对象图、类图、组件图、包图、部署图。用于描述类、对象和数据结构之间的关系。

UML动态图包括：协作图、序列图、活动图、状态图。用于展示软件在执行过程中的变化过程。



常见的关系有关联、泛化、依赖、聚合，在uml中有六种符号：依赖、关联、继承、集合、实现、组合。

关联关系比依赖关系更紧密，成员变量，一般为关联关系。若是成员方法内的局部变量，则为依赖关系。

聚合起来的对象消失时，聚合的对象还是可以存在的。组合起来的对象消失时，则组合的对象也消失了。



用例图

用例图通常描述业务功能，功能有哪些，如何对外提供服务。

任何的用例图都有自己的边界，使用用例的角色，可以是人，可以是另外一个系统。用例一定是去做某些事情。用例总是由执行者启动的。

用例之间也可以有关系，使用关系和扩展关系。

使用关系，我理解为代码中的调用。

而扩展关系，我理解为代码中的继承。



需求分析，概要设计，详细设计，每个阶段都应该有一些架构图，用来描述当前阶段的架构设计。

需求分析阶段主要产生的架构图就是用例图，需求分析就是要分析我们要一个什么样的系统出来，一方面有哪些功能，另一方面，跟当前的一些约束和边界是怎样的，需要表达出来。



用例图可以自顶向下不断精化，抽象出不同层次的用例图。



类图

通过类图，可以描述清楚某一个功能，某一个模块，它里面的核心类有哪些，类的名字是什么，类的成员变量有哪些，成员方法有哪些，类之间的关系是什么，继承、组合、关联、聚合等，都可以描述出来。

类图主要用于详细设计阶段。



包图

通常使用组件图，而不是包图。



时序图

UML中的消息：简单消息、同步消息、异步消息。

一般说来，简单消息不区分同步和异步。

一般对象之间的操作为简单消息或同步消息，而涉及多个子系统或者系统之间，调用和回调都可以是异步消息。



时序图用来描述对象之间动态的交互行为,着重体现对象间消息传递的时间顺序。

时序图在需求分析、概要设计、详细涉及阶段都可以使用。

在需求分析阶段，当前设计的系统跟现有系统之间的调用和依赖关系，可以用时序图来表示。

在概要设计阶段，可以画自己设计的服务器，它的子系统之间的调用关系，还可以画组件之间的调用和时序关系，都可以使用时序图。

详细设计阶段，主要画的就是类图，那么类之间的调用关系，可以用时序图来描述。

时序图：描述的是广义的对象之间的交互关系。

广义的对象：可以是类的对象、子系统、组件、服务器。



活动图

UML没有流程图，活动图用于表达流程信息。

活动图有开始、结束。

活动可以有分支，一个活动经过一个分支，变为两个活动。

活动可以聚合，两个活动完成后，聚在一起，进入下一个活动。

一个活动分为几个领域，几个维度，可以跨越几个领域，共同完成整个的处理逻辑和流程。

在开发过程中，可能有多个子系统，多个服务，多个模块，一个用户的处理过程，可能是由多个模块、多个子系统共同完成，一个请求在多个服务之间互相合作，传递，完成处理，描述在处理过程中，经过了哪些模块、哪些服务，可以使用活动图、泳道图来描述。

泳道是一种分组机制。



状态图

用于描述状态变迁

一个业务可能存在多种状态，那么多种状态之间，如何从一种状态变为另一种状态呢？它做了什么行为？完成了什么操作？它的状态会变化，通过状态图来描述。



什么样的行为会出发什么样的变化，到达另外一个状态，哪些状态之间永远不会互相变化，就可以通过状态图来表示。



合作图

合作图已成为协作图，用来描述相互合作的对象间的交互和链接关系。

顺序图体现交互的时间顺序，合作图体现交互对象间的静态链接关系。

除了时序外，在时序图中都包含了，所以实践中更多使用时序图。



组件图

组件图用于描述业务组件模块关系的图。组件包括物理组件和逻辑组件。

更常用的是逻辑组件。

逻辑组件定义的是在架构设计上，一个系统逻辑上分为哪些模块，模块之间的关系是怎样的。

组件图显示代码本身的逻辑结构，它描述系统中存在的软构件以及它们之间的依赖关系。

组件之间的依赖关系是指结构之间在编译，连接或执行时的依赖关系。



部署图

部署图描述的是系统最终部署的样子，描述我们开发的组件部署在哪些服务器上，有哪些服务器，服务器之间的调用依赖关系是什么样的。

部署图在概要设计阶段产生，也是整个架构设计的第一张图。

部署图里，不同的服务器，承担的角色是什么样的，关键组件有哪些，然后就开始去画组件图，有了组件图，通过组件的时序图描述出来，组件之间的动态交互关系，然后再进一步，每个组件里有哪些类图，这样逐渐的细分下来，就有了从上到下，从概要设计到详细设计的完整的架构设计。