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UML 组件图：准则

  • 项目

在 Visual Studio 旗舰版 中，您可以绘制一个组件图以显示软件系统的结构。 有关视频演示，请参见 Designing the Physical Structure by using Component Diagrams（使用组件图设计物理结构）。

若要创建 UML 组件图，请在**“体系结构”菜单上，单击“新建关系图”**。

组件是可在其环境中替换的模块化单元。 组件的内部部件是隐藏的，但它具有一个或多个定义完善的“提供的接口”，通过这些接口可以访问组件的功能。 组件还可以具有“所需的接口”。 所需的接口定义该组件需要其他组件中的哪些功能或服务。 将多个组件的提供的接口和所需的接口相连接，可以构造更大的组件。 完整的软件系统可以理解为是一个组件。

绘制组件图具有以下几个好处：

  • 考虑与主要块有关的设计，可帮助开发团队理解现有设计并创建新设计。

  • 认为系统是具有定义完善的提供接口和所需接口的组件集合，从而可以改进组件之间的分离。 这反过来又使设计更易于理解，且在要求发生更改时可以更容易地做出相应更改。

无论设计已在使用或将要使用的语言或平台如何，您都可以使用组件图来表示您的设计。

主题内容

与其他关系图的关系

绘制组件图的基本步骤

显示组件的内部部件

设计组件

提示

有关组件图中的元素的参考信息，请参见UML 组件图：参考。

与其他关系图的关系

您以将组件图与其他关系图结合使用。

其他关系图

帮助您讨论和传达设计的这些方面

UML 序列图

  • 系统组件之间的交互

  • 组件中的部件之间的交互。

有关更多信息，请参见 UML 序列图：准则。

UML 类图

  • 组件的接口以及构成组件部件的类。

  • 数据以参数形式在组件的接口之间发送。

有关更多信息，请参见 UML 类图：准则。

活动图

  • 组件执行的用于响应传入消息的内部处理。

有关更多信息，请参见UML 活动图：准则。

层关系图

  • 组件的逻辑体系结构层。

有关更多信息，请参见层关系图：参考。

绘制组件图的基本步骤

有关组件图中的元素的参考信息，请参见UML 组件图：参考。

有关如何在设计过程中使用组件图的更多信息，请参见建立软件系统体系结构模型。

提示

创建任何建模图的详细步骤在如何：编辑 UML 模型和关系图中进行介绍。

创建组件图

  1. 在**“体系结构”菜单上，单击“新建关系图”**。

  2. 在**“模板”下，单击“UML 组件图”**。

  3. 命名该关系图。

  4. 在**“添加到建模项目”中，从您的解决方案中选择一个现有建模项目，或者选择“创建新的建模项目”，然后单击“确定”**。

    此时将显示一个新的组件图，同时显示 UML**“组件图”**工具箱。 该工具箱中包含所需的元素和关系。

绘制组件

带有接口的组件

为系统或应用程序中的每个主要功能单元创建一个组件 (1)。

这方面的示例包括应用程序、硬件设备、Web 服务、.NET 程序集、程序类或一组类或者程序的任何可分段。

创建组件

  1. 单击工具箱中的**“组件”**，再单击关系图的空白部分。

    - 或 -

    复制并粘贴现有组件。

    1. 在关系图或**“UML 模型资源管理器”**中查找现有组件。

    2. 右击找到的组件，然后单击**“复制”**。

    3. 打开希望在其中显示复制的组件的关系图。

    4. 右击关系图的空白部分，然后单击**“粘贴”**。

      组件的副本随即以新名称显示。

  2. 单击组件的名称以更改它。

  3. 如果您只想看到组件的标头，请单击 V 形 (5)。

显示组件的端口

端口（2、3）表示传入或传出组件的一组消息或操作调用。 组由接口描述，而接口定义端口的类型。 端口可以提供接口也可以需要接口。

具有提供的接口 (2) 的端口提供该组件实现的且其他组件可以使用的操作。

这方面的示例包括用户界面、Web 服务、.NET 接口或任何编程语言中的函数集合。

具有所需的接口 (3) 的端口表示组件需要其他组件或外部系统提供的一组操作或服务。

例如，Web 浏览器需要 Web 服务器，应用程序外接程序需要应用程序中的服务。

组件可以具有任意数量的端口。

将端口添加到组件

  1. 在工具箱中，单击**“提供的接口”或“所需的接口”**。

  2. 单击要将端口添加到的组件。

    端口随即显示在组件的边界上。

    新接口即作为端口的类型创建。 此接口显示在**“UML 模型资源管理器”**中。

  3. 沿着组件边界拖动端口以将其放置在所需位置。

  4. 拖动端口的标签以调整其位置。

  5. 单击该标签以更改它。 标签显示接口的名称。 如果您更改了标签，则也更改了接口的名称。

在组件之间进行链接

使用依赖项 (4) 以显示一个组件的要求可以通过其他组件提供的操作或服务来满足。

显示提供的接口可以满足所需的接口

  1. 在工具箱中，单击**“依赖项”**。

  2. 单击一个组件上具有所需的接口的端口，再单击另一个组件上具有提供的接口的端口。

应尝试避免设计依赖项循环，即组中的每个组件都依赖于所有其他组件。

将现有接口的端口添加到组件

  • 在**“UML 模型资源管理器”**中找到所需接口，然后将其从所在位置拖动到组件。

    - 或 -

  • 复制引用并将其粘贴到关系图中的接口。

    1. 在类图或组件图上，右击该接口，然后单击**“复制”**。

    2. 在组件图上，右击组件，然后单击**“粘贴引用”**。

      提供的接口随即显示在组件上。 旁边显示了一个操作标记。

      提示

      如果您使用“粘贴”而不是“粘贴引用”，则将创建一个具有新名称的新接口。

    3. 如果您要创建所需的接口，请单击该操作标记，再单击**“转换为所需的接口”**。

显示组件的内部部件

显示内部部件的组件图

可以将部件 (3) 放置在组件 (1) 中，以显示彼此进行交互的较小组件如何组成该组件。

插图中的关系图指明，类型“立即就餐 Web 服务”的每个实例都包含一个“顾客服务器”实例和一个“厨房服务器”实例。

部件是其父组件的属性，与属于普通类的特性非常类似。 部件有其自己的类型，该类型通常也是组件。 部件的标签与普通特性具有相同的形式：

+ partName : TypeName

在父组件内部，每个部件都显示了为其类型（4、5）定义的提供的接口和所需的接口。 一个部件需要的操作或服务可以由另一个部件提供。 可以使用**“部件程序集”**连接线显示部件相互连接的方式 (6)。

还可以显示父组件的某个部件实际提供还是需要该组件的接口。 可以使用**“委托”**关系 (9) 将父组件的端口连接到内部部件的端口。 这两个端口的类型必须相同（同时为提供或所需），且其接口类型应兼容。

可以使用新类型或通过现有类型创建新部件。

将部件添加到组件

  1. 为您认为是父组件的部件的每个主要功能单元创建一个部件。

    1. 单击工具箱中的**“组件”**，然后在父组件 (1) 中单击。

      新部件 (3) 随即显示在父组件中。

      即在**“UML 模型资源管理器”**中创建了一个新组件。 此组件是新部件的类型。

      - 或 -

      将现有组件从 UML 模型资源管理器拖动到父组件。

      新部件 (3) 随即显示在父组件中。 其类型为从 UML 模型资源管理器拖动的组件。

      - 或 -

      在关系图或 UML 模型资源管理器中右击一个组件，然后单击**“复制”**。

      右击父组件，然后单击**“粘贴引用”**。

      新部件 (3) 随即显示在父组件中。 其类型为所复制的组件。

    2. 单击新部件的名称以更改它。 您无法更改该部件的类型。

    3. 可以将提供的接口和所需的接口（4、5）添加到新部件。 单击**“提供的接口”或“所需的接口”**工具，然后在部件中单击。

      - 或 -

      将现有接口从**“UML 模型资源管理器”**拖动到该部件。

      接口随即添加到部件的类型，并显示在部件本身上。 父组件会根据需要调整接口的大小。

  2. 将部件相互连接。

    • 使用**“依赖项”**工具连接不同部件 (6) 的端口。

  3. 将部件连接到父组件的端口：

    1. 在父组件上创建一个或多个端口 (7)。 单击工具箱上的**“所需的接口”或“提供的接口”**，再单击父组件。

    2. 将端口委托 (9) 给一个或多个部件。 单击**“委托”**工具，单击父组件上的端口，再单击部件上的端口。 可以通过相同方式连接提供接口或需要接口的端口。

显示部件的多个部件

将组件分解为多个部件后，可以将每个部件类型分解为其自己的内部部件。

在单独的组件图中分解每个层最为简单。 首先必须找到部件的类型。 如插图所示，一个部件名为 DNCustomerServer，且其类型是称为 CustomerServer 的组件。 可以在 UML 模型资源管理器中找到该类型，并将其放置在其他关系图中。 然后，您可以创建该类型自己的内部部件。

将部件的类型放置到关系图上

  1. 确定部件的类型的完全限定名。

    右击该部件，然后单击**“属性”**。

    类型的名称即显示在“属性”窗口的**“类型”**字段中。

  2. 在**“UML 模型资源管理器”**中找到部件的类型。

    单击**“视图”，指向“其他窗口”，再单击“UML 模型资源管理器”**。

    展开项目和该类型所属的任何包（如果需要）。

    该类型将作为**“组件”**列出。

    如果需要，可以在此处更改类型的名称。

  3. 打开或创建另一个组件图。

  4. 从 UML 模型资源管理器中的类型拖动到该关系图上。

    类型的视图显示为关系图中的组件。

    该组件具有的接口与您为部件定义的接口相同。

    现在可以向组件中添加部件。

设计组件

介绍部件的协作方式

您可以绘制一个序列图，以显示各部件如何协同工作以响应到达父组件的消息。

可以使用这些关系图来解释现有组件并设计新组件。

如果您仍要设计组件，则可以先绘制一些序列图，然后再确定该组件将包含哪些部件。 可以使用这些序列图体验不同的部件、所需的接口和消息序列。 为最常用且最重要的传入消息绘制序列图。 然后可以在组件中创建与您已确定的生命线对应的部件。

使用序列图可以判断系统的工作在不同组件之间是如何分布的。

  • 如果一个部件上堆集了太多工作，则与在各个部件之间平均分布工作相比，应用程序可能更难更新。

  • 如果工作在多个交互操作之间分布得非常稀疏，则系统在执行时可能会出错且可能会难以理解。

显示协作部件的序列关系图

绘制显示各部件间的协作的序列图

  1. 创建新的序列图。

    有关更多信息，请参见 UML 序列图：准则。

  2. 为向组件发送消息的外部组件、用户、设备或其他参与者 (1) 创建生命线。

    可以将此生命线的**“参与者”**属性设置为 True，以指示会考虑它位于组件的外部。 在生命线上方会出现一个简图。

  3. 为所选参与者向其发送消息的组件的提供的接口 (2) 创建生命线。

  4. 为组件的每个部件 (3) 创建生命线。

  5. 为组件的每个所需的接口 (4) 创建生命线。

  6. 基于外部参与者 (5) 绘制消息。 显示如何将消息传递给部件以及部件如何协同工作以响应消息。

  7. 根据需要，显示发送到所需的接口 (6) 的消息。 不必显示执行消息时的任何详细信息。

组件是否比其部件要多？

在某些情况下，组件只是为部件集合指定的名称。 所有工作都由部件完成，在运行时，没有任何表示组件的代码或其他项目。

您可以设置组件的**“为间接实例化的”**属性，在模型中指示这一点。 在这种情况下，组件的所有接口都应位于端口上，且委托给内部部件。

介绍每个部件内的进程

可以使用活动图显示组件处理每个传入消息的方式。 有关更多信息，请参见UML 活动图：准则。

带有数据缓冲区的活动图

使用“接受事件操作”(1) 显示传入消息启动新线程。

使用对象节点和输入/输出指针显示信息流和信息的存储位置。 在示例中，对象节点 (2) 用于显示正在各个线程之间缓冲的项。

定义数据和类

可以使用 UML 类图描述以下方面的详细内容：

  • 组件的接口。

  • 在接口的操作参数中传递的数据。

  • 组件中存储的数据，例如活动图的对象流中所示。

组件之间的普通依赖项

使用组件图只是显示设计的主要部件及其相互依赖项。

组件之间的依赖项

使用**“依赖项”**工具绘制依赖项。 这指示一个组件的设计依赖于另一个组件。

依赖项具有以下典型类型：

  • 一个组件调用另一个组件中的代码。

  • 一个组件实例化在另一个类中定义的类。

  • 一个组件使用另一个组件创建的信息。

您可以使用依赖项箭头的名称来表示特定类型的使用情况。 若要设置名称，请右击箭头，然后单击**“属性”，并在“属性”窗口中设置“名称”**字段。

请参见

参考

UML 序列图：参考

概念

如何：编辑 UML 模型和关系图

UML 组件图：参考

UML 用例图：参考

UML 类图：参考

UML 组件图：参考

其他资源

Video: Designing the Physical Structure by using Component Diagrams（视频：使用组件图设计物理结构）