一：定义

1，UML顺序图一般用于确认和丰富一个使用情境的逻辑。
2，一个使用情境的逻辑或是一个用例的一部分；或是一条扩展路径；或是一个贯穿单个用例的完整路径，例如动作基本过程的逻辑描述；或是动作的基本过程的一部分再加上一个或多个的备用情境的逻辑描述；或是包含在几个用例中的路径。

3，顺序图将交互关系表现为一个二维图，纵向是时间轴，时间沿竖线向下延伸。横向轴代表了在协作中各独立对象的类元角色，类元角色的活动用生命线表示。

二：顺序图示例

三：顺序图的组成元素

1，生命线用一条纵向虚线表示。

2，在UML中，对象表示为一个矩形，其中对象名称标有下划线。

3，激活是过程的执行，包括等待过程执行的时间。在顺序图中激活部分替换生命线，使用长条的矩形表示。

4，消息是对象之间的通信，是两个对象之间的单路通信，是从发送者到接收者之间的控制信息流。消息在顺序图中由有标记的箭头表示，箭头从一个对象的生命线指向另一个对象的生命线，消息按时间顺序在图中从上到下排列。

5，在顺序图中，对象安排在X轴。启动交互的对象放在最左边，随后放入消息的对象放在启动交互对象的右边。交互中对象发送和接收的消息沿着Y轴以时间增加的次序放置。在顺序图中，有的消息对应于激活，表示它将会激活一个对象，这种消息称为调用消息(Call Message)；如果消息没有对应激活框，表示它不是一个调用消息，不会引发其他对象的活动，这种消息称为发送消息(Send Message)。

6，消息

>调用消息

>返回消息

>自身消息

>调用消息

>发送消息

>创建消息

>销毁消息

>同步消息：发送消息的对象要等到接收消息的对象执行完所有操作后，发送消息的对象才能继续执行自己的操作。

>异步消息：发送消息的对象发送消息后，不用等待接收对象是否执行，继续执行自己的操作。

7，交互片段

一个复杂的顺序图可以划分为几个小块，每一个小块称为一个交互片段。每个交互片段由一个大方框包围，其名称显示在方框左上角的间隔区内，表示该顺序图的信息。常用操作符如下：
>alt:多条路径，条件为真时执行。
>opt:任选，仅当条件为真时执行。
>par:并行，每一片段都并发执行。
>loop:循环，片段可多次执行。
>critical:临界区，只能有一个线程对它立即执行。

四：顺序图的作用

1，对于业务人员，顺序图可显示不同的业务对象如何交互，对于交流当前业务如何进行很有用。除记录组织的当前事件外，一个业务级的顺序图能被当作一个需求文件使用，为实现一个未来系统传递需求。

2，对于需求分析人员，顺序图能通过提供一个深层次的表达，把用例带入下一层次。通常用例被细化为一个或者更多的顺序图。顺序图的主要用途之一，是把用例表达的需求，转化为进一步、更深层次的精细表达。
3，对于技术人员，顺序图在记录一个未来系统的行为应该如何表现时非常有用。在设计阶段，架构师和开发者能使用顺序图挖掘出系统对象间的交互，进一步完善整个系统的设计。

五：顺序图绘制技巧

1，以用例为单位创建顺序图，针对每个用例，考察为完成它所描述的功能需要哪些对象的操作参与执行，并且进一步考察这些操作的执行需要通过消息而引起其他哪些对象操作的执行。把这些对象以及参与交互的执行者组织到一个顺序图中。

2，理论上需要为每一个用例创建一个顺序图，但是如果一个用例的交互对象很简单可以不需要创建顺序图。

3，顺序图绘制步骤：
>确定参与交互的执行者
>确定与执行者直接交互的对象
>确定与交互相关的全部对象（顺藤摸瓜）

4，

>如果需要考察单个用例内部多个对象的行为可以使用顺序图；
>如果需要考察单个对象的行为就需要使用状态图；
>如果需要考察跨用例或者跨线程的行为就需要考虑使用活动图。

5，

>需求分析阶段的顺序图：主要用于描述用例中对象之间的交互，可以使用自然语言来绘制，用于细化需求。从业务的角度进行建模，用描述性的文字叙述消息的内容。

>系统设计阶段的顺序图：确切表示系统设计中对象之间的交互，考虑到具体的系统实现，对象之间通过方法调用传递消息。

六：实例

>绘制图书管理系统“借书”用例的顺序图（业务模型）。
图书管理员打开借书界面，输入借书信息并提交借书请求；系统验证借书卡状态，如果借书卡未借书则记录借书信息且修改图书状态和借书卡状态，并提示借书成功；否则提示借书失败。

>绘制图书管理系统“还书”用例的顺序图（业务模型）。
图书管理员打开还书界面，输入还书信息并提交还书请求；系统返回借书详细信息及所需金额；图书管理员输入金额；系统修改借书记录并修改图书状态和借书卡状态；提示还书成功。

一：定义

        类图和对象图表达的是系统的静态结构。在一个运行的系统中，对象之间要发生交互，并且这些交互要经历一定的时间。UML顺序图所表达的正是这种基于时间的动态交互。

• 顺序图用来表示用例中的行为顺序。当执行一个用例行为时，顺序图中的每条消息对应了一个类操作或状态机中引起转换的事件。
• 顺序图展示对象之间的交互，这些交互是指在场景或用例的事件流中发生的。 顺序图属于动态建模。
• ​顺序图的重点在消息序列上，也就是说，描述消息是如何在对象间发送和接收的。表示了对象之间传送消息的时间顺序。
• 浏览顺序图的方法是：从上到下查看对象间交换的消息。

        顺序图能够加强产品经理、开发、测试之间对系统功能的进一步了解，通过顺序图我们能够全貌的了解到系统的流程，为我们后续进行测试设计打下了坚实的基础。

        顺序图除了能够对需求进行分析外，还可以完成很多我们工作上的其他内容，譬如梳理部门的工作流规范（Bug流程、提测流程、用例评审流程、用例编写流程等），甚至可以对部门角色的职能描述。

二、顺序图中的符号

        顺序图有四部分：参与者（Actor)或对象（Object）、生命线（Lift Line) 、激活期 和 消息。

1、参与者（Actor) / 对象（Object）

参与者与对象按照一定顺序从做到右排列。UML中并没有对排列顺序作出任何要求，但是经过长期的积累得出以下经验：

1. 活动的起始点放在最左侧。
2. 交互频繁的参与者或对象靠拢。

在UML中，参与者通常使用以下表示方法：

actor 测试工程师 as te

或

participant 用例系统 as tcms

在UML中，对于参与者或对象，我们可以使用  as 来给对象起别名，方便后面的引用。
除了使用 actor 和 participant 声明参与者和对象外，还可以通过  boundary、 control、 entity 和  database 来声明，仅图标差异。

2、生命线

每个参与者或对象都有生命线，生命线随着参与者的创建而产生，销毁而小时。当创建了参与者后，UML图上会顶部和底部各显示参与者，并且通过垂直虚线相连，这条垂直虚线就是生命线。

3、激活期

激活期是指对象在整个活动中获得了焦点，需要一段时间来执行某个动作，在UML图中是一个空心的矩形表示，其语法为：activate te

激活期是一个时间段，有开始就必要会结束，结束的语法为：deactivate te

在activate和deactivate之间就形成一个矩形，这就是激活期。

4、消息

对象之间的交互是通过相互发消息来实现的。一个对象通过发送消息请求另一个对象做事件。

消息从源对象指向目标对象。消息一旦发送便将控制从源对象转移到目标对象。

消息不仅可以从A对象发给B对象，还可以自己发给自己。

te -> dev : 提了个bug，赶紧解
activate dev
dev -> dev : 改bug中
dev --> te : 改完了，麻烦回归一下
deactivate dev

消息可以分为同步消息、异步消息以及返回消息。

4.1 同步消息

直到等待接收者返回消息，譬如 测试工程师 准备写测试用例，发了消息“给我需求文档”给产品经理，只有等待产品经理返回消息后，测试工程师才可以继续后续的操作。

在UML中，使用实心箭头

te -> pm : 需求文档

4.2 异步消息

无需等待，发送消息后继续操作。譬如 测试工程师 拿到需求文档后，发消息“给我详细设计文档”给 开发工程师，此时测试工程师不需要等开发工程师给详设文档，在开发准备的过程中进行验收用例设计。

在UML中，使用空心箭头

te ->> dev : 详设文档

4.3 返回消息

表示完成某个活动或动作后，给予消息源反馈内容。

在UML中，使用空心箭头

dev --> te : 详设文档

三、顺序图操作

1、 顺序图标题

通过 title 关键字为顺序图设定名字。

@startuml

title Bug简易流程

te -> dev : 提了个bug，赶紧解
activate dev
dev -> dev : 改bug中
dev --> te : 改完了，麻烦回归一下
deactivate dev

@enduml

2、 分割线

使用分割线可以把一个顺序图划分为不同的阶段。分割线使用 == 阶段名称 == 的形式来表示。

@startuml
actor 测试工程师 as te
actor 开发工程师 as dev
participant 用例系统 as  tcms
== 测试阶段 ==
== 改bug阶段 ==
== 回归阶段 ==
@enduml

3、注释

在UML图中描述的内容有限，需要通过注释配合说明才能达到更好的效果。

一个消息只能对应一个注释信息。

@startuml
te -> dev : 提了个bug，赶紧解
note left : 单行文本
te -> dev
note left 
多行文本
多行文本
多行文本
end note
@enduml

除使用 left 进行方位标记外，还可以使用 right 。

4、消息数字序号

当时序图中存在很多消息时，会产生很大的理解障碍。通过 autonumber 关键字，可以自动把消息按先后顺序加上数字序号。

@startuml
autonumber
title Bug简易流程
te -> dev : 提了个bug，赶紧解
activate dev
dev -> dev : 改bug中
dev --> te : 改完了，麻烦回归一下
deactivate dev
@enduml

5、分组

@startuml
autonumber
title 需求分析建议流程（不完全）

group 需求文档获取
    te -> pm : 需求文档 
    activate pm
    pm -> pm : 写需求文档
    pm -> te
    deactivate pm
end group

group 需求分析
    te ->> dev : 详细设计文档
    activate te

    group 需求澄清
        te -> te : 了解需求
        te -> te : 需求反串讲
    end group

    group 需求分析

    end group

    group 测试设计与分析

    end group

    deactivate te
end group
@enduml

6、条件判断

条件判断为顺序图提供了强大的逻辑判断能力，极大丰富了顺序图的使用范围。在UML中使用 alt 关键字来进行条件判断。

@startuml

title 提交bug规范

te -> dev : 提交bug
dev -> dev : 查看bug信息

alt bug规范

dev -> dev : 修改bug
dev -> te : 修改完成，回归

else bug不规范

dev --> te : 无效bug，信息不完整，重新提

end

@enduml

alt 是一种特殊的group分组

7、循环

循环进行某一项活动，在UML中使用 loop 关键字对内部活动进行循环操作，直到条件满足后退出。

@startuml
title 提交bug

te -> te : 探索性测试

loop 直到提交完毕
    te -> JIRA系统 : 提交一个bug
    JIRA系统 --> te : 提交成功
end

@enduml

loop 是一种特殊的group分组

8、延时

在两条消息之间添加延时，可以提高顺序图的阅读性。在UML中使用 … 来添加时延。

@startuml
title 回归测试

te -> dev: 提交bug

dev -> dev : 修改bug
dev --> te : 修改完成，提交测试

... 回归测试(一天) ...

te -> dev : 回归不通过，重新改下bug

@enduml

9、参与组分组

@startuml
title 参与者分类

box 人类军团 #LightGreen
    actor 软件测试工程师 as te
    actor 开发工程师 as dev
end box

participant 用例系统 as tcms
@enduml

四、示例

1、机房用户登录

2、上班打卡的顺序图

顺序图（时序图）

UML中的顺序图（时序图）的相关知识。

顺序图的引入

• 用例图描述系统需求，类图描述组成系统结构的类关系。

• 用例图和类图无法描述系统动态行为。

• 使用交互图为系统各部分交互进行建模。

• 交互图( interaction diagram)通常用来描述一个用例或者部分用例的行为，显示该用例中所涉及的对象和这些对象之间的消息传递情况。( 动态交互行为建模)

• UML2.x交互图包括顺序图、通信图(协作图)、交互纵览图、定时图。

• 顺序图着重描述对象之间消息传递的时间顺序。
  通信图(协作图) 强调对象之间的链接关系。

• 顺序图和通信图从不同的角度表达了系统中的交互，它们之间可以互相转换。

• UML规范更多是以顺序图为核心，对其表示法和语义投入更多的精力。

• 准则：针对每个用例中所描述的需求，使用类图进行静态对象建模后，使用交互图进行动态对象建模可以帮助考虑更多的设计细节，提醒分析人员去补充遗漏的类或方法，“ 落实”发送哪些消息、发送给谁、以何种顺序发送等具体问题。

• 当执行一个用例行为时，顺序图中的每条消息对应了一个类操作或状态机中引起状态转换的触发事件。

顺序图的概念

• 顺序图 (sequence diagram)是一种详细表示对象之间动态交互的图形文档。
• 顺序图将交互关系表示为一个 二维图 。
• 横轴 代表了在协作中各独立的对象。
• 纵轴 是时间轴，时间沿竖线向下延伸。
• 沿时间方向按时间递增顺序列出个对象所发出和接收的消息。

例如：汽车租赁系统中客户取车的顺序图
取车的动作是从客户向工作人员提出取车要求并出示清单开始，工作人员检查客户的预定申请，确认后顾客付款。工作人员填写工作记录，同时登记汽车的状态，最后客户取车。

顺序图的组成

顺序图包含了4个元素：
①对象( Object)

②生命线( Lifeline )

③激活(Activation) / (控制焦点focus of control) / 控制条

④消息(Message)

①对象( Object)

顺序图中对象的符号和对象图中对象所用的符号一样。

• 对象的命名方式有三种:
  • 包括对象名和类名
  • 类名（匿名对象）
  • 对象名（不关心类）

• 对象间的排列顺序并不重要，但一般把表示参与者的对象放在图的两侧。

• 将对象置于顺序图的顶部意味着在交互开始的时候对象就已经存在了。
• 如果对象的位置不在顶部，那么表示对象是在交互的过程中被创建的。

②生命线( Lifeline )

• 每个对象都有自己的生命线，生命线在顺序图中表示为从对象图标向下延伸的一条虚线，表示对象在特定时间内的存在。

如果对象生命期结束，则用注销符号表示

③激活(Activation) (控制焦点focus of control)

• 激活 表示该对象被占用以完成某个任务，对象执行某个动作的时期。
• 去激活 指对象处于空闲状态，不做什么事情，但它是存在的，等待新的消息激活它。
• 在UML中，为了表示对象是激活的，可以将该对象的生命线拓宽成为矩形。其中的矩形称为激活条或控制期，对象就是在激活条的顶部被激活的，对象在完成自己的工作后被去激活。

激活表示一个对象直接或者通过从属例程执行一个行为的时期，既可以表示行为执行的持续时间，也表示了活动和它的调用者之间的 控制关系 。

④消息(Message)

• 消息是对象之间某种形式的通信，它可以激发某个操作、发送信号或导致目标对象的创建或撤销。
• 消息是两个对象之间的单路通信，从发送方到接收方的控制信息流。即从源对象指向目标对象，以触发目标对象中的特定操作。

• 消息可以用于在对象间传递参数。
• 消息可以是信号(对象间的异步通信)，也可以是调用(具有返回控制机制的同步调用)。

消息的表示和分类

• 消息——在UML中，消息使用箭头来表示，箭头的类型表示了消息的类型。
• UML三种消息
  • 调用消息(Procedure Call)
  • 异步消息(Asynchronous)
  • 返回消息(Return)
• Rose消息扩充
  • 阻止消息(Balking )
  • 超时消息(Time-out)

调用消息(Procedure Call)

UML用一个带实心箭头的实线表示调用消息。

• 调用消息的发送者把控制传递给消息的接收者，然后停止活动，等待消息接收者执行其某种操作后返回控制。
• 由于发送者等待接收者，这种消息又叫做同步消息( synchronous)。
• 通常，同步消息会隐含包含了来自接收者的一个返回消息,尽管建模者经常忽略这个返回消息的符号。

异步消息(Asynchronous)

➢消息发送后，发送者继续操作，不等待，常用于并发;

返回消息(Return)

• 如果异步消息有返回消息，必须明确表示出来。

➢表示消息的返回。一般同步(过程调用)的返回不需画出，直接隐含，而异步返回则可用它。

三种消息的示例

特殊的消息

自反消息

• 自调用消息(反身消息) (SelfCall) ：一个对象将一个消息发送给它本身。
• 在反身消息里，消息的发送方和接收方是同一个对象。
• 自反消息一般是同步消息

阻止消息(Rose中)

• 阻止消息 是指消息发送者发送消息给接收者，如果接收者无法立即接收消息，则发送者放弃这个消息。
• Rose中用折回的箭头表示 阻止消息。

超时消息(Rose中)

• 超时消息 指消息发送者发出消息给接收者并按指定时间等待。如果接收者无法在指定时间内接收消息，则发送者放弃这个消息。

创始消息(Found Message)

• 以实心圆作为起点来表示此类消息。
• 创始消息表示没有特定发送者、发送者不明确或消息源众多的消息。

UML交互片段

• UML2.x针对UML1.x顺序图添加了一个有用的改动：交互片段( interaction fragment)。
• 交互片段： 用一个边框包围顺序图中的部分交互，并在其左上角添加一个间隔区。
• 间隔区中，有操作符来描述交互片段的类型。

常用的交互片段对应的操作符及其作用

①ref 交互片段—— (引用reference)

• 为一个用例的多个场景创建实例顺序图，图和图之间的相当一部分内容是重复的。
• ref交互片段能够在一张顺序图中快速容易地复用另一张顺序图的部分内容。

使用场景

当想要简化图时，将其中的一部分分解到另;一个图中，或者存在可复用的交互。

使用方法

引用其它的顺序图作为自身交互的一部分，使用ref交互片段并写明要引用的交互图的名称。

例如：

或：

②loop交互片段——(循环交互片段)

用 loop操作符 来表示变互判断，表明该片段内的交互被循环执行多次，而具体的次数由 循环次数 和 监护条件 表达式来说明。

(1) loop(minint, maxint)

minint表示循环的最小次数，maxint表示循环的最多次数

(2) loop(minint)

(3) loop

永无止境的循环

(4) loop(minint, maxint) +监护条件

loop实例

对集合的迭代

• 对集合(例如list和map)中所有成员进行迭代的常用算法是向每个成员发送同一条消息。
• 在这种情况下，通常最终会使用某种迭代器(iterator) 对象。

③opt和alt交互片段——(表示分支)

• 分支：表明交互的控制流程取决于某个特定的条件。
• 可以表示分支的操作符有两个:支持单条件的 opt 和支持多条件的 alt .

opt交互片段—— (单分支)

●包含在此片段中的交互只有在判断条件为真时才执行

特殊情况：

alt交互片段—— (多分支)

• alt交互片段中可以有多个区域，不同的区域用虚线分割，每一个区域设置一个监护条件，代表一个分支。根据判断条件，选择片段中的一个区域中的交互执行。

例如：

④par交互片段——(表示并发)

• 在 par交互片段 中，每个区域中的交互并发工作而不会互相交互。用于各个片段并行执行。
• 操作符par是用来表示“并行”的，也就是用来表示两个或多个并发执行的子片段，并行子片段中，单个元素的执行次序可以以任何可能的顺序相互操作(除非采用critical禁止)。

例如：

⑤break交互片段

• 操作符break和循环语句的break有些类似。

• 通常用break定义一个含有监护条件的子片段。

• 如果监护条件为“真”则执行子片段，而且不执行子片段后面的其他交互;如果监护条件为“假”，那么就按正常流程执行。

例如：

下图中，当系统要用户登录时。如果单击“取消”按钮，那么就将取消登录。并且不再执行后续地交互；否则就将等待用户输入登录信息，系统对输入的信息进行相应地应答。

⑥critical (临界)交互片段

• 操作符critical 表示子片段是 “临界区域“ 在临界区域中，生命线上的事件序列不能和其它区域中的任何其它事
  件交错。

多进程并发执行时，表示排它处理，类似于操作系统中的加锁，以防止死锁的产生。

例如：交互片段实例
在VCD播放的过程中，显示图像(displayframe) 的同时，可以响应各种按键。但是有一个例外，当用户按下暂定键(pause)时，在用户按下恢复键resume之前是无法显示图像displayFrame的，即displayFrame不能交错在pause和resume之间。

●使用操作符critical还常用来表示一个原子性的连续操作，例如事务性操作。
例如：
从银行帐号( bankaccount)扣钱和往证券帐户(stockaccount)加钱的这两个动作要么全部成功完成，要么都不执行。

交互片段的嵌套