UML学习笔记之活动图

1. 活动图的基本概念

活动图是一种用于描述系统行为的模型视图，它可用来描述动作和动作导致对象状态改变的结果，而不用考虑引发状态改变的事件。
通常，活动图记录单个操作或方法的逻辑、单个用例或商业过程的逻辑流程。
在UML中，活动的起点用来描述活动图的开始状态，用黑的实心圆表示。活动的终止点描述活动图的终止状态，用一个含有实心圆的空心圆表示。活动图中的活动既可以是手动执行的任务，也可以是自动执行的任务，用圆角矩形表示。

活动图的主要目的是描述动作及对象的改变结果，而状态图则是以状态的概念描述对象、子系统、系统在生命周期中的各种行为。

2.活动图的作用

活动图的作用主要体现在：

(1)描述一个操作执行过程中所完成的工作。说明角色、工作流、组织和对象是如何工作的。

(2)活动图对用例描述尤其有用，它可建模用例的工作流，显示用例内部和用例之间的路径。它可以说明用例的实例是如何执行动作以及如何改变对象状态。

(3)显示如何执行一组相关的动作，以及这些动作如何影响它们周围的对象。

(4)活动图对理解业务处理过程十分有用。活动图可以画出工作流用以描述业务，有利于与领域专家进行交流。通过活动图可以明确业务处理操作是如何进行的，以及可能产生的变化。

(5)描述复杂过程的算法，在这种情况下使用的活动图和传统的程序流程图的功能是差不多的。

3.活动图的组成

动作状态：

动作状态（action state）是原子性的动作或操作的执行状态，它不能被外部事件的转换中断。
在UML中，动作状态使用平滑的圆角矩形表示，动作状态表示的动作写在矩形内部。

活动状态：

活动状态是非原子性的，用来表示一个具有子结构的纯粹计算的执行。活动状态可以分解成其他子活动或动作状态，可以被使转换离开状态的事件从外部中断。
活动状态是一个程序的执行过程的状态而不是一个普通对象的状态。离开一个活动状态的转换通常不包括事件触发器。
动作状态是一种特殊的活动状态。可以把动作状态理解为一种原子的活动状态，即它只有一个入口动作，并且它活动时不会被转换所中断。

活动状态和动作状态的表示图标相同，都是平滑的圆角矩形。两者不同的是活动状态可以在图标中给出入口动作和出口动作等信息。

组合活动：

组合活动是一种内嵌活动图的状态。一个组合活动在表面上看是一个状态，但其本质却是一组子活动的概括。一个组合活动可以分解为多个活动或者动作的组合。每个组合活动都有自己的名字和相应的子活动图。一旦进入组合活动，嵌套在其中的子活动图就开始执行，直到到达子活动图的最后一个状态，组合活动结束。
如果一些活动状态比较发杂，就会用到组合活动。比如，我们去购物，当选购完商品后就需要付款。虽然付款只是一个活动状态，但是付款却可以包括不同的情况。对于会员来说，一般是打折后付款，而一般的顾客就要全额付款了。这样，在付款这个活动状态中，就又内嵌了两个活动，所以付款活动状态就是一个组合活动。

分叉与结合：

并发（concurrency）指的是在同一时间间隔内，有两个或者两个以上的活动执行。对于一些复杂的大型系统而言，对象在运行时往往不止存在一个控制流，而是存在两个或者多个并发运行的控制流。为了对并发的控制流建模，在UML中引入了分叉和汇合的概念。
分叉用来表示将一个控制流分成两个或者多个并发运行的分支，结合用来表示并行分支在此得到同步。

分支与合并：

分支在活动图中很常见，它是转换的一部分，它将转换路径分成多个部分，每一部分都有单独的监护条件和不同的结果。当动作流遇到分支时，会根据监护条件（布尔值）的真假来判定动作的流向。分支的每个路径的监护条件应该是互斥的，这样可以保证只有一条路径的转换被激发。在活动图中，离开一个活动状态的分支通常是完成转换，它们是在状态内活动完成时隐含触发的。
合并指的是两个或者多个控制路径在此汇合的情况。合并是一种便利的表示法，省略它不会丢失信息。合并和分支常常成对的使用，合并表示从对应分支开始的条件行为的结束。

泳道：

为了对活动的职责进行组织而在活动图中将活动状态分为不同的组，称为泳道（swimlane）。每个泳道代表特定含义的状态职责的部分。在活动图中，每个活动只能明确的属于一个泳道，泳道明确的表示了哪些活动是由哪些对象进行的。
每个泳道都有一个与其他泳道不同的名称。
每个泳道可能由一个或者多个类实施，类所执行的动作或拥有的状态按照发生的事件顺序自上而下的排列在泳道内。

对象流：

活动图中交互的简单元素是活动和对象，控制流（controlflow）就是对活动和对象之间的关系的描述。详细的说控制流表示动作与其参与者和后继动作之间以及动作和其输入和输出对象之间的关系。而对象流就是一种特殊的控制流。
对象流（object flow）是将对象流状态作为输入或输出的控制流。在活动图中，对象流描述了动作状态或者活动状态与对象之间的关系，表示了动作使用对象以及动作对对象的影响。