今天，本站帶領(lǐng)大家來(lái)熟悉一下UML中的組件圖。
組件圖（Component Diagram）又稱(chēng)構(gòu)件圖，是UML中描述一個(gè)系統(tǒng)中的物理方面的圖形，它是用來(lái)描述構(gòu)成系統(tǒng)的各個(gè)組件、組件提供的接口與需求的接口、端口以及它們之間關(guān)系的圖。
這種圖在基于組件開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)建模中很重要。
組件圖可以幫助用戶理解系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。
組件圖中主要包括組件、接口及其它們之間的關(guān)系三種元素。
組件（Component）是定義了良好接口的、可重用的、可替代的物理實(shí)現(xiàn)單元，它一般表示實(shí)際存在的、物理的物件。
程序源代碼、可執(zhí)行文件、子系統(tǒng)、一個(gè)腳本、動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)（DLL）、ActiveX控件都可以成為系統(tǒng)中的組件。
組件隱藏了內(nèi)部實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)，僅通過(guò)接口提供服務(wù)。
我們可以把組件理解為一個(gè)黑盒子，這個(gè)黑盒子使用接口來(lái)公開(kāi)其公共可見(jiàn)的屬性及操作，這一點(diǎn)與類(lèi)非常相似。
在UML1.x版本中，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的組件使用如下的圖形來(lái)表示。
而在UML2.x中一般使用如下的圖形來(lái)表示一個(gè)組件。
也可以使用類(lèi)似類(lèi)的矩形框加上構(gòu)造型<<component>>來(lái)表示組件，如下圖所示：
組件中的接口主要分為兩類(lèi)：提供接口（Provided Interface）和需求接口（Required Interface）。
提供接口又稱(chēng)導(dǎo)出接口，是組件提供的服務(wù)的集合。
提供接口是由組件本身直接實(shí)現(xiàn)的接口、或者是由實(shí)現(xiàn)組件的類(lèi)之一實(shí)現(xiàn)的接口，或者是由組件的公共端口提供的接口。
提供接口可以使用接口與組件之間的實(shí)現(xiàn)關(guān)系來(lái)表示。
提供接口可以在組件圖標(biāo)的邊框上使用類(lèi)似棒棒糖式（lollipop）的圖標(biāo)來(lái)表示。如下圖所示：
這個(gè)圖表示W(wǎng)eatherServices組件提供或?qū)崿F(xiàn)了WeatherForecast接口。
它可以認(rèn)為是下圖的簡(jiǎn)化表示方法：
需求接口又稱(chēng)導(dǎo)入接口，是組件請(qǐng)求其它組件相應(yīng)服務(wù)時(shí)遵循的接口。
需求接口通過(guò)依賴關(guān)系來(lái)表示，需求接口可以使用插座（Socket）的圖標(biāo)連接到組件邊框上來(lái)表示，如下圖所示：
上面這個(gè)圖表示UserServices組件需要（依賴）IOrderServices接口。
它可以認(rèn)為是下圖的簡(jiǎn)化表示方法：
作為一種可選方式，可以把組件的接口或組件的操作和屬性列在組件圖標(biāo)下邊的隔室里。
上面這個(gè)圖表示，UserServices接口提供的接口有IUserServices，需求的接口有IOrderServices。
端口用于描述組件或類(lèi)與它的環(huán)境、與其它類(lèi)、與其它組件或內(nèi)部部件的交互點(diǎn)。這個(gè)交互點(diǎn)一般是組件或類(lèi)的一個(gè)屬性，默認(rèn)情況下，端口具有公共可見(jiàn)性。
端口使用類(lèi)或組件邊框上的一個(gè)小矩形來(lái)表示，如下圖所示：
上圖表示BorrowServices組件有一個(gè)borrowPort端口。
接口通過(guò)端口來(lái)提供服務(wù)或獲得服務(wù)，下圖表示了這種情況：
組件圖中的關(guān)系主要包括兩種：依賴關(guān)系和實(shí)現(xiàn)關(guān)系。
組件圖中的依賴關(guān)系與類(lèi)圖中相同，都是“供應(yīng)者-客戶”關(guān)系（supplier-client），使用虛線箭頭由客戶（client）組件指向供應(yīng)者（supplier）組件。
下圖表示組件“borrowBook”依賴于組件“Book”，其中，“borrowBook”是客戶組件，Book是供應(yīng)者組件。
下圖也表示了兩個(gè)組件之間的依賴關(guān)系，它表示了borrowBook組件的一個(gè)需求接口依賴于Book組件的一個(gè)提供接口：
一般這種依賴關(guān)系都是從插座接口引出指向棒棒糖接口。
上圖也可以簡(jiǎn)化成下面的形式：
上面這個(gè)圖表示了borrowBook使用某個(gè)需求接口與Book組件的提供接口產(chǎn)生依賴關(guān)系。
這種圖在UML2.x中被定義為連接。
組件之間的實(shí)現(xiàn)關(guān)系表示一個(gè)組件實(shí)現(xiàn)了另外一個(gè)組件。這與類(lèi)和接口之間的實(shí)現(xiàn)關(guān)系相同。
下面第一個(gè)圖表示組件borrowBook實(shí)現(xiàn)了組件IBorrowBook。
如果IBorrowBook組件僅包含一個(gè)接口的話，也可以使用第二個(gè)圖來(lái)表示（見(jiàn)上面關(guān)于組件提供接口的說(shuō)明）。
組件實(shí)現(xiàn)了一個(gè)接口意味著組件支持接口中的所有操作。
Scott W.Ambler在其著作《The Object Primer:Agile Model-Driven Development with UML 2.0》第三版中給出了關(guān)于組件建模技術(shù)的一些方法和技巧：
在實(shí)際組件建模中可以采用自頂向下的方法，也可以使用自底向上的方法。
使用自頂向下的建模方法可以使設(shè)計(jì)人員能夠更清晰的了解軟件的未來(lái)架構(gòu)，但這種方法容易導(dǎo)致系統(tǒng)的過(guò)度架構(gòu)化，從而導(dǎo)致系統(tǒng)的過(guò)度建模，易使設(shè)計(jì)人員過(guò)度關(guān)注細(xì)節(jié)，而忽略了客戶的真正需求。
使用自底而上的方法可以在類(lèi)建模的基礎(chǔ)上把已設(shè)計(jì)的類(lèi)進(jìn)行組件化，把系統(tǒng)中可重用的部分分離出來(lái)，或者將應(yīng)用程序進(jìn)行拆分，以便把任務(wù)輕松地分配給相應(yīng)的團(tuán)隊(duì)。
在組件建模中可以使用如下步驟或原則進(jìn)行建模：
（1）保持組件的內(nèi)聚性
一個(gè)組件應(yīng)保持其功能單一性或功能相關(guān)性。如，一個(gè)組件僅包含某類(lèi)用戶的用戶界面、或者僅包含大規(guī)模領(lǐng)域概念的業(yè)務(wù)類(lèi)，或者僅包含公共基礎(chǔ)概念的技術(shù)類(lèi)。
（2）將用戶界面類(lèi)分配給應(yīng)用程序組件
用戶界面類(lèi)，如頁(yè)面、報(bào)告以及實(shí)現(xiàn)相關(guān)邏輯的類(lèi)，應(yīng)該放在帶有“application”構(gòu)造型的組件中。如Java中JSP頁(yè)面、servlet和Swing類(lèi)等。
（3）把技術(shù)類(lèi)分配到基礎(chǔ)架構(gòu)組件中
實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)級(jí)服務(wù)的類(lèi)，如安全、持久性或中間件，應(yīng)該分配到帶有“infrastructure”構(gòu)造型的組件中。
（4）定義類(lèi)的契約
類(lèi)契約是指能夠直接響應(yīng)其它對(duì)象發(fā)送的消息的方法（操作）。
如在Books類(lèi)中很可能包括getBookInfo()這樣的方法，這樣的方法能夠響應(yīng)來(lái)自其它組件中對(duì)象發(fā)送的消息。
為了很好的識(shí)別組件，你可以忽略所有非類(lèi)契約的操作，原因是這些操作對(duì)促進(jìn)分布在不同組件中的對(duì)象之間進(jìn)行通信不會(huì)提供太大幫助。
（5）把一個(gè)具有層次結(jié)構(gòu)的所有類(lèi)（如類(lèi)的繼承或聚合層次結(jié)構(gòu)）分配到相同組件中。
（6）識(shí)別領(lǐng)域組件
若干類(lèi)相互協(xié)作以完成特定的任務(wù)，這些類(lèi)滿足內(nèi)聚要求，從而成為一個(gè)領(lǐng)域組件。其它類(lèi)或組件能夠通過(guò)向該領(lǐng)域組件發(fā)送消息以請(qǐng)求獲得信息或執(zhí)行操作。領(lǐng)域組件對(duì)外顯示出其簡(jiǎn)單性，但其內(nèi)部通常很復(fù)雜。領(lǐng)域組件設(shè)計(jì)的目標(biāo)是減少網(wǎng)絡(luò)通信，而使大多數(shù)信息流發(fā)生在其內(nèi)部。
（7）確定業(yè)務(wù)類(lèi)的協(xié)作類(lèi)型
服務(wù)器類(lèi)是接收消息但不發(fā)送消息的類(lèi)；客戶類(lèi)是發(fā)送消息但不接收消息的類(lèi)；客戶/服務(wù)類(lèi)是兼有發(fā)送消息和接收消息的類(lèi)；在確定好每個(gè)類(lèi)的分布類(lèi)型后，就可以開(kāi)始確定潛在的領(lǐng)域組件了。
（8）把服務(wù)器類(lèi)歸為一個(gè)組件中
純服務(wù)器類(lèi)屬于領(lǐng)域組件，他們是應(yīng)用程序中消息流的“最后一站”。
（9）將僅為某客戶端類(lèi)服務(wù)的組件合并到其客戶組件中
如果一個(gè)領(lǐng)域組件僅為某一個(gè)組件提供服務(wù)，那么可以把這兩個(gè)組件合并為一個(gè)組件。
（10）單純的客戶端類(lèi)不應(yīng)歸到領(lǐng)域組件中
客戶端類(lèi)只生成消息而不接收消息，不應(yīng)屬于領(lǐng)域組件。領(lǐng)域組件的目的是響應(yīng)消息。客戶端類(lèi)很可能屬于應(yīng)用程序組件。
（11）高度耦合的類(lèi)應(yīng)歸為一個(gè)組件中
兩個(gè)頻繁協(xié)作的類(lèi)應(yīng)位于相同的領(lǐng)域組件，以減少兩個(gè)類(lèi)之間的網(wǎng)絡(luò)流。即，高度耦合的類(lèi)應(yīng)放在一起。
（12）遵循最小化組件間的消息流原則
在確定一個(gè)客戶類(lèi)/服務(wù)類(lèi)屬于哪個(gè)組件時(shí)，要充分考慮流入和流出類(lèi)的信息流。組件內(nèi)的通信通常是在內(nèi)存中對(duì)象之間簡(jiǎn)單的消息發(fā)送。組件間的通信往往需要消息的轉(zhuǎn)換、傳輸?shù)阮~外的支出。
（13）定義組件的契約
每個(gè)組件應(yīng)向客戶提供服務(wù)，這樣的服務(wù)即為組件的契約。
Rational Rose支持1.x的組件圖繪制方法，其能表示組件與接口之間的實(shí)現(xiàn)關(guān)系以及組件之間的依賴關(guān)系，但不能繪制“Socket”插座式的需求接口形式。用戶在實(shí)際中可以通過(guò)接口之間的依賴來(lái)表達(dá)。
在Rose中，在組件視圖（Component View）中創(chuàng)建組件圖，可以在Rose中左側(cè)的瀏覽器中的“Component View”上右擊，然后選擇“New”->“Component Diagram”。
使用組件圖創(chuàng)建工具欄中的“組件”可以創(chuàng)建一個(gè)組件。
組件圖中的工具箱如下圖所示：
選“組件”工具后，在繪圖區(qū)點(diǎn)擊一下即可以完成一個(gè)組件的創(chuàng)建。
（1）用戶在創(chuàng)建組件時(shí)，可以直接修改組件的名稱(chēng)；
（2）在左側(cè)瀏覽器中，選中要修改名稱(chēng)的組件，然后右擊后選擇“Rename”，最后，輸入新的名稱(chēng)即可，具體如下圖所示：
（3）在繪圖區(qū)中，在對(duì)應(yīng)的組件上右擊后，在彈出的快捷菜單中選擇“Open Standard Specification...”。
這個(gè)操作會(huì)打開(kāi)如下圖所示的對(duì)話框：
在這個(gè)對(duì)話框的“Name”中可以輸入新的組件名稱(chēng)。
在Rose中，要徹底刪除一個(gè)組件，可以通過(guò)以下幾種方式：
（1）在繪圖區(qū)中，右擊要?jiǎng)h除的組件，在彈出的快捷菜單中選擇“Edit”->“Delete from Model”菜單項(xiàng)；
（2）選中要?jiǎng)h除的組件，按下“Ctrl+D”組合鍵，則可以快速刪除組件；
（3）選中要?jiǎng)h除的組件，選擇菜單欄中的“Edit”->“Delete from Model”菜單項(xiàng)；
（4）在左側(cè)瀏覽器中，在要?jiǎng)h除的組件上右擊后，在彈出的菜單中選擇“Delete”。
以上的四種操作方法，將會(huì)把組件在所有模型中徹底刪除。
如果其它模型中使用了該組件，且只是把組件從當(dāng)前模型中的話，用戶可以選中組件后，直接按下鍵盤(pán)中的“Delete”鍵即可，或者右擊要?jiǎng)h除的組件后，在快捷菜單中選擇“Edit”->“Delete”也可以實(shí)現(xiàn)該操作。
在Rose中，可以為組件指定其要實(shí)現(xiàn)的接口（提供接口——Provided Interface），具體操作方法如下：
（1）右擊要設(shè)置的組件，在彈出的快捷菜單中選擇“Open Standard Specification...”；
（2）在彈出的對(duì)話框中選擇“Realizes”選項(xiàng)卡，該選項(xiàng)卡中列出了模型中所有的類(lèi)和接口，具體情形如下圖所示：
（3）在要實(shí)現(xiàn)的接口上右擊后，選擇“Assign”（分配）菜單項(xiàng)。
操作情形如下圖所示：
分配完接口后的組件及操作對(duì)話框后的情形如下圖所示：
我們可以看到，組件上多了兩個(gè)接口（提供接口），同時(shí)在“Realizes”列表中，以分配到該組件的接口上將出現(xiàn)紅色的“√”符號(hào)。
為組件指定實(shí)現(xiàn)的接口后的樣子如下圖所示：
它表示IBook和IReader接口在組件BorrowBooks中實(shí)現(xiàn)的，也表示BorrowBooks提供了IBook和IReader兩個(gè)接口（提供接口）。
如果用戶想把一個(gè)接口從組件中移除，用戶可以在列表中的組件上右擊后，在彈出的菜單中選擇“Remove Assignment”菜單項(xiàng)。
實(shí)際上，以上操作相當(dāng)于定義了組件和接口之間的實(shí)現(xiàn)關(guān)系。
用戶也可以使用同樣的方法，把組件中包含的類(lèi)分配到某個(gè)組件中。
（4）添加依賴關(guān)系
組件圖中的依賴關(guān)系需要借助工具欄中的“依賴”工具來(lái)實(shí)現(xiàn)。
具體操作辦法如下：
①用戶點(diǎn)擊“依賴”工具；
②在依賴元素上點(diǎn)擊后，一直按住鼠標(biāo)左鍵，拖動(dòng)鼠標(biāo)到被依賴元素上松開(kāi)鼠標(biāo)左鍵，則完成了元素之間的依賴關(guān)系。
如下圖顯示了組件“Fine”和接口“IFineRecords”之間的依賴關(guān)系。
它相當(dāng)于組件的需求接口（Required Interface）。
Visio中雖然提供了一些繪制UML圖的模板，但沒(méi)有提供專(zhuān)門(mén)繪制組件圖的模板。但用戶可以在Pavel Hruby博士的網(wǎng)站上下載專(zhuān)門(mén)用于繪制UML圖的Visio模具包。
這個(gè)Visio模具包叫“Visio Stencil for UML”。
該模板可以支持UML2.5中的各種圖形，包括用例圖、類(lèi)圖、時(shí)序圖、包圖、狀態(tài)機(jī)圖、組件圖等。
你可以在微信搜索“優(yōu)雅的代碼”訂閱號(hào)，關(guān)注后，消息中回復(fù)“visio uml”關(guān)鍵字來(lái)獲取該模板的下載地址。
下載后，把這個(gè)模具包解壓縮到你的電腦某個(gè)磁盤(pán)中的某個(gè)目錄中以備使用。
Visio Stencil for UML針對(duì)不同的Visio版本有不同的模具。正常情況下高版本的Visio可以支持低版本的Visio Stencil for UML。
（1）打開(kāi)Visio，新建繪圖；
（2）選擇“更多形狀”，然后選擇“打開(kāi)模具”；
（3）選擇你解壓縮后的Visio Stencil for UML模具。
這樣，就可以把下載的模具加載到繪圖區(qū)中來(lái)了。
你也可以把下載解壓縮的文件放到Visio默認(rèn)的模具路徑中，具體操作方法為：
在“文件”菜單中選擇“選項(xiàng)”，然后在左側(cè)選擇“保存”項(xiàng)，在右側(cè)列出的內(nèi)容中找到“默認(rèn)個(gè)人模板位置”，這里是模板保存的路徑，你可以把解壓縮后的Visio Stencil for UML文件復(fù)制到這個(gè)文件夾中。
或者你在這里直接輸入Visio Stencil for UML所在的路徑。
下圖顯示了這個(gè)工具中提供的繪制UML圖的全部圖形符號(hào)。
同時(shí)，在下載的工具中也提供了一些UML其它的構(gòu)造型符號(hào)供設(shè)計(jì)時(shí)使用。
（1）添加一個(gè)組件
在左側(cè)形狀中，選擇“Component”（組件），然后把它拖曳到繪圖區(qū)中來(lái)。
（2）輸入名稱(chēng)
雙擊組件符號(hào)，輸入或修改組件的名稱(chēng)。
（3）調(diào)整組件顯示大小
如果需要調(diào)整組件的大小，可以選中組件，在其周?chē)鷷?huì)出現(xiàn)若干個(gè)白色的小方塊，如下圖所示：
鼠標(biāo)到上面會(huì)變成雙向箭頭的形狀，然后按住鼠標(biāo)左鍵，通過(guò)拖拽來(lái)改變圖形的顯示大小。
（4）修改字體
選中組件后，在“開(kāi)始”功能區(qū)的“字體”分組中可以修改字體、顏色以及字體的大小、是否加粗、是否有下劃線等設(shè)置，如下圖所示：
在左側(cè)形狀中選擇“Interface,Socket”圖形，如下圖所示的圖形：
然后把它拖曳到繪圖區(qū)中的組件附近，這時(shí)，相應(yīng)的組件周?chē)鷷?huì)出現(xiàn)若干貼附點(diǎn)，如下圖所示：
選擇一個(gè)貼附點(diǎn)，然后松開(kāi)鼠標(biāo)后，其會(huì)變成如下的形式：
用戶可以選中接口，通過(guò)按住圈中（接口）的黃色小方框來(lái)拉長(zhǎng)接口的線。
默認(rèn)是提供接口（Provided Interface）的形狀，如果想要添加需求接口（Required Interface），則只需在添加的接口上右擊，然后選擇“Socket”即可，如下圖所示：
則原來(lái)的提供接口的形狀就變成了需求接口的形狀，如下圖所示：
在這個(gè)工具中可以通過(guò)在繪圖中添加“Straight Relationship”為組件圖中添加依賴關(guān)系。
然后將其微端連接到依賴元素的貼附點(diǎn)上，其頭端連接到被依賴元素的貼附點(diǎn)上。
默認(rèn)添加的“Straight Relationship”為一條直線，情形如下圖所示：
用戶可以通過(guò)右擊這個(gè)直線，然后在菜單列表中選擇“Dependency”，即完成依賴關(guān)系的繪制。
下圖是修改完聯(lián)系類(lèi)型的情形：
下面是圖書(shū)館借閱系統(tǒng)中的組件圖，這個(gè)組件圖即是使用上面介紹的Visio Stencil for UML工具創(chuàng)建而成的。
下圖是在Rose中實(shí)現(xiàn)的例子：
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