5.6.Диаграммы деятельностей

В отличие от большинства других средств UML, диаграммы деятельностей не имеют явно выраженного источника в предыдущих работах Буча, Рамбо и Якобсона, и заимствуют идеи из нескольких различных методов, в частности, метода моделирования состояний SDL и сетей Петри. Эти диаграммы особенно полезны в описании поведения, включающего большое количество параллельных процессов.

На рис. 5.14, который заимствован из документации UML, основным элементом является деятельность. Интерпретация этого термина зависит от той точки зрения, с которой строится данная диаграмма. На концептуальной диаграмме деятельность - это некоторая задача, которую необходимо выполнить вручную или автоматизированным способом. На диаграмме, построенной с точки зрения спецификации или реализации, деятельность представляет собой некоторый метод над классом.

Рис. 5.14. Диаграмма деятельностей

За каждой деятельностью может следовать другая деятельность. Такое следование образует простую последовательность. Например, на рис. 5.14 за деятельностью Положить Кофе в Фильтр следует деятельность Вставить Фильтр в Автомат. Деятельность Поискать Напиток активизирует на выходе два действия. Каждое действие содержит условие - логическое выражение, которое может принимать одно из двух значений: «истина» или «ложь», так же, как и на диаграмме состояний. В ситуации, изображенной на рис. 5.14, Личность осуществляет деятельность Поискать Напиток, выбирая между кофе и колой.

Предположим, что мы отыскали кофе и идем вниз по кофейному маршруту. Этот путь ведет к линейке синхронизации, с которой связана активизация трех деятельностей: Положить Кофе в Фильтр, Добавить Воду в Емкость и Достать Чашки.

Диаграмма указывает на то, что эти три деятельности могут выполняться параллельно. По существу, это означает, что порядок их выполнения не играет роли. Можно сначала положить кофе в фильтр, затем добавить воды в емкость, потом достать чашки, а можно сначала достать чашки, а затем добавить кофе в фильтр.

Можно также выполнять эти деятельности, чередуя их друг с другом. Можно было бы достать чашку, добавить немного воды в емкость, достать другую чашку, добавить еще немного воды и т.д. Можно также делать некоторые вещи одновременно: одной рукой наливать воду, а другой доставать чашку. В соответствии с диаграммой любой их этих вариантов является допустимым.

Диаграмма деятельностей предоставляет свободу выбора порядка выполнения действий. Другими словами, она только устанавливает основные правила последовательности, которым необходимо следовать.

Такая возможность важна при моделировании бизнес-процессов. Среди бизнес-процессов нередко встречаются такие, которые не обязаны выполняться последовательно. В таких ситуациях данный метод хорошо работает, поскольку он позволяет реализовывать процессы параллельно.

Диаграммы деятельностей являются также полезными при параллельном программировании, поскольку можно графически изобразить все ветви и определить, когда их необходимо синхронизировать.

Если при описании поведения системы имеются параллельные деятельности, то их необходимо синхронизировать. Так, кофейный автомат не будет включаться до тех пор, пока в него не вставлен фильтр и не добавлена вода в емкость. Именно поэтому на диаграмме результаты этих деятельностей сведены вместе к одной линейке синхронизации. Простая линейка синхронизации, подобная данной, показывает, что ее выходная деятельность активизируется только тогда, когда выполнены обе входных деятельности. Как можно увидеть в дальнейшем, эти линейки могут быть более сложными.

Далее выполняется еще одна синхронизация: кофе должен быть готов и чашки должны стоять на месте, перед тем, как мы сможем налить кофе.

Теперь переместимся к другому маршруту.

В данном случае мы имеем дело с составным решением. Первое решение принимается относительно кофе, оно определяется двумя выходами из деятельности Поискать Напиток. Если кофе нет, мы приходим ко второму решению, связанному с колой.

При такой последовательности решений второе решение обозначается ромбом. Такое обозначение позволяет описывать вложенные решения, причем их количество может быть любым.

Деятельность Выпить Напиток имеет два входа, что означает ее выполнение в любом из случаев. Данную ситуацию можно рассматривать как условие «ИЛИ» (выполняется, если выполняется хотя бы одна из двух деятельностей), а линейку синхронизации можно рассматривать как условие «И» (выполняется, если выполняются обе деятельности).

Рис. 5.14 представляет собой описание метода над типом Личность. Диаграммы деятельностей полезны для описания сложных методов. Их можно также применять где угодно — например, для описания вариантов использования.

Параллельные деятельности могут быть связаны не только с линейкой синхронизации, но также с множественной активизацией. Для любой множественной активизации нужно обязательно показать на диаграмме ее основу, как, например, в данном случае - «для каждой строки». Такое обозначение не является частью официального UML, однако можно считать его весьма важным для понимания диаграмм.

Если имеется множественная активизация, то обычно ниже на диаграмме находится линейка синхронизации, которая сводит вместе параллельные ветви. В данном случае такая линейка находится перед деятельностью Выполнить Поставку, причем она сопровождается условием. Это условие проверяется каждый раз при выполнении входящей в линейку деятельности. Если условие истинно, то выполняется выходная деятельность.

Линейки синхронизации без метки работают аналогичным образом. Отсутствие условия означает, что используется некоторое условие по умолчанию. Оно заключается в выполнении всех входящих деятельностей. Именно поэтому линейки на рис. 5.14 не содержат условий.

Подобно большинству других средств, моделирующих поведение, диаграммы деятельностей обладают определенными достоинствами и недостатками, поэтому их лучше всего использовать в сочетании с другими средствами.

Самым большим достоинством диаграмм деятельностей является поддержка параллелизма. Благодаря этому они являются мощным средством моделирования потоков работ и, по существу, параллельного программирования. Самый большой их недостаток заключается в том, что связи между действиями и объектами просматриваются не слишком четко.

Эти связи можно попытаться определить, используя для деятельностей метки с именами объектов, но этот способ не обладает такой же простой непосредственностью, как у диаграмм взаимодействия. Диаграммы деятельностей предпочтительнее использовать в следующих ситуациях:

• анализ варианта использования. На этой стадии нас не интересует связь между действиями и объектами, а нужно только понять, какие действия должны иметь место и каковы зависимости в поведении системы. Связывание методов и объектов выполняется позднее с помощью диаграмм взаимодействия;

• анализ потоков работ (workflow) в различных вариантах использования. Когда варианты использования взаимодействуют друг с другом, диаграммы деятельностей являются мощным средством представления и анализа их поведения.

Не рекомендуется использовать диаграммы деятельностей в следующих ситуациях:

• анализ взаимодействия объектов. Для этого гораздо лучше подходят диаграммы взаимодействия, поскольку они проще и обеспечивают более наглядное представление;

• анализ поведения объекта в течение его жизненного цикла. Для этой цели используются диаграммы состояний.