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本文面向于那些软件架构师,设计师和开发人员,他们想使用 IBM? Rational? Software Architect 从 Java? 源代码来逆向工程生成 UML 类和序列图。 逆向工程经常被用来从已有的源代码中以一种抽象模型 UML 格式来获得丢失的设计文档,其可以用来研究一个系统的静态结构和动态行为,并用于扩展新的特性到产品。 作者详细说明了使用 IBM Rational Software Architect 进行逆向工程的限制,并阐述了克服这些限制的技术。 您将从使用这些技术技巧和窍门中受益,以识别组件,并从 Java 类中产生像 UML 类和序列图这样的高层抽象。
软件结构师、开发人员及测试人员都熟知统一建模语言(UML),该语言适用于文档化用例、类图、序列图和其他图表。也可以通过其他许多软件辅助工具来帮助软件工程师来完成这些工作,或者是 正向工程 或者是 逆向工程的。
IBM? Rational? Software Architect 在很多工业中得以广泛采用,因为它提供了很多的特性以帮助逆向工程师。 问题是当您以 Java? 代码逆向构建 UML 类及序列图时,Rational Software Architect 不能自动地产生有用的 UML 类及序列图。 但是已经存在改善 Rational Software Architect 输出产物的技术。本篇文章论证了怎样使用这里介绍的技术技巧,从 Java 代码中识别其组成部分及对 UML 种类和序列图进行高层的抽象。
使用逆向工程,您可以很容易就从正向工程中得到您想要的,本篇文章将介绍在逆向工程以下领域中存在的问题:
接下来的部分为每个问题提供一个解决方案,并论证了怎样产生有意义的类及序列图。例子向您展示了怎样从一个已给 Java 项目的源代码中,识别一个系统的继承关系及组成部分,以对 UML 类图及序列图进行高层的抽象。
注意:
本篇文章中的例子产生于 Rational Software Architect 7.0 版本
继承关系是一种普遍的对象型的模式。它允许一组类共享共同的状态和行为,从而子类可以从父类那里继承共同的状态和行为。从一个已存在系统中发现整个的继承树结构是相当有用的,因为它能向您揭露在树中什么是顶级类以及什么是子类。而且,您可以识别一个继承树中有哪些共同状态及行为,以及这些共同行为怎样起作用。您可以在探索过程中以以下三种方式使用 Rational Software Architect。
第一步是在一个已存在系统中自动得到其顶级类。这样您就能使用这些类作为切入点以研究继承树中的类。您可以按以下步骤来完成此项。
这可以揭示整个工作空间的架构。
图 2 显示了得到一个抽象类图的树状结构所需的剩余步骤:
做完第六步,您将在右边面板中见到 Car类图的树状结构。
结果有以下缺陷:
要得到第六步产生的树状结构,还需其他的步骤。您需要增加分离度(如图 3 所示),这决定了从被发现类扩展的层。
默认度是 1,这就是为什么在继承树中一些子类会丢失的原因。在本例中,分离度被增加至 2。
第二个问题是除了在树状结构中被发现的类,其他类没有属性和操作。这不利于使用者出于再使用的目的来研究已存在的普遍模式。
接下来的例子将向您展示,怎样识别具有任意属性及操作的整个继承树。
图 5 展示了产生一个继承树类图的过程:
类图以 Rational Software Architect 默认格式产生。有几个有用的修改可以帮助您将图表进行可视化。例如,您可以修改连接路径样式以使用树状样式路径 ,并且您可以通过在工作区右键点击来打开内容菜单然后点击 Arrange all。到此产生的类图要比自动产生的看上去更好。如图 6 所示。
图6中的类既显示了属性又显示了操作。属性及操作显示的好处在于,您可以研究它们共同的状态及行为,从而进一步了解一个已存在系统是如何被实现的,这将有助于系统的再使用。
Rational Software Architect 能让您通过从一个Java项目中,选择多个 Java 文件,来产生类图。
如果多个类已经被添加到当前的图中,那么它们之间的关系也将被显示。
图 7 是一个从 Java 代码中自动产生的类图的例子
如图 7 所示,您可以从模型搜索器中选择多个 Java 文件 来将它们在新的类图中可视化。如果您想添加更多的类,您可以选择更多的 Java 源代码来将它们在当前的类图中可视化。本图显示类包括在项目及它们的基本关系中。这有利于在项目中自动发现 UML 类,但是自动发现的关系在这里用处不大。
在图 7 中,几乎所有的关系是 use除去继承关系。使用关系太过平常以至于不能给出有用的设计信息,越来越多的特别的聚集及组成关系被隐藏了甚至当所有的关系在图中都出现过。聚集关系表现为一对多关系当一个类含有其他类的很多项目时,组成关系用于描述一多一关系当一个类仅含有其他类的一个例子时。这个高层的抽象意味着对类之间更精确的关系发现,并为本设计的执行提供了有用的信息。这个类图如果没有抽象关系的细节将不再像以前那样有用。
这里,我们尝试并探索了,以半自动方法产生UML类图的高层抽象方案。 UML 类以和以前同样的技术发现,并且类间的关系由人为指定。高层的抽象方案基于研究已有源代码所必须的知识。
图 8 的例子显示了,怎样应用这个方法来得到高层的 UML 类图。
为了得到一个高层的类图,您必须首先建立一个空白模型。
接下来的一步是从自动生产类图中总结选择的类。 Rational Software Architect 中的总结,能让您从一个类中拷贝一个类并粘贴到另一个类图中,这必须在一个空白模型中完成。如果您将总结的类粘贴到同一个类图,或本空白模型以外另一个类图中时,那么该类的属性和功能将丢失。
下一步,在类间创建关联关系,这使您能够在聚集及组成关系中选择一个。图 10 显示了一个高层的类图。
通过将图 10 与图 9 进行比较,您可以发现半自动方法能精确显示类间关系。本图可用于独立设计执行文件,或已有系统远期改善。
着重点:
如果不经过总结,聚集及组成关系将不能应用于 Rational Software Architect 。
序列图是应用最为广泛的 UML 动态建模方法。它致力于识别一个系统的行为。一个序列图通常应用于建模用例,以显示一个系统的方法及功能。
Rational Software Architect 不能从 Java 代码中自动创建一个序列图。下面的步骤会告诉您怎样去创建一个:
当您完成创建一个序列图,一个序列文件产生于 Collaboration: Interaction 标签下。 您可以从 Java 代码中向序列图添加类。二者均见于图 12 。
图 12 的主要工作区显示了一个序列图的例子。
一个方法调用意味着信息从召集者传向被召集者。被召集者是方法所有人,它从方法召集者那里收到信息。信息可以是单道的也可以是双道的。一个序列图由在处于一组方法所有者及一个初始发起者之间的,一系列方法标记组成。第一个标记必须从发起第一个方法标记的地方开始。
本篇文章论证了怎样通过应用 Rational Software Architect v7.0 ,从 Java 代码中使用逆向工程创建 UML 类及序列图。层级类图代表着一种方式,该方式能发现在一个项目或工作集中,发
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