Diagramas de Sequência

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Unified Modeling Language

Diagramas de Sequência

José Correia, Abril 2006

(http://paginas.ispgaya.pt/~jcorreia/)

UML: modelação do comportamento

A modelação do comportamento de um sistema de software consiste, segundo a abordagem orientada por objectos, em dois tipos distintos de especificações:

• na modelação do comportamento inter-objectos

- identificação dos seus padrões de trocas de mensagens -diagramas de interacção

• na modelação do comportamento intra-objecto

- identificação dos estados em que um objecto se pode encontrar ao longo do seu ciclo de vida, dos eventos envolvidos, bem como dos seus algoritmos de implementação - diagramas de estados e de actividades

A modelação de um sistema de software com base em diagramas de classes e de objectos traduz apenas as suas relações estruturais e estáticas

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José Correia UML - Diagramas de Sequência 3

Diagramas de interacção

Um diagrama de interacçãomostra um padrão de interacção entre vários objectos, com objectos e mensagens trocadas entre esses objectos por uma certa ordem

• diagramas de sequênciadão ênfase à ordem temporal de transmissão das mensagens

- ou seja, realçam a ordem pela qual as coisas acontecem

• diagramas de colaboraçãodão ênfase ao relacionamento entre os objectos

• os diagramas de sequência e diagramas de colaboração são colectivamente designados diagramas de interacção

- os diagramas de interacção são usados para modelar casos de uso, operações, etc.

A seguir é apresentado um exemplo de um diagrama de sequência, correspondente à execução de uma reserva num hotel

• exemplo extraído de “Practical UML: A Hands-On Introduction for Developers”

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Objectos e Linhas de Vida

Cada objectoparticipante é representado por uma caixa em cima duma linha vertical a traço interrompido (linha de vida)

• no exemplo apresentado, os objectos participantes são instâncias de janela de reservas (Reservation window), cadeia de hotéis (HotelChain) e hotel

Podem aparecer actores (objectos externos ao sistema), a iniciar interacções

• no exemplo, o objecto que inicia a sequência de mensagens é uma janela de reservas

Cada linha tracejada vertical é uma linha de vida(lifeline), representando o tempo em que um objecto existe

O tempo cresce de cima para baixo

Mensagens

Uma mensagemé uma comunicação entre objectos (emissor e receptor) que veicula informação na expectativa de provocar uma resposta (acção ou actividade)

Uma mensagem é representada por uma seta horizontal do emissor para o receptor, com um nome e possíveis argumentos

• uma janela de reservas envia uma mensagem makeReservation() para uma cadeia de hotéis (HotelChain)

• de seguida, a cadeia de hotéis envia uma mensagem

makeReservation()para um Hotel. Se o Hotel tiver quartos livres, então faz uma reserva e uma confirmação

objecto1:Classe1 ^objecto2: ^:Classe3

mensagem

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Mensagens condicionais, iteradas e com

retorno

O valor de retornode uma mensagem síncrona pode ser indicado na chamada, com atribuição :=, ou na mensagem de retorno

• exemplo: isRoom := available()

• “isRoom” poderá (e, neste caso é) ser usado em mensagens e condições a seguir

• Também se pode escrever “isRoom” na mensagem de retorno

Uma mensagem condicionalé indicada por uma condição de guarda entre parêntesis rectos [ ]

• exemplo: [isRoom] new

• a mensagem só é enviada se a condição se verificar

• condições permitem mostrar várias sequências num único diagrama, possivelmente com bifurcações de controlo

Uma mensagem iteradaé indicada com asterisco *, seguido ou não de uma fórmula de iteração

• exemplo: *[i:=1..n] update(i)

Activação ou Foco de controlo

Uma activação(ou foco de controlo) mostra o período de tempo durante o qual um objecto está a executar uma acção, quer directamente quer indirectamente (através de um procedimento subordinado)

Notação: barra rectangular fina sobre a linha de vida do objecto (barra de activação)

• a sua indicação é opcional

Uma seta vai de um emissor para o topo da barra de activação da mensagem na linha de vida do receptor

• a barra de activação representa a duração da execução da mensagem

• o retorno de chamada é implícito quando o objecto perde o foco de controlo

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Criação e destruição de objectos

Criação de objectoé representada por mensagem dirigida à própria caixa que representa o objecto (em vez de ser dirigida à linha de vida)

• a mensagem de criação pode ter estereótipo «create»

Destruição de objectoé representada por um Xno fim da linha de vida do objecto

• mensagem de destruição pode ter estereótipo «destroy»

• pode ocorrer na recepção de mensagem ou no retorno de chamada

• objecto pode auto destruir-se

ob1:C1

Mensagens

Mensagens (chamadas) recursivasou auto-chamadas

• no exemplo apresentado, o Hotel lança uma chamada a si próprio, para determinar se há algum quarto livre. Se houver, então o Hotel cria uma reserva e uma confirmação

• o asterisco na auto-chamada significa iteração (para ter a certeza que existe um quarto livre em cada um dos dias da estadia no hotel)

• as chamadas recursivas provocam barras empilhadas

Em geral, uma acção de um objecto capaz de provocar uma resposta noutro objecto pode ser modelada como uma mensagem do primeiro objecto para o segundo objecto

As mensagens podem ser síncronas, assíncronas ou indiferenciadas

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Mensagens síncronas

Mensagem síncrona: o emissor fica parado à espera de resposta

Corresponde normalmente a chamada de operaçãodo receptor

• o Receptor pode ser o mesmo objecto que o Emissor

Origina fluxo de controlo encaixado, com sub-sequências de mensagens

• a execução da operação chamada pode envolver a emissão de uma sub- sequência de mensagens

Notação: seta cheia

Opcionalmente, pode-se indicar o retorno de uma mensagem síncrona com linha a traço interrompido

Exemplo: Tratar Pedido de Stock

[e=“sim"]retirar(q) :Janela de Selecção

de Pedidos :Pedido

:Linha de Pedido

e2:Encomenda tratar()

* tratar()

:Item de Stock

e:=existe?(q)

b:=baixo?()

[b=“sim”] criar()

[e=“não”] criar()

e1:Encomenda Para cada

linha do pedido

Quantidade pedida

Para repor stock

Para poder satisfazer

pedido Bifurcação

de controlo

Sincronização de controlo Mensagem

Objecto

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Mensagens assíncronas

Mensagem assíncrona: o emissor não fica parado à espera de resposta.

Uma mensagem é assíncrona se permitir que o seu emissor envie mensagens adicionais enquanto a mensagem original estiver a ser processada.

Corresponde normalmente a envio de sinalentre dois objectos concorrentes (em processos ou threads separados).

Originam fluxo de controlo concorrente, com sequências de mensagens concorrentes.

Notação:

O timing de uma mensagem assíncrona é independente do timing das mensagens intervenientes.

Exemplo: Executar transacção com sub-

transacções concorrentes

Adormecida à espera de sinal

de sub- transacção

t: Transacção criar

s1: Sub-transacção

s2: Sub-transacção criar

criar

restam sub- transacções?

ok

restam sub- transacções?

ok

auto-destruição do objecto e executar

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Mensagens indiferenciadas

Mensagem indiferenciada(ou mensagens simples): não se decide se é síncrona ou assíncrona

Normalmente são usadas na modelação de interacções na fronteira do sistema

• entre actores e o sistema representado por um ou mais objectos

Originam fluxo de controlo plano(flat), com sequência simples de mensagens

_Notação:

Exemplo: Fazer chamada telefónica

restrição temporal

quem é chamado: Pessoa quem chama: Pessoa :Rede telefónica

levanta auscultador dá sinal de marcar marca (1)

termina sinal de marcar marca (1)

marca (2)

dá sinal de chamada toca o telefone levanta auscultador pára de tocar pára sinal de chamada

poisa auscultador conexão terminada

poisa auscultador

conexão terminada a

{b-a < 10 seg.}b

marca temporal

nesta altura decorre a conversação

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Exemplo: Requisição de teste-diagnóstico

Nota: Exemplo extraído de “Practical UML: A Hands-On Introduction for Developers”

O diagrama de sequência seguinte, ilustra a acção de uma enfermeira (nurse), requisitando um teste-diagnóstico num laboratório médico (medical lab), o qual depende da aprovação de uma companhia de seguros (insurance company)

Existem duas mensagens assíncronas a partir da Enfermeira:

• pedir ao Laboratório Médico para reservar uma data para o teste

• pedir à Companhia de Seguros para aprovar o teste

• a ordem pela qual estas mensagens são enviadas, ou completadas, é irrelevante

Se a Companhia de Seguros aprovar o teste (valor de retorno OK=True), então a Enfermeira marcará o teste ( schedule(t,d) ) para a data (d) fornecida pelo Laboratório Médico

Requisição de teste-diagnóstico: uma possível

solução...

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Exemplo: Falha de sub-transacção

t: Transacção criar

s1: Sub-transacção

s2: Sub-transacção criar

criar

matar sub- transacções

falhou

matar

desfazer alterações

Relação com diagramas de casos de uso

Tipicamente, um diagrama de interacção captura um comportamento possível de um único caso de uso

• mostra exemplos de objectos participantes e mensagens que são trocadas entre esses objectos no âmbito do caso de uso

A um caso de uso podem-se associar vários diagramas de sequência

• para sequências normais e sequências excepcionais de funcionamento

Actores podem aparecer em diagramas de sequência, como objectos externos ao sistema

• normalmente iniciam as interacções

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José Correia UML - Diagramas de Sequência 21 Repor Bebidas de

acordo com Vendas

Abrir a Máquina

Fechar a Máquina Agente do

Fornecedor

Repor Bebidas

<<extend>> <<include>>

<<include>>

Retirar Dinheiro

<<include>>

Dono Cliente Comprar Bebida

Extension Point encher prateleiras

Desenhe o diagrama de sequência (representando as barras de activação) correspondente ao caso de uso “Comprar Bebida”.

Considere que a máquina de bebidas é composta por três objectos principais: Interface (painel de interface com o utilizador), Registadora (caixa registadora que guarda o dinheiro) e Dispensa (armário onde são guardadas as bebidas) e o seguinte cenário ideal (em que tudo corre bem, i.e., existe a bebida pretendida, há troco, etc): «O cliente insere o dinheiro na ranhura existente no painel de interface da máquina e, de seguida, selecciona o tipo de bebida. O dinheiro cai na caixa registadora e o painel de interface pede a bebida à dispensa. A dispensa envia a bebida seleccionada para o painel de interface, o qual a entrega ao cliente juntamente com o troco.»

Exemplo: Comprar bebida (cenário ideal)

: Interface

: Cliente : Registradora : Dispensa

Inserir(dinheiro)

Selecionar(tipoBebida)

Guardar(dinheiro)

Pedir(tipoBebida) Entregar(bebida) Entregar(bebida)

Troco(dinheiro) DevolveTroco(dinheiro)

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Diagramas de classes vs. Interacções: Operações

O comportamento de uma classe é representado pelas suas operações...

... mas as operações podem ser encontradas a partir dos diagramas de interacção

RegistrationManager

addCourse(Student,Course) :Registration

form

add course(joe, math 01)

:Registration manager

Diagramas de classes vs. Interacções: Relações

Existem 3 tipos de relações entre objectos:

• associações

• agregações

• dependências

As relações fornecem um caminho para a comunicação entre objectos

• as relações podem ser encontradas a partir dos diagramas de interacção ... mas para dois objectos “falarem” tem de haver uma ligação entre eles

RegistrationManager : Registration

manager

add student(joe)

Math 101: Course

Course

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Exemplo: Envio/Recepção de faxes

Num contexto de envio/recepção de faxes, considere um sistema composto pelos seguintes objectos:

• Emissor (máquina de onde o fax é enviado)

• Receptor (máquina onde o fax é recebido)

• Central (central que encaminha faxes e chamadas telefónicas)

Desenhe o diagrama de sequência (representando as barras de activação) correspondente ao cenário em que tudo corre bem (envio do número, estabelecimento da ligação, envio do fax, desligar, etc)

Emissor : Maq Fax : Central Receptor : Maq Fax

enviar(numero)

estabelecerLigacao() LigacaoEstabelecida() LigacaoEstabelecida()

enviar(fax)

desligar

ConexaoTerminada() ConexaoTerminada()

ImprimirReportConfirmacao()

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Diagramas de Sequência:

Resumo da notação

Diagramas de Sequência:

_Resumo

Um diagrama de sequênciaé um diagrama de interacção que detalha como as operações são levadas a cabo

• que mensagens são enviadas (entre objectos) e quando

Os diagramas de sequência são organizados de acordo com o tempo

• mostram interacções de objectos ordenados numa sequência de tempo

• o tempo progride à medida que descemos na página

• os objectos envolvidos na operação são listados da esquerda para a direita, de acordo com a altura em que tomam parte na sequência de mensagens

• captura o comportamento dinâmico (time-oriented)

Objectivo dos diagramas de sequência:

• modelizar o fluxo de controlo

• ilustrar cenários típicos

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Referências

Estes apontamentos foram baseados em:

“UML – Unified Modeling Language”, Curso em Tecnologia de Objectos, FEUP, Novembro 2000

Ademar Aguiar, Gabriel David, João Pascoal Faria

“UML – Diagramas de Interacção”, ISPGaya, Novembro 1998 César Toscano

“Practical UML: A Hands-On Introduction for Developers”, TogetherSoft Corporation

“UML, Metodologias e Ferramentas CASE”, Alberto Rodrigues da Silva, Carlos Videira, Maio 2001