Арлоу Д., Нейштадт А. UML2 и Унифицированный процесс. Практический объектно-ориентированный анализ и проектирование
Подождите немного. Документ загружается.
24.4. Узлы 515
файл. Если детали конкретных экземпляров неизвестны (или не
важны), могут использоваться анонимные экземпляры.
Экземплярная форма диаграммы развертывания – экземпляры артефак
тов развертываются на экземплярах узлов.
Хотя диаграмма развертывания рассматривается как деятельность ра
бочего потока реализации, ее первое приближение часто создается при
проектировании как часть процесса выбора окончательной аппаратной
архитектуры. Можно начать с создания дескрипторной формы диа
граммы развертывания, ограничившись узлами и их связями, а затем
уточнить ее и превратить в одну или более экземплярных форм, пред
ставляющих возможные компоновки анонимных экземпляров узлов.
Когда станут известны подробности об оборудовании сайта, на кото
ром будет развертываться проект, при необходимости можно создать
экземплярную форму диаграммы развертывания, показывающую
фактически используемые на этом сайте компьютеры и устройства.
Таким образом, создание диаграммы развертывания – это процесс из
двух этапов:
1. В рабочем потоке проектирования основное внимание сосредоточено
на узле или экземплярах узла и соединениях.
2. В рабочем потоке реализации – на распределении экземпляров ар
тефактов по экземплярам узлов (экземплярная форма) или арте
фактов по узлам (дескрипторная форма).
В следующих двух разделах подробно рассматриваются узлы и арте
факты.
24.4. Узлы
Узел представляет тип вычислительного ресурса.
Спецификация UML 2.0 [UML2S] гласит: «Узел представляет тип вы
числительного ресурса, на который могут быть развернуты артефакты
для выполнения».
Существует два стандартных стереотипа для узлов:
• «device» (устройство) – узел представляет тип физического устрой
ства, например ПК или сервер Fire корпорации Sun.
• «execution environment» (среда выполнения) – узел представляет тип
среды выполнения программного обеспечения, например вебсер
вер Apache или EJBконтейнер (Enterprise JavaBeans) JBoss.
Узлы могут быть вложены в узлы. Например, дескрипторная форма
диаграммы развертывания на рис. 24.3 показывает, что нуль или более
WindowsPC, на которых выполняется вебброузер Firefox, могут быть со
516 Глава 24. Развертывание
единены с нулем или более вебсерверами Apache, которые выполняют
ся на LinuxPC. Обратите внимание, что назвав узлы WindowsPC и LinuxPC,
мы указали и тип оборудования (PC), и операционную систему, т. е.
среду выполнения для всего программного обеспечения, выполняюще
гося на этих устройствах. Это общепринятая практика, поскольку вы
деление специального узла среды выполнения для операционной сис
темы загромождает диаграмму. Firefox представлен как среда выполне
ния, потому что в нем могут выполняться подключаемые (plugin) ком
поненты, такие как апплеты Java.
Ассоциация между узлами представляет канал связи, по которому мо
жет передаваться информация в обоих направлениях. На рис. 24.3 ас
социация обозначена стереотипом «http». Это указывает на то, что она
представляет соединение HTTP (HyperText Transport Protocol
1
– про
токол передачи гипертекста) между двумя узлами.
Экземпляр узла представляет конкретный вычислительный ресурс.
Если необходимо показать конкретные экземпляры узлов, можно ис
пользовать экземплярную форму диаграммы развертывания (рис. 24.4).
На рисунке изображены два конкретных ПК: компьютеры Джима
(JimsPC) и Илы (IlasPC), подключенные к серверу WebServer1, работающе
му под управлением Linux. В экземплярной форме диаграммы экземп
ляры представляют реальные физические устройства или реальные эк
земпляры сред выполнения, выполняющихся на этих устройствах.
Имена элементов подчеркнуты, чтобы показать, что они отображают
экземпляры узлов.
Дескрипторная форма диаграмм развертывания хороша для модели
рования типа физической архитектуры, а экземплярная форма – для
моделирования фактического развертывания этой архитектуры на
конкретном сайте.
1
или Hypertext Transfer Protocol. – Примеч. науч. ред.
«device»
WindowsPC
«device»
LinuxPC
0..* 0..*«http»
узел
ассоциация
«execution environment»
Apache
«execution environment»
Firefox
Рис. 24.3. Дескрипторная форма диаграммы развертывания
24.4. Узлы 517
Согласно книге «The UML User Guide» [Booch 2], диаграммы развер
тывания являются самой богатой стереотипами частью UML. Для сте
реотипов можно придумать собственные пиктограммы, напоминаю
щие реальное оборудование, и затем использовать эти символы на диа
грамме развертывания. Такой подход упрощает восприятие диаграм
мы. Здесь может помочь богатая библиотека изображений! Пример
полностью визуализированной дескрипторной формы диаграммы раз
вертывания приведен на рис. 24.5.
экземпляр узла
«http»
«execution environment»
:Firefox
«device»
JimsPC:WindowsPC
«execution environment»
:Firefox
«device»
IlasPC:WindowsPC
«execution environment»
:Apache
«device»
WebServer1:LinuxPC
Рис. 24.4. Экземплярная форма диаграммы развертывания
Принтер
Ноутбук
IBM AS/400
IBM RS/6000
Рис. 24.5. Визуализированная дескрипторная форма диаграммы развертывания
518 Глава 24. Развертывание
24.5. Артефакты
Артефакт представляет описание реальной сущности, например, такой
как файл.
Артефакт представляет описание конкретной, реальной сущности, та
кой как исходный файл BankAccount.java. Артефакты развертываются
на узлах. Некоторые примеры артефактов:
• исходные файлы;
• исполняемые файлы;
• сценарии;
• таблицы баз данных;
• документы;
• результаты процесса разработки, например UMLмодель.
Экземпляр артефакта представляет конкретный экземпляр конкретного
артефакта.
Экземпляр артефакта представляет определенный экземпляр кон
кретного артефакта, например определенную копию файла BankAc
count.java, развернутую на конкретном компьютере. Экземпляры арте
фактов развертываются на экземплярах узлов.
Артефакты могут представлять один или более компонентов.
Артефакты могут обеспечивать физическое представление UMLэле
ментов любого типа. Обычно они представляют один или более компо
нентов, как проиллюстрировано на рис. 24.6. Здесь показан артефакт
librarySystem.jar, который представляет три компонента типа «white
box» (учитывающих внутреннюю структуру) – Book, Library и Ticket. Ар
тефакты помечены стереотипом «artifact». В верхнем правом углу арте
факта может располагаться пиктограмма артефакта, как показано на
рисунке. Здесь также проиллюстрирован тот факт, что артефакты мо
гут зависеть от других артефактов. В данном случае артефакт librarySys
tem.jar зависит от артефакта jdom.jar.
Наряду с именем в спецификации каждого артефакта есть имя файла
(filename), указывающее физическое местоположение артефакта. На
пример, filename могло бы определять URL, по которому находится
оригинал артефакта. Имена файлов экземпляров артефактов указыва
ют на физическое местоположение экземпляра.
Рассмотрим JARфайл на рис. 24.6 более подробно. Создание этого
файла осуществляется в два этапа:
24.5. Артефакты 519
1. Компилируются исходные Java файлы для классов Book, ISBN, Book
Impl, Library, LibraryImpl, Ticket, TicketID и TicketImpl.
2. С помощью Javaинструмента jar
1
из этих откомпилированных фай
лов создается JARфайл.
Так создается JARфайл, изображенный на рис. 24.7. Как видите, он
содержит Javaфайлы классов для каждого класса и интерфейса систе
мы. В нем также есть каталог META_INF, включающий файл MANIFEST.MF.
Этот файл генерируется при помощи jar и описывает содержимое JAR.
Рисунок 24.7 также иллюстрирует, как можно показать зависимости
между артефактами и артефактами, вложенными в артефакты.
Хотя с точки зрения UMLмоделирования рис. 24.7 абсолютно верен,
он не отличается особой наглядностью, потому что все элементы здесь –
артефакты. Расширение .class сообщает, что некоторые из артефактов
представляют откомпилированные файлы классов Java, но понять,
что META_INF – каталог, сложно. Это указывает на необходимость обо
1
Имеется в виду исполняемый файл jar (в Windows это jar.exe), поставляемый
вместе с JDK. – Примеч. науч. ред.
«component»
Library
«component»
Book
«artifact»
librarySystem.jar
BookImpl
ISBN
1
1
LibraryImpl
TicketImpl
TicketID
1
1
Book Library Ticket
«component»
Ticket
«artifact»
jdom.jar
пиктограмма артефакта
«manifest» «manifest»«manifest»
Рис. 24.6. Артефакт librarySystem.jar представляет три компонента:
Book, Library и Ticket
520 Глава 24. Развертывание
значать артефакты стереотипами, чтобы было четко видно, что каж
дый из них представляет.
UML предлагает небольшое число стандартных стереотипов артефактов,
представляющих разные типы файлов. Они перечислены в табл. 24.1.
Таблица 24.1
Стереотип артефакта Семантика
«file» Физический файл.
«deployment spec» Описание деталей развертывания (например, web.xml
в J2EE).
«document» Универсальный файл, содержащий некоторую инфор
мацию.
«executable» Исполняемый программный файл.
«library» Статическая или динамическая библиотека, такая как
динамически подключаемая библиотека (DLL) или
файл Javaархива (JAR).
«script» Сценарий, который может быть выполнен интерпрета
тором.
«source» Исходный файл, который может быть скомпилирован
в исполняемый файл.
«artifact»
librarySystem.jar
«artifact»
BookImpl.class
«artifact»
LibraryImpl.class
«artifact»
TicketImpl.class
«artifact»
jdom.jar
«artifact»
Book.class
«artifact»
Library.class
«artifact»
Ticket.class
«artifact»
MANIFEST.MF
«artifact»
TicketID.class
«artifact»
ISBN.class
«artifact»
META_INF
Рис. 24.7. JAR+файл содержит Java+файлы классов для каждого класса
и интерфейса системы
24.5. Артефакты 521
Можно ожидать, что со временем будут разработаны различные UML
профили для конкретных программных платформ, таких как J2EE
(Java 2 Platform, Enterprise Edition) и Microsoft .NET. Это обеспечит
более богатый набор стереотипов артефактов (и других элементов).
Спецификация UML 2.0 [UML2S] предоставляет примеры профилей
для J2EE и EJB, Microsoft COM, Microsoft .NET и CORBA (Common
Object Request Broker Architecture – общая архитектура посредника
запросов к объектам).
В табл. 24.2 приведен пример профиля Java. Этого профиля недоста
точно для моделирования приложений Java, поскольку в нем не хва
тает стереотипов для файлов классов и каталогов. Мы расширяем этот
профиль двумя новыми стереотипами, представленными в табл. 24.3.
На рис. 24.8 расширенный Javaпрофиль из спецификации UML при
менен к нашей модели. Как видите, с использованием наглядных сте
реотипов диаграмма стала намного более выразительной.
Таблица 24.2
Таблица 24.3
Стереотип Применяется к Семантика
«EJBEntityBean» компоненту Компонентсущность EJB.
«EJBSessionBean» компоненту Сеансовый компонент EJB.
«EJBMessageDrivenBean» компоненту Управляемый сообщениями
компонент EJB.
«EJBHome» интерфейсу «Домашний» интерфейс EJB.
«EJBRemote» интерфейсу Удаленный интерфейс EJB.
«EJBCreate» операции Операция создания EJB.
«EJBBusiness» операции Операция, поддерживающая бизнес
логику удаленного интерфейса EJB.
«EJBSecurityRoleRef» ассоциации Ассоциация между EJB и поставщи
ком, предоставляющим ссылку на роль
в системе безопасности.
«EJBRoleName» актеру Имя роли в системе безопасности.
«EJBRoleNameRef» актеру Ссылка на роль в системе безопасности.
«JavaSourceFile» артефакту Исходный файл Java.
«JAR» артефакту Файл Javaархива.
«EJBQL» выражению Выражение на языке запросов EJB.
Стереотип Применяется к Семантика
«JavaClassFile» артефакту Файл класса Java (откомпилирован
ный исходный файл Java).
«directory» артефакту Каталог.
522 Глава 24. Развертывание
24.6. Развертывание
Простая экземплярная форма диаграммы развертывания представле
на на рис. 24.9.
Данный пример взят из обучающего курса Java (www.java.sun.com). Это
приложение преобразователя валют. На рис. 24.9 показан файл архива
корпоративных приложений (Enterprise application Archive, EAR) Con
verterApp.ear, развернутый в среде выполнения J2EE Server на узле server
(сервер) типа WindowsPC. J2EE Server – это сервер приложений корпорации
Sun, поставляемый как часть J2EE. EARфайлы – особый тип JAR
файлов, в которых содержатся приложения J2EE. Развернутое сервер
ное приложение используется клиентским приложением ConverterCli
ent.jar, которое исполняется на узле client (клиент) типа WindowsPC.
Спецификацию развертывания можно прикрепить к развернутому ар
тефакту, как показано на рисунке. В ней содержится основная инфор
мация о развертывании. В данном случае определены три вещи:
• EnterpriseBeanClass (класс корпоративного компонента) – класс, со
держащий логику компонента;
• EnterpriseBeanName – имя корпоративного компонента, которое может
применяться клиентом для организации доступа к компоненту;
«
JAR
»
librarySystem.jar
«
JavaClassFile
»
BookImpl.class
«JavaClassFile»
LibraryImpl.class
«JavaClassFile»
TicketImpl.class
«
JAR
»
jdom.jar
«JavaClassFile»
Book.class
«JavaClassFile»
Library.class
«JavaClassFile»
Ticket.class
«
file
»
MANIFEST.MF
«JavaClassFile»
TicketID.class
«JavaClassFile»
ISBN.class
«
directory
»
META_INF
Рис. 24.8. К модели на рис. 24.7 применен расширенный Java+профиль
из спецификации UML
24.7. Что мы узнали 523
• EnterpriseBeanType (тип корпоративного компонента) – тип компонен
та. В данном случае это не имеющий состояния сеансовый компо
нент – компонент, используемый для простых транзакций; он не
имеет состояний и не является сохраняемым.
Развертывание EJB – намного более сложный процесс, чем мог бы
предложить этот простой пример, и некоторые из его деталей даже за
висят от среды выполнения. Однако цель моделирования в разверты
вании – отражение основных моментов развертывания, поэтому пред
ставленного дескриптора может быть вполне достаточно.
24.7. Что мы узнали
Диаграммы развертывания позволяют моделировать распределение
программной системы на физическом оборудовании. Мы узнали сле
дующее:
• Деятельность UP Реализация архитектуры состоит в определении важ
ных с архитектурной точки зрения компонентов и проецировании
их на физическое оборудование.
• Диаграмма развертывания проецирует программную архитектуру
на аппаратную архитектуру.
«RMI»
EnterpriseBeanClass : ConverterBean
EnterpriseBeanName : ConverterBean
EnterpriseBeanType : StatelessSession
«device»
client:WindowsPC
«JAR»
:ConverterClient.jar
«execution environment»
:J2EE Server
«device»
server:WindowsPC
«deployment spec»
:web.xml
«JAR»
:ConverterApp.ear
Рис. 24.9. Экземплярная форма диаграммы развертывания для приложения
преобразователя валют
524 Глава 24. Развертывание
• В процессе проектирования можно создать «первое приближение»
диаграммы развертывания, определяя узлы или экземпляры узлов
и отношения. В процессе реализации это приближение дополняется
компонентами или экземплярами компонентов.
• Дескрипторная форма диаграммы развертывания может использо
ваться для моделирования того, какие типы оборудования, про
граммного обеспечения и соединений будут присутствовать в окон
чательно развернутой системе.
• Описывает полный набор возможных сценариев развертывания.
• Показывает:
• узлы – на каких типах оборудования выполняется система;
• отношения – типы соединений между узлами;
• компоненты – типы компонентов, развернутых на конкрет
ных узлах.
• Экземплярная форма диаграммы развертывания представляет кон
кретное развертывание системы на определенных, идентифицируе
мых частях оборудования.
• Описывает один определенный вариант развертывания системы,
возможно, на конкретном пользовательском сайте.
• Показывает:
• экземпляры узлов – конкретные части оборудования;
• экземпляры отношений – конкретные отношения между эк
земплярами узлов;
• экземпляры компонентов – конкретные идентифицируемые
части программного обеспечения, развернутые на экземпляре
узла, например конкретная копия Microsoft Office с уникаль
ным серийным номером.
• Узел – представляет тип вычислительного ресурса.
• «device» – тип физического устройства, такой как ПК или сервер
Fire корпорации Sun.
• «execution environment» – тип среды выполнения программного
обеспечения, например вебсервер Apache.
• Экземпляр узла – представляет конкретный вычислительный ре
сурс.
• Артефакт – представляет описание реальной сущности, такой как
конкретный исполняемый файл.
• Артефакты могут представлять один или более компонентов.
• Экземпляр артефакта – представляет определенный экземпляр кон
кретного артефакта, например определенную копию конкретного
исполняемого файла, установленную на конкретном компьютере.