通过案例教你3步画好时序图

时序图可以有效地描述交互顺序,并帮助研发团队更清晰地理顺系统逻辑,做好流程分析,若利用得当,则可以一定程度上降低沟通成本,更快速地推进业务进行。本篇文章里,作者就时序图的构成与画法等方面做了总结,一起来看一下。

以前每次要分析流程,我都会用活动图。直到有一次,我面对一个业务流程,画活动图,画来画去,总觉得哪里不对,但又表达不出来,感觉如鲠在喉。

后来,我想起时序图,用时序图把流程梳理了一遍,豁然开朗。

原来,用不同的视图去描述同一个流程,能让我们看到自己未曾发现的问题。就像看足球比赛,在多个不同位置的摄像镜头下,能看到球员更全面的表现。

此后,我用时序图甚至比活动图还多。

那么,它有啥特别之处,居然能替代活动图来分析流程?我们一起来看看。

一、解读时序图

时序图,也叫序列图、顺序图,是 UML 中常用的动态视图,用于描述多个对象参与实现业务目标时,彼此之间按时间顺序进行交互的过程。

时序图,用来表达对象或角色之间交互的信息传递和时间顺序,特别方便。

每次梳理流程,跟开发沟通,我都会借助它来描述。

绘制时序图,将一个个对象和其交互动作列出来,可以直观反映出,每个对象对其他对象、或其自身做的交互动作,让我们看到业务内部的运作、系统之间的互动,从而搞清楚业务规则、系统逻辑。

在《火球:UML 大战需求分析》一书中,作者总结特别好:“任何复杂的交互,都可以分解为自己与自己自己与别人别人与别人的多个简单交互”。

时序图正体现了这种逻辑,所以,它表达交互逻辑时,非常清晰简单。

[产品设计]通过案例教你3步画好时序图

作为产品经理,如果我们能掌握这一利器,用来分析业务、定义需求,与开发沟通,定能大大提高效率。

时序图常见的应用场景,是在支付领域。例如,微信支付的开发者文档,就用时序图来表达支付的实现逻辑。

这么好的工具,赶紧学一下吧。

二、时序图的构成

时序图的常用元素很简单,分别有:对象(角色)、生命线、会话、消息(简单消息、返回消息)。

时序图的常用元素

1. 对象

对象,指与业务、产品或系统相关的人、事、物,可以是人、部门、系统等。

通常用矩形表示,画在时序图的顶部,对象名写在矩形内。

其中,参与交互过程的人,如用例图的参与者、参与完成业务目标的相关人员,通常称之为角色

网上有的会把对象和角色分开来,我理解这些都是对象。只不过,在图形上,角色与用例图的参与者一样,用火柴人表示,比较好理解。

因为,UML 是在面向对象思想的指导下,来描述软件产品的分析与设计。面向对象,则将现实世界的人事物,看成一个个独立的个体,称之为「 对象 」

它们又可以根据不同的需要,以不同的角度,被归纳在一起,这就是开发人员常说的「 类 」

比如,西瓜、苹果、梨是不同的对象,它们可以归为一类——水果;苹果手机、华为手机、小米手机,可以归为手机。

对象的命名,一般格式为:对象名:类名,如「 李四:客户 」。

按照语法,冒号和类名是必需的,对象名是可选的。具体地说,「 李四:客户 」表示李四是客户的实例,即具体到某个客户的名字。

实践中,并不需要具体到实例,对象名可以不写。我的做法是,直接写一类对象的名称,如某某系统、某某部门。

2. 生命线

每个对象下有一条垂直的虚线,这就是对象的生命线,从上往下,代表时间的先后顺序。

3. 会话

会话,也叫激活框,它代表在对象生命线上某个阶段执行的操作,以一个偏窄的矩形表示。

每一次会话,表示一次相对完整的交互过程。不过,怎样算一次会话,实践中有点难区分,需要多练习体会。

我常按照操作的完整度来画,有时甚至不画,有些专业的 UML 工具还能自动生成会话。

4. 消息

消息,表示对象之间发送的信息或做的事情。消息,有的分为三种:同步消息、异步消息、返回消息。

从产品层面,并不需要规定技术的实现方式,是同步还是异步,这交给开发人员设计,会更为合理。

因此,我基本只用两种消息来表达:简单消息、返回消息

1)简单消息

简单消息,用箭头实线,表示一个对象,向另一个对象发的信息,或做的事情。它不强调消息的类型,只表示交互,足以满足大部分情况。

2)返回消息

返回消息,用箭头虚线,表示一个对象,收到另一个对象的信息后,再向其返回的信息,或做的事情。

消息线上方的文字,则是注明传递的消息或执行的动作,一般用动宾短语

这些对象间的交互消息,画在两个对象的生命线之间。对象自身做的事情,则画在自己的生命线上。

5. 组合框

现实业务、系统流程中,总会有特殊情况,不可能完全按时间顺序、一条线走完。

这时,就需要用到组合框(frame)来表示常见的特殊情况,如分支、循环、并行等。

遇到这些特殊情况时,就可以把相应的交互流程放入这个框中。

时序图三种常用的特殊结构

三、时序图的画法

接下来我们以 「 手机话费充值 APP 」 为例,来了解时序图如何用。

常用的画图工具,有 Visio、ProcessOn ,现在很多在线文档也支持 UML ,如腾讯文档、飞书云文档。

时序图的画法也很简单,一句话就能说完,可是要灵活掌握,还得多加练习。

首先,选定要展开分析的用例或目标;接着,分析都有哪些对象、角色参与了实现过程;然后,将它们在实现目标过程中,彼此之间的交互动作,按照时间轴的顺序列出来。

再简单点,就是定目标、找对象、列消息三步走。

1. 定目标

画时序图,与活动图一样,要指定某个用例,或目标展开。这些动态视图,是用来描述在静态视图(如用例图)定义的结构下对象的行为。

本质上,它们都是在描述谁如何参与完成业务目标。

明确了用例或目标,才能保证绘制的流程,边界清晰,过程完整,不会越画越乱。

比如,我们用时序图来分析案例中「 充值话费 」用例的实现过程。这时,就别把「 支付金额 」用例的交互也画进去,把它们画在一起,会增加阅读难度,不利于沟通表达。

案例中「 充值 APP」 的系统用例图

2. 找对象

之前的文章已经分析出,案例中,充值得有手机运营商支持;支付得对接微信支付、支付宝;协助用户处理未到账,还需要有运营人员介入。

整个充值 APP ,还应包括管理后台系统 ,才能完成相关的管理操作。

因此,先将它们列出来,每一竖列,表示一个对象或角色,每个对象有一条生命线。

为方便阅读,可将流程中最先发起消息的对象放在最左边;再将交互多的对象摆在附近,别隔太多对象,这样画出来的图会更清晰简洁。

3. 列消息

找到了对象,就可以列出对象间的交互消息。为了方便你回顾 「 充值话费 」用例的实现过程,咱们先上之前已经得出的活动图。

充值 APP 「 充值话费 」用例活动图

工作中,我们把流程弄明白后,就可以边理边画,将对象间的交互,从最先发起的消息,一个个从上往下依次列出。

有些消息有带参数的,可以在描述文字后注明。如下图的第 7 步,充值 APP 生成并提交订单至管理后台,可以在括号里写上订单有哪些字段信息(如订单号、手机号码、购买时间等)。

充值 APP 「 充值话费 」用例对象交互时序图

在 UML 中,时序图的消息是没有序号的。使用中,我发现为每个消息加上序号,比较方便描述与阅读,一直习惯这么用。

「 充值话费 」用例的流程中,刚好有一个并行流程,即上图的第 16 至 20 步。

管理后台在返回支付结果时,还需同步向手机运营商发起充值请求,这是常见的并行流程。

因此,将其画在组合框中,表示这里面上下两部分交互是同时进行的,不分先后。

从这里不难看出,分支一多,时序图会比较难画,也不好理解。

确实,时序图不太适合表达多分支的复杂流程。因此,我们用时序图更多是描述主干流程,复杂的分支可单独抽取出来画,也可以用文字说明。

4. 经验之谈

看到上面的泳道活动图和时序图,你可能会想,它们俩还挺像的,工作中究竟用哪个呢?

它们都用于描述不同对象之间的动作。不过,泳道活动图,更侧重于表达谁做了什么事;而时序图,除了强调流程中交互的消息和顺序,还表达谁对谁做了什么事。

我的体会是,遇到强调消息传递、时间顺序的,用时序图;遇到流程比较复杂、分支比较多的,用活动图。

还可以多尝试两种都画,通过不同视角来观察同一个流程,会让我们的理解更加全面、深刻。

实践中,时序图,常用于表达系统的接口请求与反馈消息,更偏向技术实现。

作为产品经理,我们可以从产品视角、操作层面,用它来表达业务流程、产品流程。

这样,开发人员也很好理解,便于他们进行系统设计。

四、总结

信息量还是不少,我给你总结下。

时序图,用来描述多个对象参与实现业务目标时,彼此之间按时间顺序进行交互的过程。常见的应用场景,是在支付领域。

用好时序图,能帮我们,搞清楚业务规则、系统逻辑,提高工作效率。

1. 画时序图的方法

  1. 定目标,指定用例或业务目标展开分析;
  2. 找对象,找出参与实现目标的对象/角色;
  3. 列消息,按时间顺序列出对象的交互消息。

2. 画时序图的经验

  • 给交互消息加序号,方便阅读沟通;
  • 触发交互的对象画在最左,交互频繁的走近些;
  • 同一个流程,画不同视图,理解更全面、深刻。

时序图,是我分析流程的最爱,有段时间我经常用它,突然灵感闪现,发现了它的高阶玩法,与数据分析结合(感兴趣可看下方的系列文章)。

多加练习吧,相信它也会是你的好帮手!

作者:四月;来源公众号:四月喃哗。

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