面向对象分析与设计中,UML(统一建模语言)是一种强大的工具,用于描绘和理解软件系统的结构和行为。在第8章“说明运行时构架”中,主要探讨了如何利用UML来描述和分析软件系统在运行时的架构,这包括进程、线程、并发以及它们如何映射到实际的硬件和软件环境。
运行时构架的说明是在软件开发的早期精化阶段或先启迭代中进行的,它旨在定义和改进软件架构,确保系统能够满足性能、可扩展性和其他关键需求。这一阶段通常会伴随着对分析行为的模型化,以及对数据库和构件的设计。软件架构文档和设计模型是这个过程的重要输出,它们为开发人员、系统工程师和项目管理者提供了清晰的指导。
进程视图是设计模型的关键组成部分,它关注的是系统中的进程和线程。通过UML的部署图和逻辑视图,可以清晰地展示系统的结构和运行时行为。并行性是现代软件系统中不可或缺的一部分,尤其在多核CPU和分布式系统中,它可以显著提升性能。例如,平行的道路无需过多协调,而十字路口则需要复杂的协调机制,这与软件中的并发执行情况类似。
并行的需求分析至关重要,它受到系统分布程度、事件驱动性、计算强度和环境支持等因素的影响。这些需求可能会产生冲突,因此需要根据优先级进行排序和解决。例如,在课程注册系统中,用户并发操作、实时通知和性能需求都可能导致并行性的需求。
确定进程和线程是说明运行时构架的步骤之一。进程是操作系统资源分配的基本单位,拥有独立的内存空间,而线程则是进程内部的执行单元,共享进程的资源,提供了更轻量级的控制流。在分析过程中,需要明确哪些功能或服务应该作为单独的进程或线程运行,以及它们的生命周期如何管理。
接下来,要确定进程的生命周期,包括它们的创建、执行、通信、同步和销毁。这个过程可以通过UML的状态机来建模。此外,将进程映射到实施阶段涉及到将软件组件分布在不同的硬件或软件进程中,这可能需要考虑负载平衡、容错和性能优化。
模型元素在进程间的分布是另一个关键任务,它涉及到如何在不同进程之间划分职责,确保系统的正确性和效率。这可能需要使用UML的通信图或顺序图来描述进程间的交互。
总结来说,使用UML进行面向对象分析与设计的第8章深入讨论了如何利用建模语言来理解和表达运行时架构,特别是涉及到进程和线程的并发处理。这一章的内容对于理解软件系统在实际运行时的行为、优化性能和确保系统稳定运行具有重要意义。