Поток управления
Чаще всего взаимодействия используют для моделирования потока управления, характеризующего поведение системы в целом, включая прецеденты (см. главу 16), образцы, механизмы и каркасы (см. главу 28), поведение одного класса или отдельной операции (см. главы 4 и 9). При этом классы, интерфейсы (см. главу H), компоненты (см. главу 25), узлы (см. главу 26) и отношения между ними моделируют статические аспекты системы, а взаимодействия - ее динамические аспекты (для моделирования последних используются также автоматы, см. главу 21).
Моделируя взаимодействия, вы, по сути дела, описываете последовательности действий, выполняемых объектами из некоторой совокупности. Для выявления и осмысления взаимодействий очень полезно применение CRC-карточек.
Моделирование потока управления состоит из следующих шагов:
В качестве примера на рис. 15.6 показаны объекты, взаимодействующие в контексте механизма публикации и подписки (экземпляр образца проектирования observer). Вы видите три объекта: p (экземпляр класса StockQuotePublisher), s1 и s2 (экземпляры класса StockQuoteSubscriber). Этот рисунок является примером диаграммы последовательностей (см. главу 18), описывающей временную упорядоченность сообщений.
Рис. 15.6 Поток управления с точки зрения последовательности во времени
На рис. 15.7 показана диаграмма кооперации (см. главу 18), семантически эквивалентная предыдущей, но описывающая структурную организацию объектов. Вы видите тот же самый поток управления, но на этот раз вместе со связями между объектами.
Рис. 15.7 Поток управления с точки зрения организации
В строго последовательных системах имеется только один поток управления. Это означает, что в каждый момент времени выполняется одно и только одно действие. При запуске последовательной программы управление переходит к точке входа в программу, после чего последовательно выполняется одна операция за другой. Даже если внешние по отношению к системе актеры (см. главу 16) функционируют параллельно, последовательная программа будет обрабатывать по одному событию за раз, отбрасывая тем самым одновременные с ним события.
Поэтому такая последовательность и называется потоком управления. Если трассировать выполнение последовательной программы, то точка исполнения будет перемещаться от одного предложения программы к другому - последовательно. Встречаются, конечно, ветвления, циклы, переходы, а при наличии рекурсии или итерации - движение потока вокруг одной точки. Но, несмотря на все это, в последовательной системе есть только один поток выполнения..
В параллельной же системе потоков управления несколько, а значит, в один и тот же момент времени имеет место различная деятельность. Каждый из нескольких одновременно выполняемых потоков управления начинается с точки входа в некоторый независимый процесс или нить. Если сделать моментальный снимок параллельной системы во время ее работы, то мы увидим несколько точек выполнения (по крайней мере, логических).
Активный класс в UML используется для представления процесса (или нити), в контексте которого выполняется независимый поток управления, работающий параллельно с другими, пользующимися равными с ним правами.
Примечание: Истинного параллелизма можно достичь тремя способами: во-первых, распределяя активные объекты между несколькими узлами (см. главу 26), во-вторых, помещая активные объекты на узлы с несколькими процессорами, и, в-третьих, комбинируя оба метода.
