前言

在软件开发、系统设计和架构文档编写过程中，图形化建模工具扮演着重要的角色。而 PlantUML 作为一种强大且简洁的开源工具，深受开发者和架构师们的喜爱。通过使用简单的文本语法，PlantUML 能够将复杂的概念转化为直观而易于理解的图形表示，使得软件设计和沟通变得更加高效和便捷。

本文旨在介绍和探索 PlantUML 的应用领域、语法规则和关键功能。我们将研究 PlantUML 的序列图，并通过实际案例和应用场景来展示其实际价值。

• github地址：https://github.com/plantuml/plantuml

• 中文文档：https://plantuml.com/zh/

一、序列图

序列图(Sequence diagram)，也叫时序图、顺序图，是一种常用的UML图形建模工具 ，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.

1.1 语法规则

1.1.1 参与者

• participant（参与者）

• actor（角色）

• boundary（边界）

• control（控制）

• entity（实体）

• database（数据库）

• collections（集合）

• queue（队列）

  @startuml
  'https://plantuml.com/sequence-diagram
  
  participant Participant as Foo
  actor       Actor       as Foo1
  boundary    Boundary    as Foo2
  control     Control     as Foo3
  entity      Entity      as Foo4
  database    Database    as Foo5
  collections Collections as Foo6
  queue       Queue       as Foo7
  
  @enduml
  

  

1.1.2 生命线

关键字activate和deactivate用来表示参与者的生命活动激活和退出,destroy表示一个参与者的生命线的终结

@startuml
participant User

User -> A: DoWork
activate A

A -> B: << createRequest >>
activate B

B -> C: DoWork
activate C
C --> B: WorkDone
destroy C

B --> A: RequestCreated
deactivate B

A -> User: Done
deactivate A

@enduml

自动激活生命线，需要和 return 配合使用

@startuml
autoactivate on
alice -> bob : hello
bob -> bob : self call
bill -> bob #005500 : hello from thread 2
bob -> george ** : create
return done in thread 2
return rc
bob -> george !! : delete
return success

@enduml

1.1.3 消息

消息箭头

消息种类	箭头
同步消息	->
异步消息	->>
返回消息	–>

• 并行 par

  

  @startuml
  participant ClassA as a
  participant ClassB as b
  par
      a -> b: 1:Message1
      activate b
      deactivate b
  else
  
      a -> b:2:Message2
      activate b
      deactivate b
  else
      a -> b:3:Message3
      activate b
      deactivate b
  end
  @enduml
  

• 选择 alt/else

  

  @startuml
  participant ClassA as a
  participant ClassB as b
  alt 成功
      a -> b: 1:Message1
      activate b
      deactivate b
  else 失败
      a -> b:2:Message2
      activate b
      deactivate b
  end
  @enduml
  

• 循环 loop

  

  @startuml
  participant ClassA as a
  participant ClassB as b
  loop 1000次
      a -> b: 1:Message1
      activate b
      deactivate b
  end
  @enduml
  

• 分组 group

  

  @startuml
  participant ClassA as a
  participant ClassB as b
  group 自定义标签 [自定义]
      a -> b: 1:Message1
      activate b
      deactivate b
  end
  @enduml
  

1.1.4 自动编号

@startuml
autonumber
participant ClassA as a
participant ClassB as b

a -> b: Message1
activate b
deactivate b

a -> b:Message2
activate b
deactivate b

a -> b:Message3
activate b
deactivate b

@enduml

1.1.5 注释

@startuml
autonumber
participant ClassA as a
participant ClassB as b

a -> b: Message1
note left: 左注释
activate b
deactivate b

a -> b:Message2
activate b
deactivate b
note right: 右注释

a -> b:Message3
note left
注释
多行
end note
activate b
deactivate b

@enduml

1.1.6 其它

• 增加空间

• 分割

• 页面标题、页眉和页脚

  

  @startuml
  header Page Header
  footer Page %page% of %lastpage%
  
  title Example Title
  autonumber
  participant ClassA as a
  participant ClassB as b
  
  a -> b: Message1
  activate b
  deactivate b
  ' 增加空间
  |||
  a -> b:Message2
  activate b
  deactivate b
  ' 分割
  == 分割 ==
  a -> b:Message3
  activate b
  deactivate b
  @enduml
  

1.1.7 例子

@startuml
actor       用户 as user
participant 充值APP as APP
participant 管理后台 as admin
participant 手机运营商 as mobile

autonumber
user -> APP:输入手机号码
activate user
activate APP
activate admin
APP -> admin:校验通过，发送手机号码
admin -> admin:校验通过，判断归属地
admin --> APP:返回归属地、话费套餐信息
deactivate admin
APP -> APP:展示归属地话费套餐信息
deactivate  APP
user -> APP:选择话费套餐
activate APP
activate admin
APP -> admin:生成提交订单(订单号、手机号..)
admin -> admin: 校验订单信息，生成充值订单
admin --> APP: 返回订单创建成功
deactivate  admin
APP -> APP: 展示支付方式选项(支付宝、微信等)
deactivate  APP
user -> APP: 选择支付方式
activate APP
APP -> APP: 发送支付请求调起支付平台
user -> APP: 支付套餐费用
activate admin
APP -> admin: 查询支付结果
admin -> admin: 查询支付结果，更新订单信息
group 并行
    admin --> APP:返回支付结果
    APP -> APP: 展示支付结果，更新订单信息
    activate mobile
    admin -> mobile:发送充值请求
    mobile -> mobile: 接收订单，处理充值
    mobile -> admin: 通知充值结果
    deactivate mobile
end
admin -> admin: 接收充值结果，更新订单信息
admin --> APP: 返回充值结果
deactivate admin
APP -> APP: 更新订单信息
APP --> user: 展示充值结果
@enduml

1.2 如何画好

1. 定义参与者和对象： 首先，确定在时序图中涉及的各个参与者和对象。参与者可以是系统组件、用户或其他实体，对象可以是消息发送者、接收者或系统部件。
   • participant关键字定义参与者，用于表示系统中的各个对象或角色，它们可以是实际的物理对象、软件组件或外部系统
   • actor关键字表示与系统进行交互的外部用户、角色或其他系统
   • boundary关键字用于表示系统与外部实体之间的边界，通常用来表示用户界面或系统与外界的交互接口。
   • control关键字用于表示系统中的控制器、逻辑组件或业务流程。
   • entity关键字用于表示系统中的数据实体或领域对象,通常用于表示数据存储、业务实体或数据库表等
   • database关键字用于表示数据库或持久化存储系统。
   • collections关键字用于表示集合、列表或数组等数据结构
   • queue关键字用于表示队列或消息传递机制
2. 描述消息交互顺序： 确定消息传递的顺序和相关时间线。使用 PlantUML 中的箭头表示消息的发送和接收。同时，通过使用数字标记，表示消息的顺序和时间跨度。
3. 细化交互细节： 如果需要详细描述消息的内容、参数或其他信息，可以在消息箭头上方添加文本标签，描述消息的具体内容。
4. 绘制生命线和激活期： 在时序图中，生命线表示对象的存在期，激活期表示对象的活动时间段。您可以使用 PlantUML 中的生命线和激活期来清晰地展示对象的生存和活动状态。

参考

1. 10年产品经理教你3步画好UML时序图，轻松掌握流程分析利器