状态机图

2 状态机图中的模型元素

2.1 状态 – 定义 • 状态（state）是指在对象的生命周期中 满足某些条件、执行某些活动或等待某些 事件的条件（condition）或状况 （situation） – 图形表示 • 圆角矩形表示，状态的名称放在圆角矩形 中
2 状态机图中的模型元素

2.2 起始状态和终止状态
建模状态机图模型

标识出需要进一步建模的实体（对象、类）


标识出每个实体的开始和结束状态
确定与每个实体相关的事件


从开始状态建模完整的状态机图
如果有必要，则构建组合状态
实例：图书管理系统
Book的状态 Available：未借出 Borrowed：借出
Borrower的状态 Account Available：帐户可知 Account Unavailable：帐户不可知
3 指定状态机图中的动作和事件

3.1 事件
--事件是一个在时间和空间上都占据一事实上位置的 有意义事情的规约，它能指示状态之间转移的条 件。一个事件的发生能触发状态的转移。 --事件既可以是内部事件，也可以是外部事件；可以 是同步事件，也可以是异步事件。内部事件是指 在系统内部对象之间传送的事件（如异常）；外 部事件是指在系统和它的参与者之间传送的事件 （如指定文本框中输入的内容）。
4 组合状态

4.1 组合状态
--把若干个状态组织在一起可构成一个组合状态；组合状态内 所包含的状态称为该组合状态的子状态。把内容不包含其他 状态的状态称为简单状态。 --组合状态中包含的子状态可以是顺序子状态，也可以是并发 的子状态。

4.2 顺序子状态
--如果一个组合状态的子状态对应的对象在其生命周期内的任 何时刻都只能处于一个子状态，即状态机图中多个子状态是 互斥的，不能同时存在，这种子状态称为顺序子状态。 --在顺序子状态中最多只能有一个初态和一个终态。
状态机图及其应用
1 基本概念

1.1 对象状态
--状态是事物的一种属性，在一般情况下是指事 物所表现出来的行为或形态。 例：汽车（点火、行驶、故障、停车） 人（睡眠、清醒、兴奋、忧郁） 水（液体、固体、气体） --对象状态是指对象或所属类的所有属性的当前 值。 --对象状态是指对象或所属类的整体行为的某些 规则所能适应的状况、情况、条件、形式或生 存周期阶段。
7.1 General标签 7.2 Detail标签
• 监护条件（Guard Condition）
– 条件状态转换只有当条件表达式 为真时才被触发。监护条件显示 在转换的附近，表示在方括号内： 事件名（参量）[条件]/动作^目标. 事件（参量） – 子状态之间的转换：当转换被放 置在视图中隐藏的子状态，或者 转换来自于视图中隐藏的子状态 时，子状态之间的转换变得十分 有用。From栏显示了转换出发 时所在状态的状态名，To栏转换 所指的状态名。From和To任何 时候都处于激活（active）状态
8 判断规范

8.1 General标签


8.2 Transitions标签
8.3 Swimlanes标签
9 同步规范

9.1 General标签 9.2 Transitions标签
1 基本概念

1.4 状态机操作
– 创建一个状态模型： • 单击Browse>State Machine Diagram， 在左边的“State Machine”下面选择新 创建的状态模型所要放置的位置： • 双击New： • 在Title文本框中为图命名； • 指定要创建的图类型：活动图（Activity） 或状态图（Statechart）； • 单击OK按钮。
• 单击鼠标右键，显示快捷菜 单； • 单击Insert添加一个条目 （entry）项； • 双击添加的“Entry/”项，显 示动作规范窗口； • 在Name栏输入动作描述。如 果该栏未被激活，在Tyep栏 单击Action。
6 动作规范

6.2 状态动作
– 在一个状态中，有以下4中 可能的动作：
2 状态机图中的模型元素

2.3 状态转移 – 状态转移通常采用如下的语法进行标记： 事件名（参量）[监护条件]/动作 – 转移及转移动作
转移种类 入口动作 出口动作 外部转移 含 义
进入某一状态时执行的动作 离开某一状态时执行的动作 引起状态改变的转移或自身转移，同时执行一个 具体的动作，包括引起入口动作和出口动作被 执行的转移 引起一个动作的执行但不改变状态或不引起入口 动作和出口动作的执行
• • • • On Entry On Exit Do On Event
– 1） On Event
• Event：对一个在时间和空间 上占有一定位置的有意义事 情的规格说明 • Arguments：由所有与事件相 关的可选参量组成 • Condition：可能包含一个条 件布尔表达式
7 转换规范

2 状态机图中的模型元素

2.4 判断与决策点
– 定义 • 表示工作流基于监护条件将出现分支的位置 – 图形表示 • 判断在状态图机中表示为一个棱形
2 状态机图中的模型元素

2.5 同步
– 定义
• 在状态机图中，同步可视化地定义那些表示并行 工作流的分叉和结合 • 在浏览器中并不显示同步
– 图形表示：一条粗的水平或垂直的棒条
1 基本概念
--对象的每一种状态通过对象的一个属性 或几个属性的值来表达。
--分析状态的目的：为了认识对象的行为 规律，为了看清在不同的状态下对象将 呈现哪些行为，这些行为将遵循什么规 律和约束，以及通过什么行为能使对象 从一种状态转移到另一种状态，从而确 切地定义这个对象。
--认识对象状态的抽象原则：划分状态等价类
4 组合状态
顺 序 子 状 态 图
4 组合状态

4.3 并发子状态

4.4 同步状态
--同步状态是连接两个并发区域的特殊状态，用于对并发区域 之间的控制进行同步。 --在同步状态中使用了同步条，使用转移把一个区域里分叉的 输出连接到同步状态的输入上；再使用转移把同步状态的输 出连接到另外一个区域中的汇合输入上。 --同步状态使用一个小圆圈表示，小圆圈里面用一个整数或一 个*表示上界。
1 基本概念

1.2 状态建模
--通过分析系统（或者其构成元素）的状态以及它们之 间的转移，并以状态、转移等概念来建立系统模型称 为状态建模。
1 基本概念

1.3 状态机图
– 状态机图描述了一个对象在其生命周期内所经 历的各种状态，状态之间的转移，发生转移的 动因、条件以及转移中所执行的活动。 – 通过状态机图可以了解一个对象所能到达的所 有状态以及对象收到的事件（收到的消息、超 时、错误和条件满足等）对对象状态的影响 （引起状态转移）等。 – 状态机图实质上是一种由状态、转移、事件和 动作组成的状态机，用来建模对象是如何改变 其状态的，并且定义了状态面的表示符号。
1 基本概念

1.4 状态机操作
– 定义 • 在UML规格文件中，状态机被定义为是 一种行为，说明对象或交互在它们的声明 周期中为响应事件所经历的状态序列，以 及它们的响应和动作。 • 创建一个状态机图时，Rational Rose自 动创建一个状态模型。 • Rational Rose限定每个所有者只能拥有 一个状态模型。
源状态
exit/退出系统
Shift
目标状态
entry/进入系统
（3）do：内部活动，用来指定处于某种状态时发生的活动（与 该状态关联的某些工作）。内部活动的语法形式：do/活动表 达式。
（4）include：引用子状态机状态，语法形式为： include 子 状态机名。从而实现调用另一个状态机。 （5）event 用来指定特定事件触发时指定相应动作的发生，它 不是用关键字来标记事件。语法形式为： 事件名（参数列表）[监护条件]/动作名 其意义是：当事件名指定的事件发生时（监护条件满足）时 自动触发动作名指定的动作。 注：当事件有多个动作发生时，它们之间用,隔开。如： entry/Initial(),Check(),UpdateCheck()
图书状态机图
借阅者状态机图
5 状态规范
– 状态(起始状态和终止状 态)和活动的规范窗口都 包含下列标签:
• • • • General标签 Actions标签 Transitions标签 Swimlanes标签
– 1) General标签
• 复选标记State/activity history：状态/活动历史， 历史提供了一种通过子 状态直接转换到最近访 问过的状态的机制。
--事件：调用事件、信号事件、变化事件、时间事件、 延迟事件

调用事件：一个调用事件代表一个操作的调用，它 是同步的。调用事件往往是类图中定义的一些方法 事件。

信号事件：信号是对象异步地发送并由一个对象接 收的具有名字的对象。信号可作为状态机中一个状 态转移的动作被发送，也可作为交互中的一条消息 被发送。信号事件可以定义任何需要的事件。
Saved Print/defer
3 指定状态机图中的动作和事件

3.2 动作
--动作可以由对象的操作和属性组成，也可以由事件 说明中的参数组成，在一个状态中允许有多个动作。 动作说明当事件发生时产生了什么行为。 --状态有如下5种基本动作类型：
（1）entry：入口动作，用来指定进入状态时发生的 动作。入口动作的语法形式：entry/动作名
2 状态机图中的模型元素

2.3 状态转移
– 说明一个处于源状态的对象将要执行某种（些）指 定的动作，并且当特定的事件发生或者某种条件被 满足时，将进入目标状态。 – 状态转移是两个状态之间、两个活动之间或者一个 活动和一个状态之间的关系。 – 可以从一个状态发出一个或多个状态转移，前提是 转移要唯一。从一个状态发出的转移不能具有相同 的事件，除非事件中有多个条件。转移既可以出现 在状态图中，也可以出现在活动图中 – 图形表示：
内部转移
手 机 通 信 状 态 图
状 态 转 移 示 例 图
2 状态机图中的模型元素

Hale Waihona Puke 自转移– 定义 • 包含的源状态和目标状态相同，所包含的动作 和事件与转移完全相同。不改变对象状态，只 导致对象状态的中断。 – 图形表示

内部转移
--在不离开一个状态的情况下连续
执行多个动作的情形称为内部转移。
– 起始状态 • 又称“初始状态” ，在状态图中，起始状态显式 地给出一个状态机执行的起始点，表示导致转换 （transition）的事件中的起始事件；在活动图 中，起始状态显式地给出一个工作流的起始点。 • 一个状态机只能有一个起始状态。 – 终止状态 • 表示活动的结束或者一个最终状态，即对象从内 存中删除之前所处的状态 • 状态图可以有0个、1个或者多个终止状态。
帐号输入状态 entry/清空输入框
（2）exit：出口动作，用来指定状态被另一个状态取代时发生 的动作。出口动作的语法形式：exit/动作名。 帐号输入状态
exit/检查输入内容 入口动作与出口动作是被隐式地激活，既没有参数，也 没有监护条件。 对一个跨越几个状态边界的转移，按照嵌套顺序依次执 行多个相关状态的入口动作和出口动作。执行顺序按照最外 层的嵌套顺序依次执行源状态的出口动作，然后执行转移上 的动作，最后按照从最外层到最内层的嵌套顺序依次执行目 标状态的入口动作。

变化事件：变化事件是状态中的一个变化或者某些 条件满足的事件。用关键字when标识它，它隐含 了对于控制条件的连续测试，相当于循环结构。

时间事件：时间事件是经过一定的时间或者到达某 个绝对时间后发生的事件。用关键字after标识，后 面跟着计算一段时间的表达式。

延迟事件：在UML中，建模人员有时需要识 别某些事件，延迟对它们的响应直到以后某 个合适的时刻才执行，在描述这种行为时可 以使用延迟事件。用关键字defer标识，使用 语法形式为： 延迟事件/defer
5 状态规范
– 2） Actions标签
• Type：类型字段标识符栏列 出了动作规范中指定的动作 种类 • Action Expression：列出了4 种可能的时间选项，规定了 一个动作执行的时机和被执 行动作的类型。见动作规范 的Detail标签
6 动作规范

6.1 创建一个新的动作
– 在状态图规范窗口的 Actions标签中：