很多做软件开发同学的幻想都是成为一名架构师，而架构师的外围工作就是做好软件设计。软件设计是软件开发过程中的一个重要环节，那么如何进行软件设计，其输入规范又是什么呢？软件设计过程中，如何和各个相干方沟通，使软件设计能同时满足用户的性能需要和非性能需要，并升高公司的开发成本？

后期思考

很多软件开发同学的职业规划都是架构师，试想这样一个场景，如果公司安顿你做架构师，让你在我的项目开发后期进行了一些架构设计。

• 你该如何发展你的工作？
• 应该如何说出你的工作成绩？
• 你如何确定你的设计是否满足用户需要的？
• 你是否有把握最初交付的软件是满足要求的？
• 是否有把握让软件团队每个工程师清晰理解本人的职责范畴，并无效的实现开发工作?

架构师的外围工作就是做好软件架构设计，软件设计是软件开发过程中一个重要的环节。

• 如何进行软件设计？
• 软件设计的输入是什么？
• 软件降级过程中如何和各个相干方沟通？
• 软件设计如何既能满足用户的性能需要，又能满足用户的非性能需要，也能满足用户的老本要求？
• 如何可能使开发工程师，测试工程师，运维工程师，了解软件的整体架构，次要模块划分，关键技术实现，外围畛域模型，使他们可能做好本人的工作，从而使整个软件开发过程，处于一个可控的范畴之内，并在软件开发之初，就对软件将来的蓝图有个清晰的意识？

以上这些诉求能够说是软件开发治理与技术的外围诉求，这些问题搞定了，软件的开发过程和后果也就失去了保障。

外围关键点

两个客观存在

咱们再来看看，解决这些问题你须要了解的外围关键点，也就是说到底如何做软件设计，解决办法就是 软件建模 ，就是软件的形象模型，这些模型之上配上 文字说明，就造成了软件的设计文档。

模型是对客观存在的形象，在软件开发中有两个客观存在：

一个是咱们要解决的 畛域问题，比方咱们要开发一个电子商务网站，那么主观的畛域问题就是如何做生意，卖家如何治理商品，治理订单服务用户，买家如何筛选商品，如何下单，如何领取等等，对于这些主观畛域问题的形象就是各种性能及其关系，各种模型对象及其关系，各种业务解决流程。

另一个客观存在就是最终开发进去的 软件系统，这个软件系统也是客观存在的。

• 软件有哪些次要组成？
• 这些类如何组织成一个一个的组件？
• 这些内核组件之间的依赖关系是如何的？
• 运行期如何调用，须要部署多少台服务器？
• 服务器之间如何通信？

所以这两方面的客观存在的形象就是咱们的软件模型。

一方面，咱们要对畛域问题和软件系统 进行剖析，设计形象，另一方面，咱们依据形象进去的模型，进行软件开发，这就是软件开发的次要过程。

而对畛域问题和软件系统进行剖析，设计形象，这个过程咱们称它为 软件建模与设计。

UML 工具

软件建模工具很多，目前次要是对立建模语言 UML。

所谓的建模，就是对畛域问题和软件系统进行形象设计，一个工具实现前述软件开发过程中的两个客观存在的建模。

而所谓的语言，一则用于 沟通 ，满足设计阶段和各个相干方沟通的目标，一则用于 思考，即便软件开发过程中不须要跟其他人沟通，或者还没有到了沟通的时候，仍然能够应用 UML 建模，帮忙本人进行设计思考。

此外，语言还有个特点，就是有方言，就我察看不同公司，不同团队，都有本人的特点，并不需要拘泥于以往那样标准和语法，只有不引起歧义，在应用过程中对语法元素适当变通，这是 UML 的最佳实际。

软件建模与设计过程又能够拆分成需要剖析，概要设计，具体设计三个阶段，而软件建模的次要工具是 UML，上面咱们看一下应用办法蕴含了哪些软件模型，罕用的有 7 种。

7 种软件模型

上面咱们探讨这 7 种模型图，如何在三个阶段应用。

类图

类图是最常见的 UML 图形，用来形容类的个性和类之间的 动态关系 ，一个类蕴含三个局部，类的 名称，类的属性 列表，类的办法列表之间有 6 种动态关系关联，关联，依赖，聚合，组合，继承，泛化，而相干的一组类及其关系，用一张图画进去就是类图，类图次要是在具体设计阶段化，如果内图曾经设计进去了，那么开发工程师只须要依照内图实现代码就能够了，只有类的办法逻辑不是太简单，不同的工程是实现进去的代码简直是一样的，从而保障软件的标准对立。

实际中通常不须要把一个软件所有的类都画进去，把 外围 的有代表性的，有肯定技术难度的内画进去，个别就能够了，除了在 具体设计 阶段画类图，在 需要剖析 阶段，也能够将要害的畛域模型对象图，用例图画进去，这个阶段，关注的是畛域对象的辨认及其关系，所以通常用 简化 的类图来形容。

序列图

序列图形容类之间的关系，形容参与者本人的动静调用关系，每个参与者有一条垂直向下的 生命线，用虚线示意，而参与者之间的音讯，也从上到下示意其调用的前后程序关系。

每个生命线都有个后果，只有在参与者流动的时候才是 激活 的，序列图通常用于形容 对象之间的交互 ，这个对象能够是类对象，也能够是更大粒度的参与者，比方组件，比方服务器，比方子系统。总之，只有形容不同参与者之间的交互的，都能够应用序列图，也就是说，在软件设计的 各个阶段，都能够画序列图。

组件图

组件是更大粒度的设计元素，一个组件中通常蕴含多个类，组件图有时候和包的用处比拟靠近，组件能够形容逻辑上的组件，也能够形容物理上的组件，比方一个 JAR，一个 DLL 的，因而组件图更灵便一点，实际中，用组件图而不是包图进行模块设计更常见一些。

组件图形容两头之间的动态关系，次要是依赖关系，如果想要形容组件之间的动静调用关系，能够应用组件序列图，以组建作为参与者，形容组件之间的音讯调用关系，因为组件的力度比拟粗，通常用于形容设计软件的模块及其之间的关系，须要在设计晚期阶段就画进去。

部署图

他是形容软件系统的最终部署状况，须要部署多少台服务器？要害组件都部署在哪些服务器上？部署图出现的是零碎最终物理出现的蓝图。

• 依据部署图，所有相关者，客户，老板，工程师，都可能清晰的理解到最终运行的零碎，物理上是什么样子？和现有零碎服务器的关系，和第三方服务器的关系。
• 依据部署图，还能够估算出服务器和第三方软件的洽购老本。

因而，部署图是整个软件设计模型中比拟宏观的一张图，在 设计晚期 就须要画的一张模型图。依据部署，各方能够探讨是否对这个计划认可，只有对部署图达成共识，才可能持续前面的细节设计，部署图次要用在 概要设计 阶段。

用例图

次要在需要分析阶段，通过反映用户和软件系统之间的交互，形容软件的性能需要，图中大人物被称为 角色 ，角色能够是人，也能够是其余的零碎，零碎的性能可能会很简单，所以一个用例图，可能只蕴含其中一小部分性能，这些性能被一个巨型框框起来，这个巨型框被称为使劲的边界，框里的椭圆，示意一个一个的性能，性能之间能够调用依赖，也能够进行性能扩大，因为用例图中性能形容比较简单，通常还须要对用例图配以 文字说明，造成需要文档。

状态图

用来展现单个对象生命周期的状态变更，业务零碎中，很多重要的畛域对象对于比较复杂的状态变迁，比方账号，有守业状态，激活状态，解冻状态，欠费状态等等各种状态，因而，用户订单商品红包这些常见的畛域模型，都有多种状态，这些状态的变迁形容，能够在用例图中用文字描述，随着角色的各种操作而扭转，然而这种形容形式，状态散落在各处，做开发的时候容易搞错，就是产品经理本人在设计的时候，也容易搞错对象的状态变迁，状态图能够很好的解决这一问题。

一张状态图形容一个对象 生命周期的各种状态及其变迁 的关系。

流动图

次要用来形容过程逻辑，业务流程。UML 中没有流程图，很多时候人们用流动图代替流程图，流动图和晚期流程图的图形元素也很靠近.

实心圆代表流程开始，空心圆代表流程完结，圆角矩形示意流动，菱形示意分支判断，此外，引入了一个重要的概念，泳道。能够依据流动的范畴，将流动依据畛域，零碎角色的，划分到不同的泳道中，使流程边界更加清晰明了。

总结

模型图自身并不简单，几分钟的工夫就能够学习一个模型图的画法。难的是如何在适合的场合下用正确的 UML 模型，表白本人的设计用意，从而造成一套残缺的软件模型，进而组织起一个言之有物，层次分明，能够领导开发，在团队外部达成共识的设计文档。

咱们从软件设计的不同阶段这一维度从新梳理一下，如何应用正确的模型进行软件建模。

需要剖析

在需要分析阶段，次要是通过用例图形容零碎的性能与应用场景；对于要害的业务流程，能够通过流动图形容。如果在需要阶段，就提出要和现有的某些子系统整合，能够通过时序图，形容新零碎和原来的子系统的调用关系。

外围畛域对象，能够通过简化的类图进行模型畛域形象，并形容外围畛域对象之间的关系。

如果某些对象外部有简单的状态变动，比方用户，订单这些，能够用状态图进行形容。

概要设计

在概要设计阶段，通过部署图，形容零碎最终的物理蓝图，通过组件图以及组件时序图，设计软件次要模块及其关系，还能够通过组建流动图，形容组件之间的流程逻辑。

具体设计

在具体设计阶段，次要输入的就是类图和类的时序图，直到最终的代码开发，如果某个类办法外部，有比较复杂的逻辑，那么能够画办法的流动图进行形容，UML 的工具能够是很简单的，免费的，比方 EA 这样的大型软件工具。也能够应用 processon 在线的收费的工具。对于个别的开发者，倡议从简略的用起，因为那个建模能够很简单，也能够很简略，简略把握类图，时序图，组件图，部署图，用例图，状态图，流动图。在 7 种模型图，灵便的在需要剖析，概要设计具体设计阶段，依据场景的不同，绘制对应的模型图，能够实实在在的做好软件建模，搞好零碎设计，作为一个掌控场面，引领技术团队的架构师。

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