- Sequenzdiagramm
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Strukturdiagramme der UML Klassendiagramm Komponentendiagramm Kompositionsstrukturdiagramm Objektdiagramm Paketdiagramm Profildiagramm Verteilungsdiagramm Verhaltensdiagramme der UML Aktivitätsdiagramm Anwendungsfalldiagramm Interaktionsübersichtsdiagramm Kommunikationsdiagramm Sequenzdiagramm Zeitverlaufsdiagramm Zustandsdiagramm Ein Sequenzdiagramm (engl. sequence diagram) ist eine der 14 Diagrammarten in der Unified Modeling Language (UML), einer Modellierungssprache für Software und andere Systeme.
Das Sequenzdiagramm ist ein Verhaltensdiagramm, genauer eines der vier Interaktionsdiagramme. Es zeigt eine bestimmte Sicht auf die dynamischen Aspekte des modellierten Systems. Ein Sequenzdiagramm ist eine grafische Darstellung einer Interaktion und beschreibt den Austausch von Nachrichten zwischen Ausprägungen mittels Lebenslinien.
Sequenzdiagramme der UML2 sind nahe verwandt mit Message Sequence Charts (MSC), einem Standard der ITU-T (International Telecommunication Union - Telecommunication Standardization Sector).
Ein Sequenzdiagramm stellt in der Regel einen Weg durch einen Entscheidungsbaum innerhalb eines Systemablaufes dar. Sollen Übersichten mit allen Entscheidungsmöglichkeiten entwickelt werden, so müsste hierzu für jeden möglichen Ablauf ein eigenständiges Sequenzdiagramm modelliert werden; deshalb eignet sich hierfür eher das Aktivitätsdiagramm oder Zustandsdiagramm.
Inhaltsverzeichnis
Notation von Lebenslinien und Nachrichten
Beispiel eines Sequenzdiagramms mit einem Kopf- und einem Inhaltsbereich
Die Abbildung links zeigt ein Beispiel eines Sequenzdiagramms mit einem Kopf- und einem Inhaltsbereich. Das Schlüsselwort im Kopfbereich ist bei einem Sequenzdiagramm
sdoderinteraction. Von jedem Kommunikationspartner geht eine Lebenslinie (gestrichelt) aus. Es sind zwei synchrone Operationsaufrufe, erkennbar an den Pfeilen mit ausgefüllter Pfeilspitze, dargestellt.
Notationsvarianten für synchrone und asynchrone NachrichtenEine Nachricht wird in einem Sequenzdiagramm durch einen Pfeil dargestellt, wobei der Name der Nachricht über den Pfeil geschrieben wird. Synchrone Nachrichten werden mit einer gefüllten Pfeilspitze, asynchrone Nachrichten mit einer offenen Pfeilspitze gezeichnet. Nachrichten, die asynchronen Signalen entsprechen, werden gleich dargestellt wie asynchrone Operationsaufrufe. Die schmalen Rechtecke, die auf den Lebenslinien liegen, sind Aktivierungsbalken, die den Focus of Control anzeigen, also jenen Bereich, in dem ein Objekt über den Kontrollfluss verfügt, und aktiv an Interaktionen beteiligt ist.
Weitere Notationsvarianten für NachrichtenDie Abbildung links zeigt vier weitere Notationsvarianten für verlorene und gefundene Nachrichten, sowie für Nachrichten von und an einen Verknüpfungspunkt. Dass es sich um eine Nachricht von einem oder an einen Verknüpfungspunkt handelt, erkennt man daran, dass der entsprechende Pfeil auf dem Rand des Sequenzdiagramms beginnt bzw. endet. Der Verknüpfungspunkt ist einfach der Schnittpunkt des Pfeils mit dem Rand, ein deutlicheres graphisches Symbol ist dafür nicht vorgesehen.
Zeitliche Ordnung der Ereignisse
Ein Sequenzdiagramm beschreibt das Verhalten eines Systems, indem es die zeitliche Ordnung von Ereignisauftritten spezifiziert. Nicht der präzise Zeitpunkt, wann ein Ereignis auftritt, ist dabei ausschlaggebend, sondern welche Ereignisse vor und welche nach einem bestimmten Ereignisauftritt auftreten müssen (Siehe dazu Sequentialisierung und Nebenläufigkeit).
Sequenzdiagramm mit zwei synchronen Operationsaufrufen, das vier Ereignisauftritte modelliertDie Abbildung links zeigt ein Sequenzdiagramm mit zwei synchronen Operationsaufrufen. Blau eingekreist sind die vier Ereignisauftritte.
S1undE1stehen für das Sende- und das Empfangs-Nachricht-Ereignis für die Nachrichtm1,S2undE2für die entsprechenden Ereignisse, die mitm2in Verbindung stehen. Die Zeitachse läuft in einem Sequenzdiagramm von oben nach unten, sollte aber nicht als absolute Zeit verstanden werden.Zu den Ereignisauftritten in diesem Sequenzdiagramm lassen sich folgende Aussagen machen:
E1tritt nachS1auf, weil das Empfangs- immer nach dem Sende-Nachricht-Ereignis vorkommt. Analog trittE2nachS2auf.S2tritt nachS1auf, weilS2unterS1gezeichnet ist
Alles in allem modelliert dieses Sequenzdiagramm also eine Interaktion, die durch genau eine Folge von Ereignisauftritten spezifiziert ist:
<S1, E1, S2, E2>.
Sequenzdiagramm mit zwei asychronen Operationsaufrufen, das drei Ereignisauftritte modelliertDas Sequenzdiagramm in der Abbildung links unterscheidet sich nur geringfügig vom vorangehenden Sequenzdiagramm. Der einzige Unterschied besteht darin, dass statt zwei synchronen zwei asynchrone Nachrichten dargestellt sind. Hier gilt weiterhin, dass
E1nachS1undE2nachS2auftritt, weil das Empfangs- immer nach dem Sende-Nachricht-Ereignis vorkommt. Weil es sich um asynchrone Kommunikation handelt, könnteE1hier jedoch nicht nur vor sondern auch erst nachS2oderE2vorkommen.Das Sequenzdiagramm spezifiziert also eine Interaktion, in der drei Spuren von Ereignissauftritten zulässig sind:
<S1, E1, S2, E2>,<S1, S2, E1, E2>und<S1, S2, E2, E1>.
Sequenzdiagramm mit zwei asychronen Operationsaufrufen und einer OrdnungsbeziehungFalls nötig, kann man die zulässigen Abfolgen von Ereignisauftritten mit zusätzlichen Ordnungsbeziehungen einschränken. Eine Ordnungsbeziehung spezifiziert nicht eine Nachricht, die zwischen zwei Lebenslinien ausgetauscht wird, sondern die Tatsache, dass ein Ereignisauftritt nach einem anderen Ereignisauftritt vorkommen muss. Im Beispiel modelliert die Ordnungsbeziehung, dass
S2immer nachE1erfolgt.Mit dieser zusätzlichen Einschränkung stellt dieses Sequenzdiagramm erneut eine Interaktion mit genau einer zulässigen Spur dar:
<S1, E1, S2, E2>.Kombinierte Fragmente
Interaktionen können je nach modelliertem System sehr komplex werden. Wenn es keine Möglichkeit gäbe, Sequenzdiagramme zu modularisieren, wären die entsprechenden graphischen Darstellungen unübersichtlich und schwer verständlich.
Die UML2 hat deshalb aus den Message Sequence Chart deren Konzept der inline expressions unter dem Namen kombinierte Fragmente übernommen. Ein kombiniertes Fragment ist die Kombination eines Interaktionsoperators und eines oder mehrerer Interaktionsoperanden. Der Interaktionsoperator spezifiziert die Art des kombinierten Fragments, während die Interaktionsoperanden für die Interaktionsfragmente in diesem kombinierten Fragment stehen.
Ein Optionales Fragment besteht zum Beispiel aus dem Interaktionsoperanden
opt, einer Bedingung und einem Interaktionsfragment. Ist ein optionales Fragment in eine Interaktion eingebunden, wird das zugehörige Interaktionsfragment nur durchlaufen, wenn die Bedingung wahr ist.Tabelle der kombinierten Fragmente (Lit. : Jeckle 2004, Kapitel 12) Schlüsselwort Deutsche Bezeichnung Englische Bezeichnung Einsatzzweck altAlternatives Fragment Alternative Modellierung alternative Ablaufmöglichkeiten assertZusicherung Assertion Modellierung unabdingbarere Interaktionen breakAbbruchfragment Break Modellierung von Ausnahmefällen considerRelevante Nachrichten Consider Modellierung von Filtern für wichtige Nachrichten criticalKritischer Bereich Critical Region Modellierung von nicht unterbrechbaren Interaktionen ignoreIrrelevante Nachrichten Ignore Modellierung von Filtern für unwichtige Nachrichten loopSchleife Loop Modellierung von Iterationen in Interaktionen negNegation Negative Modellierung von ungültigen Interaktionen optOptionales Fragment Option Modellierung von optionalen Teilen einer Interaktion parParalleles Fragment Parallel Modellierung von nebenläufigen Teilen einer Interaktion seqLose Ordnung Weak Sequencing Modellierung von Abläufen, die von Lebenslinien und Operanden abhängen strictStrenge Ordnung Strict Sequencing Modellierung von Abläufen, die nicht von Lebenslinien und Operanden abhängen alt
Durch einen alt-Operator können alternative Abläufe, die durch Bedingungen versehen sind, zusammengefasst werden.
assert
Für eine Nachrichtenmenge kann mit Hilfe dieses Operators eine zwingend notwendige Ablaufreihenfolge angegeben werden.
break
Der normale Ablauf wird unterbrochen, falls eine vorherige Bedingung erfüllt, bzw. verletzt wurde.
consider
Mit Hilfe dieses Operators werden nur die angegebenen Aktionen ausgeführt, der Rest wird ignoriert.
critical
Falls diese Region betreten wird, so werden alle Aktionen ohne jegliche Unterbrechung ausgeführt.
ignore
Bestimmte Aktionen können mit Hilfe dieses Operators an der Ausführung gehindert werden.
loop
Mit Hilfe des loop-Operators können Schleifen definiert werden. Zur Vereinfachung findet man manchmal auch loop while oder loop until.
neg
Dieser Operator kapselt unzulässige Abläufe.
opt
Die einfachste Form der Operatoren ist der opt-Operator, der optionale Teilabläufe umfasst.
par
Der par-Operator dient der Darstellung von parallelen Abläufen
ref
Mit Hilfe dieses Operators wird durch eine Referenz auf ein anderes Sequenzdiagramm verwiesen, das einen Teilablauf beschreibt.
seq
Legt eine Reihenfolge für die Abfolge von Aktionen einer Lebenslinie vor.
strict
Ähnelt dem Aufbau des seq-Operators. Hier jedoch betrifft die Reihenfolge nicht nur eine Lebenslinie, sondern gleich alle Lebenslinien.
Siehe auch
Weblinks
Literatur
- Christoph Kecher: UML 2.0 - Das umfassende Handbuch. 2. Auflage. Galileo Press, Bonn 2006, ISBN 978-3-89842-738-8.
- Heide Balzert: Lehrbuch der Objektmodellierung - Analyse und Entwurf mit der UML 2. 2. Auflage. Elsevier Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg, München 2005, ISBN 3-8274-1162-9.
- M. Jeckle , C. Rupp, J. Hahn, B. Zengler, S. Queins: UML 2 glasklar. Hanser, München, Wien 2004, ISBN 3-446-22575-7, Kapitel 12 - Sequenzdiagramm.
- ITU-T Recommendation (Hrsg.): Message Sequence Chart (MSC). In: Languages and general Software Aspercts for Telecommunication Systems. Nr. Z.120, November 1999 (PDF, abgerufen am 30. April 2009).
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