UML 组合结构图是一种强大的结构图，用于探索内部架构一个结构化分类器（如类、组件或系统）的内部架构。它关注的是一个实体如何由相互连接的部件组成，以及它如何通过其端口.
该图对于定义系统组件的黑盒和白盒视图至关重要，确保边界清晰，并支持组件的可重用性。
核心结构与上下文
该图是在一个分类器（边界框）的上下文中绘制的，它定义了正在分析的整体系统或组件。
A. 分类器角色（边界）
- 符号表示：一个大的矩形框。
- 用途：表示正在定义其内部结构的整体类、组件或系统。图中的所有其他元素都包含在此边界内。
内部视图的基本元素
内部结构由三个关键元素定义：部件、端口和连接器。
B. 部件
部件表示分类器（如类或组件）的一个实例在整体组合结构中所扮演的角色。本质上，部件是一个内部构建块。
- 符号表示：边界内的一个矩形框，标注有其名称和类型。
- 语法：
部件名：部件类型（例如，dataCache: 缓存模块). - 关键区别： 一个部件并非对象本身，而是角色 该对象在其所属分类器上下文中的角色。一个部件本身也可以是一个复合结构，从而支持深层嵌套。
C. 端口
端口是复合结构（边界）与其环境之间，或其内部部件之间的独立交互点。端口明确了组件所使用或提供的接口。
- 符号表示： 一个附着在边界边缘或内部部件边缘的小方块。
- 端口类型：
- 公共端口： 附着在外部边界上；向环境暴露。
- 封装端口： 附着在内部部件上；仅连接该部件与其他内部部件或系统边界。
- 目的： 端口显式定义了所需的和提供的接口，使得内部结构可以被隐藏（黑箱视图），同时仍明确其合同性交互点。
D. 连接器
连接器用于建模两个元素之间的通信链路或信息/信号的流动（可以是两个端口、两个部件，或一个端口与一个部件之间）。
- 符号表示： 连接两个关联元素的一条线。
- 目的： 表示通信链路的实现，展示数据或消息在内部如何传输。
接口建模：提供与需要
接口定义了端口的合同义务，对于架构清晰性至关重要。
A. 提供的接口（棒棒糖符号）
- 符号表示： 一个连接到端口的圆圈（或“棒棒糖”）。
- 目的： 展示分类器（或部件）向其环境或内部组件提供的服务或操作。
B. 需要的接口（插座符号）
- 符号表示： 一个连接到端口的半圆（或“插座”）。
- 目的： 显示分类器（或部件）为正确运行而需要从其环境或其他内部组件获取的服务或操作。
装配连接器： 连接线通常将一个所需接口（插座） 部件连接到另一个部件的提供接口（棒棒糖），说明内部组件如何连接以实现系统功能。
建模协作：角色与协作
组合结构图还可以建模动态协作——一组特定的角色和连接，共同协作完成一项任务。
A. 协作使用
- 符号表示： 一个包含协作角色名称的虚线椭圆。
- 目的： 表示在更大组件内使用的协作模式实例（例如，特定的观察者模式实现）。
分步建模示例：智能家庭控制器
让我们建模一个家庭自动化系统 组件的内部结构。
- 分类器边界： 将外框定义为
家庭自动化系统. - 外部端口： 添加一个标记为
apiPort的端口到边界。附加一个提供接口（棒棒糖）用于ICommandReceiver（外部世界可以发送的内容）和一个必需接口（插座）用于IExternalWeatherService（系统所需的内容）。 - 内部部件：
调度器：TaskScheduler（处理定时事件）。设备管理器：DeviceCoordinator（与硬件通信）。
- 内部连接：
- 将
apiPort连接到deviceManager部件，使用连接器。 - 将
scheduler部件的输出端口连接到deviceManager部件的输入端口，表明调度器会告知设备管理器何时采取行动。
- 将
- 嵌套结构（可选）：显示
deviceManager本身包含如zigbeeAdapter和wifiAdapter.
此图清楚地表明，家庭自动化系统由两个主要的内部部分组成，使用特定的API，并且需要外部天气服务才能运行。
摘要
该UML组合结构图超越了类或组件的黑箱视图，揭示了其白箱架构。通过使用部件来定义角色，端口来定义交互点，以及连接器来定义内部通信，使架构师和开发人员能够精确地理解和设计复杂、可重用且清晰封装的组件。
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