UML Profiles

W tym artykule opisuję zastosowanie mechanizmu UML Profile. Dowiesz się, do czego można to zastosować i jak samodzielnie przygotować.

Co to jest UML Profile?

UML Profile to mechanizm, dzięki któremu można dostosować język modelowania do potrzeb projektowych. Skrót "UML" w nazwie pojawia, gdyż ten mechanizm został zdefiniowany w ramach samej specyfikacji UML. W tej specyfikacji napisano, że:

The Profiles package contains mechanisms that allow metaclasses from existing metamodels to be extended to adapt them for different purposes.

A zatem, ogólny metamodel UML możemy uszczegółowić poprzez zastosowanie odpowiedniego pakietu, aby w lepszym stopniu odpowiadał specyfice modelowanego problemu, rozwiązania, czy też technologii.
Inaczej mówiąc: profile UML rozszerzają semantykę modelu. Semantyka określa, co należy rozumieć pod przyjętymi oznaczeniami. Czyli profil UML pozwala wprowadzić nowe oznaczenia i nadać im znaczenie, przy czym stosując taki profil nadal jesteśmy zgodni z ogólną składnią UML.

Profil UML bazuje na stereotypach. Oznacza to, że profil zawiera definicje dla określonych stereotypów, które są przypisywane standardowym typom elementów lub relacji UML.

Na przykład dla elementu typu Class można zdefiniować stereotypy:

• biznes - oznaczający byt mający znaczenie z biznesowego punktu widzenia,
• web page - oznaczający byt, który jest związany z interfejsem użytkownika,
• control - oznaczający byt, który kontroluje zachowanie i cykl życia bytów biznesowych, których zmiana inicjowana jest przez użytkownika.

Gdybyśmy mieli model klas pozbawiony tych stereotypów, trudniej byłoby nam się zorientować w znaczeniu tych klas. Jest to szczególnie ważne, gdy czyta się model stworzony przez kogoś innego.

UML Profile to nie jedyny mechanizm rozszerzalności UML, ale jest najbardziej złożony i kompleksowy. Dla każdego ze zdefiniowanych stereotypów możliwe jest również:

• zmodyfikowanie sposobu wyświetlania elementu na diagramie poprzez przypisanie określonego koloru lub symbolu graficznego,
• przypisanie określonych wartości etykietowanych, czyli tagged values: składających się ze słowa kluczowego i wartości,
• dodanie ograniczeń, czyli constraints oznaczających warunki i reguły, zgodnie z którymi obiekt opatrzony danym stereotypem funkcjonuje.

Po co mi UML Profile?

Rozszerzenie semantyki modelu można uzyskać poprzez zdefiniowanie stereotypów (patrz na przykład: Kolorowanie według stereotypów). Taki sposób w większości prostych przypadków sprawdza się doskonale i nie ma potrzeby zawracać sobie głowy profilami UML.
Są jednak przypadki, gdy zastosowanie profili ma sens. Można sobie wyobrazić wiele projektów, gdzie w modelowanie zaangażowanych jest wiele osób, a jednocześnie chcemy zapewnić wysoką jakość modelu. Manualne przypisywanie stereotypu do elementu wiąże się z ryzykiem pojawiania się błędów, np. zamiast stereotypu "web page", ktoś może wpisać "webpage". A przecież może się pojawić konieczność wygenerowania raportu zawierającego kompletną listę elementów o stereotypie "web page". Błędna nazwa stereotypu w jednym przypadku sprawi, że raport nie będzie kompletny.
Bazując tylko na wiedzy teoretycznej o profilach UML trudno sobie zdać sprawę, że ten mechanizm służy również usprawnieniu i ułatwieniu pracy. Otóż, wyobraźmy sobie sytuację, że mamy za zadanie utworzyć model zawierający 100 elementów opatrzonych danym stereotypem, z których każdy powinien mieć przypisane po trzy tagged values wraz z ich wartościami.

Zastosowanie profilu UML w Enterprise Architect pozwala jednym ruchem już w momencie tworzenia elementu na:

• przypisanie właściwego stereotypu,
• dodaniu do elementu nazw tagged values wraz z domyślnymi wartościami.

W takim przypadku wystarczy tylko ręcznie nadać elementowi nazwę, zweryfikować poprawność domyślnych wartości tagged values i ewentualnie uzupełnić pozostałe atrybuty elementu, a dopisanie stereotypu oraz dodanie tagged values program EA wykona za nas automatycznie. Korzystając z profilu oszczędzamy czas i minimalizujemy ryzyko pomyłek, czy pominięć.

W jakich przypadkach sprawdza się UML Profile?

Z mojej praktyki wynika, że nie zawsze zastosowanie UML Profile ma sens. Przede wszystkim warto stosować ten mechanizm wtedy, gdy do elementów opatrzonych określonym stereotypem zastosowane będą tagged values. 

Przykładem zastosowania mogą być diagramy wdrożeniowe (deployment diagrams), które pokazują rozmieszczenie komponentów i obiektów na węzłach. Element typu node można na przykład opatrzyć stereotypami, które odpowiadają fizycznym typom maszyn. Np. "MacBook Pro" lub "HP Proliant BL460c", a dla każdego ze stereotypów przypisać nazwy tagged values: 

• Core - oznaczające liczbę rdzeni procesów, które mogą być ważne z punktu widzenia wydajności sprzętu lub warunków licencyjnych,
• RAM - zawierające wartości odpowiadające ilości wykorzystywanej pamięci, np. 8GB,
• HDD - zawierające wartości odpowiadające pojemności dysków twardych, np. 500GB, 1TB.

Innym przykładem zastosowania może być zarządzanie wymaganiami, gdy definiujemy kilka różnych kategorii wymagań dla elementu typu requirement. Mogą to być np.:

• Wymaganie biznesowe,
• Wymaganie wysokopoziomowe,
• Wymaganie funkcjonalne,
• Wymaganie niefunkcjonalne.

Dla takich kategorii wymagań w formie stereotypów można zdefiniować również katalog wartości etykietowanych, np.:

• Źródło -  dokument, departament lub osobę, która zgłosiła wymaganie,
• Właściciel - osoba lub departament, która potrzebuje wymagania albo będzie jego biznesowym właścicielem po wdrożeniu rozwiązania na środowisku produkcyjnym.

W artykule Zastosowanie UML Profile w Enterprise Architect zamieściłem szczegółową instrukcję opisującą jak opracować samodzielnie profil oraz pokazałem, jak korzystać z takiego rozszerzenia.