OCL的樂趣和威力 Part 1

會讓我寫這篇Blog的原因實在是因為OCL太好玩了，而且OCL的威力也逐漸讓我有愈來愈深的體認，OCL現在已經成為我個人認為最重要的語言之一，我應該稱OCL是『程式語言』?還是『正規語言』?還是『模型轉換語言』?這我也不知道，這是因為OCL雖然是OMG的標準『正規語言』，大多數的人對於OCL的觀念還停留在OCL是使用於UML模型中定義條件，限制，或是使用於MDA之中。這兩者的應用都希望藉由OCL能夠更精確的定義模型的意義，以及藉由OCL撰寫和特定平臺，語言，技術無關的企業邏輯，以便在實作或是應用MDA的模型轉換過程中能夠順利產生有意義的結果模式，例如從PIM轉換到PSM，從PSM轉換到特定的程式語言，例如Java，C#或是Delphi等。

不過OCL在一些軟體廠商，例如Borland，不斷的改善之下，在原本只是唯讀的OCL加入延伸的功能，以便讓OCL具備修改和寫入的能力。為什麼要這樣做? 請想一想，如果要在各種模型使用OCL做為和模型，平臺，技術無關的中立語言，那麼OCL只有唯讀能力是不足的，例如在敘述圖中使用OCL做為定義狀態改變的標準語言，那麼當狀態改變時如何能夠使用唯讀的OCL來改變狀態? 那要改變使用特定的程式語言來敘述嗎?如果是這樣的話，為什麼還要使用OCL? 再想想，於模型轉換時，我們需要有來源模型以及轉換後的結果模型。結果模型是根據轉換規則而產生的，因此如果我們決定使用OCL來定義，對映模型轉換的規則，那麼OCL必須具備建立結果模型的能力，否則我們要使用什麼語言來敘述結果模型?

因此Borland的ECO便根據OCL加以延伸形成Action Language，其中最重要的就是允許開發人員使用OCL進行修改，寫入或是建立物件的功能。

例如OCL藉由加入:=運算元而擁有了指定功能之後，在狀態圖中我們纔能夠改變應用程式執行時的狀態:

self.FirstName := home.owners->first.FirstName

至於Together 2006就對OCL加入了更多的能力了，因為Together 2006選擇了使用OCL語言來定義模式和模式之間轉換的規則。嚴格的說，應該是指Together 2006藉由強化OCL語法讓開發人員能夠定義MetaModel和MetaModel之間對映的關係，如此一來Together 2006就能夠藉由OCL和MetaModel來轉換不同的模型了。這可以由我在上海/成都時展示的範例來說明。

在2005年12月時，我在上海/成都展示瞭如何把一個由BPMN敘述的企業流程轉換為UML的UseCase。BPMN模型通常是由商業人士使用來敘述企業領域的商業流程，當領域專家(Domain Expert)使用BPMN敘述了特定的企業流程之後，必須交由IT人員來開發系統。但是對於IT人員來說，BPMN模型可能很陌生，而且大多數的IT開發工具都只接受UML模型而不是更抽象的BPMN模型。因此我們需要把領域專家實作的商業模型轉換為IT人員熟悉的UML模型。

當時我使用的BPMN模型如下所示:

我希望把這個BPMN的模型轉換為UML的UseCase，如下所示:

這要如何做到? 其實這正是MetaModel到MetaModel之間轉換的範例，要轉換這兩個特定的模型非常的簡單，我們只需要定義BPMN的MetaModel之間的每一個元素如何對映到UML的MetaModel的每一個元素，那麼一旦這個對映規則定義好了之後，任何的BPMN就可以轉換為UML之間的模型了，下圖就說明瞭這個觀念。

001 transformation Bpmn_To_Uml;

002

003 metamodel 'http://www.borland.com/together/2005/bpmn';

004 metamodel 'http://www.borland.com/together/uml';

005 metamodel 'http://www.borland.com/together/uml20';

006

007 mapping main(in model: bpmn::BpmnProcessPool): uml::together::Model {

008 init {

009 var actors := model.lanes->select(lane | lane.oclIsKindOf(bpmn::BpmnLane))->oclAsType(Sequence(bpmn::BpmnLane));

010 var tasks := model.lanes.flowObjects->select(lane | lane.oclIsKindOf(bpmn::BpmnTask))->oclAsType(Sequence(bpmn::BpmnTask));

011 }

012 object {

013 ownedMembers := actors->collect(a | makeActor(a))->asOrderedSet();

014 ownedMembers += tasks->collect(t | makeUseCase(t))->asOrderedSet();

015 }

016 }

017

018

019 mapping makeActor(in lane: bpmn::BpmnLane): uml20::usecases::Actor {

020 object {

021 name := lane.name;

022 description := lane.documentation;

023

024 }

025 }

026

027 mapping makeUseCase(in task: bpmn::BpmnTask): uml20::usecases::UseCase {

028 object {

029 name := task.name;

030 description := task.documentation;

031 }

032 }

007行的mapping main定義了一個QVT轉換的主進入點，這是一個什麼樣的轉換呢?從main 的signature就可以瞭解，它接受一個BPMN的流程模型，

(in model: bpmn::BpmnProcessPool)

轉換並且回傳一個Together的模型

uml::together::Model

接著我們定義了下面兩個對映MetaModel到MetaModel之間元素的規則:

n 每一個BPMN MetaModel之中的Lane元素都對映到UML中UseCase圖形中的Actor元素

n 每一個BPMN MetaModel之中的Task元素都對映到UML中UseCase圖形中的UseCase元素

有了這兩個規則之後，一切就簡單了。首先我們從來源BPMN模型中找到所有Lane元素以及Task元素，接著把Lane元素轉換Actor元素，把Task元素轉換為UseCase元素，工作就完成了。讓就讓我們解釋一下前面的OCL如何完成它的工作。

一個轉換主進入點可以分為兩個部份，第一個部份稱為init區塊，它的目的主要是宣告變數或是查詢轉換過程需要使用的模型元素。因此在009行中宣告了一個actors變數，它的數值就是來源BPMN模型中所有的Lane元素。為什麼，讓我們看看它使用的OCL代表的意義。009行使用瞭如下的OCL程式碼:

model.lanes->select(lane | lane.oclIsKindOf(bpmn::BpmnLane))->oclAsType(Sequence(bpmn::BpmnLane)

讓我們猜拆解它的語法和009行意如下:

程式碼段	意義
model.lanes	取得來源BPMN模型中所有的Lane物件
->select	由於model.lanes是collection 物件，因此使用->代表符號的左邊是collection 物件。Select 類似SQL的Select語法
(lane \| lane.oclIsKindOf(bpmn::BpmnLane))	宣告一個暫時變數lane，這個lane如果是bpmn中的BpmnLane物件，也就是我們需要的Lane物件，它的代表符號是bpmn::BpmnLane。那麼就符合select條件而進入結果物件資料集中(object resultset)
->oclAsType(Sequence(bpmn::BpmnLane)	由於->select(lane \| lane.oclIsKindOf(bpmn::BpmnLane)) 是collection 物件，因此使用->代表符號的左邊是collection 物件。 oclAsType是OCL的函式，這個函式把(bpmn::BpmnLane轉換為OCL的Sequence資料型態

瞭解了009行的意義之後，您應該可以瞭解010行的意義。

在主進入點的init區塊之後就是主進入點的主要部份了，也就是主進入點回傳的結果物件。這第二個區塊是由object {}包圍的。在object {}區塊中，object就代表回傳的uml::together::Model模型，那麼回傳的模型中包含什麼東西呢?這就是由在object {}區塊中的OCL程式碼來決定的，也就是013和014行的執行結果。看看013行在做什麼?

013 ownedMembers := actors->collect(a | makeActor(a))->asOrderedSet();

程式碼段	意義
ownedMembers	結果模型之中的特性值，代表結果模型中擁有的元素
:=	指定符號，把:=符號右邊的執行結果指定給:=符號左邊的特性值
actors->	009行宣告的變數，它是collection 物件，因此使用->代表符號的左邊是collection 物件
collect(a \| makeActor(a))	collect是OCL的函式，它把()中的執行結果形成一個collection 物件。而a是暫時變數，這個變數呼叫makeActor對映函式
->asOrderedSet();	把這行程式碼的執行結果轉換為一個有次序的結果collection 物件。

而019行的makeActor是一個對映函式，它接受一個bpmn::BpmnLane的Lane物件並且回傳一個UML 20中UseCase模型中的 Actor物件。

這整個轉換流程可以使用下面的圖形來說明:

由這個範例可以看到OCL語言強大的力量，Together 2006提供的OCL支援包含了執行OCL轉換能力，除錯OCL轉換程式，更提供了MetaModel類似Code Insight的功能，可以幫助開發人員在撰寫OCL轉換程式時對於模型和語法的幫助。例如下圖就是在Together 2006的OCL編輯器中打入model.之後，Code Insight視窗便可以出現指引開發人員在之後能夠撰寫的程式碼。