核心思想：用分层的方式把软件系统从”宏观到微观”逐步拆解，让不同角色（开发、产品、运维）都能看懂系统结构。

C4 model

C4 把系统按颗粒度从大到小分四层：Context → Container → Component → Code。

1. Context（系统上下文图）

描述”系统在整个环境中的位置”。

  • 系统和外部用户/系统的关系
  • 回答：这个系统是给谁用的？和哪些外部系统交互？

画什么：终端用户、外部系统（API / DB / SaaS）、系统本体（作为一个黑盒）
数量：整个系统只画一张

C4 Context diagram

2. Container（容器图）

这里的”容器”不是 Docker，而是”可运行的应用单元”。

  • Web 前端
  • 后端 API
  • 数据库
  • 微服务
  • 回答：系统由哪些主要部分组成

画什么：进程（Next dev、Rails app 等）、数据存储（PostgreSQL、Redis 等）、container 之间的通信协议（HTTP / WS 等）
数量：整个系统只画一张

C4 Container diagram

3. Component（组件图）

把某一个容器继续拆分成内部模块。

  • 用户服务
  • 订单服务
  • 支付模块
  • 推荐模块
  • 回答：每个应用内部怎么组织

画什么：主要的模块、service、controller，按职责分组，模块间的依赖方向
数量：按需要画

C4 Component diagram

4. Code（代码级图）

最细粒度，通常是类 / 接口级别设计。一般只有在需要详细设计时才画。

和 UML 的关系

C4 和 UML 都是建模方法。UML 更严谨复杂，适合详细设计；C4 更简单清晰，适合架构沟通。

大多数 team 只画 Context + Container，Component 偶尔出现，Code 几乎不画。

Sequence Diagram

时序图是 UML 中常用的一种图，用来描述：多个对象/参与者之间，按时间顺序发生的交互过程。属于 UML 的行为图。

重点回答

  • 谁参与了这个过程？
  • 这些参与者之间发了什么消息？
  • 这些消息发生的时间顺序是什么？

简单说：系统是怎么一步一步执行的。

核心元素

  • 参与者（Actor / Object）：通常画在顶部，比如用户、前端、后端服务、DB
  • 生命线（Lifeline）：一条竖直虚线，表示对象存在的时间线
  • 消息（Message）：对象之间的箭头
    • 实线箭头：调用方法 / 请求
    • 虚线箭头：返回结果
  • 激活条（Activation）：细长矩形，表示对象正在执行操作

一个典型流程：登录系统

  1. 用户输入账号密码
  2. 前端发送请求给后端
  3. 后端查询数据库
  4. 数据库返回结果
  5. 后端返回登录结果给前端
  6. 前端显示结果

用时序图表示就是一条”从上到下的交互链”。

高级元素：alt / opt / loop / par

只画一条直线流程不够——真实系统有分支、循环、并行。这就是 fragments（断片）出场的地方。

Sequence diagram with alt / opt / loop / par fragments

State Transition Diagram

状态迁移图是 UML 中的一种行为建模图，用来描述：一个对象在生命周期中，如何在不同状态之间切换。

重点回答

  • 对象有哪些”状态”？
  • 什么事件会触发状态变化？
  • 状态之间如何切换？

简单说：系统 / 对象在不同情况下会变成什么样。

核心元素

  • State（状态）：对象在某一时刻的情况，例如已创建、待支付、已发货、已完成。状态通常是”静态的描述”
  • Event（事件）：触发状态变化的动作，比如用户支付成功、管理员取消订单、超时未支付
  • Transition（转移）：状态之间的箭头
  • Action（动作）：状态变化时执行的操作，例如发货、发通知、更新库存
  • 初始 / 终止状态：初始状态用黑点表示，结束状态用双圈表示

State transition diagram

Data Flow Diagram

DFD（Data Flow Diagram，数据流图）是一种用于描述系统中数据如何流动和被处理的建模工具，常用于系统分析与需求分析阶段，属于结构分析方法的一部分。

DFD 回答的核心问题：数据从哪里来？经过哪些处理？最终去哪里？

四个基本元素

  • External Entity（外部实体）：系统外部的”数据来源或去向”，例如用户、银行、第三方系统
  • Process（处理过程）：对数据进行加工或转换，例如登录验证、订单计算、支付处理
  • Data Flow（数据流）：数据在系统中的流动方向
  • Data Store（数据存储）：数据保存的地方

分层结构

  • 0 层（上下文图）：整个系统作为一个黑盒，只展示系统与外部实体的关系
  • 1 层：拆分系统主要功能模块
  • 2 层及以下：进一步细化每个处理过程

DFD level 0 (context)

DFD level 1 (decomposed)

Entity-Relationship Diagram

ER 图（实体关系图）是一种用于描述数据结构与数据之间关系的建模工具，常用于数据库设计阶段。ER 图用来回答系统里有哪些数据实体、它们之间是什么关系。

简单说：用图来设计数据库结构。

三大核心元素

  • Entity（实体）：通常用矩形表示。表示现实中的概念或对象，比如 User、Order、Product
  • Attribute（属性）：通常用椭圆表示。描述实体的特征，例如用户的用户名、手机号、邮箱；商品的名称、价格、库存
  • Relationship（关系）：表示实体之间的联系，例如用户”下单”订单、订单”包含”商品

关系类型

  • 一对一（1:1）：一个用户对应一个身份证信息
  • 一对多（1:N）：一个用户可以有多个订单（最常见）
  • 多对多（M:N）：一个订单可以包含多个商品；一个商品也可以出现在多个订单中

多对多通常会拆成中间表。

ER diagram example