這篇文章主要介紹“怎么實(shí)現(xiàn)Go Module依賴關(guān)系的可視化”，在日常操作中，相信很多人在怎么實(shí)現(xiàn)Go Module依賴關(guān)系的可視化問題上存在疑惑，小編查閱了各式資料，整理出簡(jiǎn)單好用的操作方法，希望對(duì)大家解答”怎么實(shí)現(xiàn)Go Module依賴關(guān)系的可視化”的疑惑有所幫助！接下來，請(qǐng)跟著小編一起來學(xué)習(xí)吧！

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最近，我開發(fā)了一個(gè)非常簡(jiǎn)單的小工具，總的代碼量 200 行不到。今天，簡(jiǎn)單介紹下它。這是個(gè)什么工具呢？它是一個(gè)用于可視化展示 Go Module 依賴關(guān)系的工具。

為何開發(fā)

為什么會(huì)想到開發(fā)這個(gè)工具？主要有兩點(diǎn)原因：

一是最近經(jīng)?？吹酱蠹以谏鐓^(qū)討論 Go Module。于是，我也花了一些時(shí)間研究了下。期間，遇到了一個(gè)需求，如何清晰地識(shí)別模塊中依賴項(xiàng)之間的關(guān)系。一番了解后，發(fā)現(xiàn)了 go mod graph。

效果如下：

$ go mod graph
github.com/poloxue/testmod golang.org/x/text@v0.3.2
github.com/poloxue/testmod rsc.io/quote/v3@v3.1.0
github.com/poloxue/testmod rsc.io/sampler@v1.3.1
golang.org/x/text@v0.3.2 golang.org/x/tools@v0.0.0-20180917221912-90fa682c2a6e
rsc.io/quote/v3@v3.1.0 rsc.io/sampler@v1.3.0
rsc.io/sampler@v1.3.1 golang.org/x/text@v0.0.0-20170915032832-14c0d48ead0c
rsc.io/sampler@v1.3.0 golang.org/x/text@v0.0.0-20170915032832-14c0d48ead0c

每一行的格式是 模塊 依賴模塊，基本能滿足要求，但總覺得還是不那么直觀。

二是我之前手里有一個(gè)項(xiàng)目，包管理一直用的是 dep。于是，我也了解了下它，把官方文檔仔細(xì)讀了一遍。其中的某個(gè)章節(jié)介紹了依賴項(xiàng)可視化展示的方法。

文檔中給出的包關(guān)系圖：

<center> <img src="https://blogimg.poloxue.com/0014-go-mod-graph-visible-02.png"> </center>

看到這張圖的時(shí)候，眼睛瞬間就亮了，圖形化就是優(yōu)秀，不同依賴之間的關(guān)系一目了然。這不就是我想要的效果嗎？666，點(diǎn)個(gè)贊。

但 ...，隨之而來的問題是，go mod 沒這個(gè)能力啊。怎么辦？

如何實(shí)現(xiàn)

先看看是不是已經(jīng)有人做了這件事了。網(wǎng)上搜了下，沒找到。那是不是能自己實(shí)現(xiàn)？應(yīng)該可以借鑒下 dep 的思路吧？

如下是 dep 依賴實(shí)現(xiàn)可視化的方式：

# linux
$ sudo apt-get install graphviz
$ dep status -dot | dot -T png | display

# macOS
$ brew install graphviz
$ dep status -dot | dot -T png | open -f -a /Applications/Preview.app

# Windows
> choco install graphviz.portable
> dep status -dot | dot -T png -o status.png; start status.png

這里展示了三大系統(tǒng)下的使用方式，它們都安裝了一個(gè)軟件包，graphviz。從名字上看，這應(yīng)該是一個(gè)用來實(shí)現(xiàn)可視化的軟件，即用來畫圖的。事實(shí)也是這樣，可以看看它的官網(wǎng)。

再看下它的使用，發(fā)現(xiàn)都是通過管道命令組合的方式，而且前面的部分基本相同，都是 dep status -dot | dot -T png。后面的部分在不同的系統(tǒng)就不同了，Linux 是 display，MacOS 是 open -f -a /Applications/Preview.app，Window 是 start status.png。

稍微分析下就會(huì)明白，前面是生成圖片，后面是顯示圖片。因?yàn)椴煌到y(tǒng)的圖片展示命令不同，所以后面的部分也就不同了。

現(xiàn)在關(guān)心的重點(diǎn)在前面，即 dep status -dot | dot -T png 干了啥，它究竟是如何實(shí)現(xiàn)繪圖的？大致猜測(cè)，dot -T png 是由 dep status -dot 提供的數(shù)據(jù)生成圖片。繼續(xù)看下 dep status -dot 的執(zhí)行效果吧。

$ dep status -dot
digraph {
	node [shape=box];
	2609291568 [label="github.com/poloxue/hellodep"];
	953278068 [label="rsc.io/quote\nv3.1.0"];
	3852693168 [label="rsc.io/sampler\nv1.0.0"];
	2609291568 -> 953278068;
	953278068 -> 3852693168;
}

咋一看，輸出的是一段看起來不知道是啥的代碼，這應(yīng)該是 graphviz 用于繪制圖表的語言。那是不是還有學(xué)習(xí)下？當(dāng)然不用啊，這里用的很簡(jiǎn)單，直接套用就行了。

試著分析一下吧，前面兩行可以不用關(guān)心，這應(yīng)該是 graphviz 特定的寫法，表示要畫的是什么圖。我們主要關(guān)心如何將數(shù)據(jù)以正確形式提供出來。

2609291568 [label="github.com/poloxue/hellodep"];
953278068 [label="rsc.io/quote\nv3.1.0"];
3852693168 [label="rsc.io/sampler\nv1.0.0"];
2609291568 -> 953278068;
953278068 -> 3852693168;

一看就知道，這里有兩種結(jié)構(gòu)，分別是為依賴項(xiàng)關(guān)聯(lián) ID ，和通過 ID 和 -> 表示依賴間的關(guān)系。

按上面的猜想，我們可以試著畫出一個(gè)簡(jiǎn)單的圖, 用于表示 a 模塊依賴 b 模塊。執(zhí)行命令如下，將繪圖代碼通過 each 管道的方式發(fā)送給 dot 命令。

$ echo 'digraph {
node [shape=box];
1 [label="a"];
2 [label="b"];
1 -> 2;
}' | dot -T png | open -f -a /Applications/Preview.app

效果如下：

<center> <img src="https://blogimg.poloxue.com/0014-go-mod-graph-visible-03.png"/> </center>

繪制一個(gè)依賴關(guān)系圖竟然這么簡(jiǎn)單。

看到這里，是不是發(fā)現(xiàn)問題已經(jīng)變得非常簡(jiǎn)單了。我們只要將 go mod graph 的輸出轉(zhuǎn)化為類似的結(jié)構(gòu)就能實(shí)現(xiàn)可視化了。

開發(fā)流程介紹

接下來，開發(fā)這個(gè)小程序吧，我將這個(gè)小程序命名為 modv，即 module visible 的意思。項(xiàng)目源碼位于 poloxue/modv。

接收管道的輸入

先要檢查數(shù)據(jù)輸入管道是否正常。

我們的目標(biāo)是使用類似 dep 中作圖的方式，go mod graph 通過管道將數(shù)據(jù)傳遞給 modv。因此，要先檢查 os.Stdin，即檢查標(biāo)準(zhǔn)輸入狀態(tài)是否正常， 以及是否是管道傳輸。

下面是 main 函數(shù)的代碼，位于 main.go 中。

func main() {
	info, err := os.Stdin.Stat()
	if err != nil {
		fmt.Println("os.Stdin.Stat:", err)
		PrintUsage()
		os.Exit(1)
	}

	// 是否是管道傳輸
	if info.Mode()&os.ModeNamedPipe == 0 {
		fmt.Println("command err: command is intended to work with pipes.")
		PrintUsage()
		os.Exit(1)
	}

一旦確認(rèn)輸入設(shè)備一切正常，我們就可以進(jìn)入到數(shù)據(jù)讀取、解析與渲染的流程了。

	mg := NewModuleGraph(os.Stdin)
	mg.Parse()
	mg.Render(os.Stdout)
}

接下來，開始具體看看如何實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理流程。

抽象實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)

先定義一個(gè)結(jié)構(gòu)體，并大致定義整個(gè)流程。

type ModGraph struct {
	Reader io.Reader  // 讀取數(shù)據(jù)流
}

func NewModGraph(r io.Reader) *ModGraph {
    return &ModGraph{Reader: r}
}

// 執(zhí)行數(shù)據(jù)的處理轉(zhuǎn)化
func (m *ModGraph) Parse() error {}

// 結(jié)果渲染與輸出
func (m *ModGraph) Render(w io.Writer) error {}

再看下 go mod graph 的輸出吧，如下：

github.com/poloxue/testmod golang.org/x/text@v0.3.2
github.com/poloxue/testmod rsc.io/quote/v3@v3.1.0
...

每一行的結(jié)構(gòu)是 模塊 依賴項(xiàng)。現(xiàn)在的目標(biāo)是要它解析成下面這樣的結(jié)構(gòu)：

digraph {
    node [shape=box];
    1 github.com/poloxue/testmod;
    2 golang.org/x/text@v0.3.2;
    3 rsc.io/quote/v3@v3.1.0;
    1 -> 2;
    1 -> 3;
}

前面說過，這里包含了兩種不同的結(jié)構(gòu)，分別是模塊與 ID 關(guān)聯(lián)關(guān)系，以及模塊 ID 表示模塊間的依賴關(guān)聯(lián)。為 ModGraph 結(jié)構(gòu)體增加兩個(gè)成員表示它們。

type ModGraph struct {
	r io.Reader  // 數(shù)據(jù)流讀取實(shí)例，這里即 os.Stdin
 
	// 每一項(xiàng)名稱與 ID 的映射
	Mods         map[string]int
	// ID 和依賴 ID 關(guān)系映射，一個(gè) ID 可能依賴多個(gè)項(xiàng)
	Dependencies map[int][]int
}

要注意的是，增加了兩個(gè) map 成員后，記住要在 NewModGraph 中初始化下它們。

mod graph 輸出解析

如何進(jìn)行解析？

介紹到這里，目標(biāo)已經(jīng)很明白了。就是要將輸入數(shù)據(jù)解析到 Mods 和 Dependencies 兩個(gè)成員中，實(shí)現(xiàn)代碼都在 Parse 方法中。

為了方便進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取，首先，我們利用 bufio 基于 reader 創(chuàng)建一個(gè)新的 bufReader，

func (m *ModGraph) Parse() error {
	bufReader := bufio.NewReader(m.Reader)
	...

為便于按行解析數(shù)據(jù)，我們通過 bufReader 的 ReadBytes() 方法循環(huán)一行一行地讀取 os.Stdin 中的數(shù)據(jù)。然后，對(duì)每一行數(shù)據(jù)按空格切分，獲取到依賴關(guān)系的兩項(xiàng)。代碼如下：

for {
	relationBytes, err := bufReader.ReadBytes('\n')
	if err != nil {
		if err == io.EOF {
			return nil
		}
		return err
	}

    relation := bytes.Split(relationBytes, []byte(" "))
    // module and dependency
    mod, depMod := strings.TrimSpace(string(relation[0])), strings.TrimSpace(string(relation[1]))

    ...
}

接下來，就是將解析出來的依賴關(guān)系組織到 Mods 和 Dependencies 兩個(gè)成員中。模塊 ID 是生成規(guī)則采用的是最簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)方式，從 1 自增。實(shí)現(xiàn)代碼如下：

modId, ok := m.Mods[mod]
if !ok {
	modId = serialID
	m.Mods[mod] = modId
	serialID += 1
}

depModId, ok := m.Mods[depMod]
if !ok {
	depModId = serialID
	m.Mods[depMod] = depModId
	serialID += 1
}

if _, ok := m.Dependencies[modId]; ok {
	m.Dependencies[modId] = append(m.Dependencies[modId], depModId)
} else {
	m.Dependencies[modId] = []int{depModId}
}

解析的工作到這里就結(jié)束了。

渲染解析的結(jié)果

這個(gè)小工具還剩下最后一步工作要做，即將解析出來的數(shù)據(jù)渲染出來，以滿足 graphviz 工具的作圖要求。實(shí)現(xiàn)代碼是 Render部分：

首先，定義一個(gè)模板，以生成滿足要求的輸出格式。

var graphTemplate = `digraph {
node [shape=box];
{{ range $mod, $modId := .mods -}}
{{ $modId }} [label="{{ $mod }}"];
{{ end -}}
{{- range $modId, $depModIds := .dependencies -}}
{{- range $_, $depModId := $depModIds -}}
{{ $modId }} -> {{ $depModId }};
{{  end -}}
{{- end -}}
}
`

這一塊沒啥好介紹的，主要是要熟悉 Go 中的 text/template 模板的語法規(guī)范。為了展示友好，這里通過 - 實(shí)現(xiàn)換行的去除，整體而言不影響閱讀。

接下來，看 Render 方法的實(shí)現(xiàn)，把前面解析出來的 Mods 和 Dependencies 放入模板進(jìn)行渲染。

func (m *ModuleGraph) Render(w io.Writer) error {
	templ, err := template.New("graph").Parse(graphTemplate)
	if err != nil {
		return fmt.Errorf("templ.Parse: %v", err)
	}

	if err := templ.Execute(w, map[string]interface{}{
		"mods":         m.Mods,
		"dependencies": m.Dependencies,
	}); err != nil {
		return fmt.Errorf("templ.Execute: %v", err)
	}

	return nil
}

現(xiàn)在，全部工作都完成了。最后，將這個(gè)流程整合到 main 函數(shù)。接下來就是使用了。

使用體驗(yàn)

開始體驗(yàn)下吧。補(bǔ)充一句，這個(gè)工具，我現(xiàn)在只測(cè)試了 Mac 下的使用，如有問題，歡迎提出來。

首先，要先安裝一下 graphviz，安裝的方式在本文開頭已經(jīng)介紹了，選擇你的系統(tǒng)安裝方式。

接著是安裝 modv，命令如下：

$ go get github.com/poloxue/modv

安裝完成！簡(jiǎn)單測(cè)試下它的使用。

以 MacOS 為例。先下載測(cè)試庫，github.com/poloxue/testmod。 進(jìn)入 testmod 目錄執(zhí)行命令：

$ go mod graph | modv | dot -T png | open -f -a /Applications/Preview.app

如果執(zhí)行成功，將看到如下的效果：

完美地展示了各個(gè)模塊之間的依賴關(guān)系。

一些思考

本文是篇實(shí)踐性的文章，從一個(gè)簡(jiǎn)單想法到成功呈現(xiàn)出一個(gè)可以使用的工具。雖然，開發(fā)起來并不難，從開發(fā)到完成，僅僅花了一兩個(gè)小時(shí)。但我的感覺，這確實(shí)是個(gè)有實(shí)際價(jià)值的工具。

還有一些想法沒有實(shí)現(xiàn)和驗(yàn)證，比如一旦項(xiàng)目較大，是否可以方便的展示某個(gè)指定節(jié)點(diǎn)的依賴樹，而非整個(gè)項(xiàng)目。還有，在其他項(xiàng)目向 Go Module 遷移的時(shí)候，這個(gè)小工具是否能產(chǎn)生一些價(jià)值。

到此，關(guān)于“怎么實(shí)現(xiàn)Go Module依賴關(guān)系的可視化”的學(xué)習(xí)就結(jié)束了，希望能夠解決大家的疑惑。理論與實(shí)踐的搭配能更好的幫助大家學(xué)習(xí)，快去試試吧！若想繼續(xù)學(xué)習(xí)更多相關(guān)知識(shí)，請(qǐng)繼續(xù)關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)網(wǎng)站，小編會(huì)繼續(xù)努力為大家?guī)砀鄬?shí)用的文章！

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