Graphviz：基于 DOT 代码绘图，无需拖拽，自动生成拓扑与架构图-马育民老师

# 介绍

**Graphviz（Graph Visualization Software）** 是一套**开源的图可视化工具集**，由贝尔实验室开发，核心作用：**用文本描述图结构，自动布局并生成图形**。

- 官方网站：https://graphviz.org/
- 开源协议：EPL（开源免费，商用友好）
- 核心思想：**声明式绘图**，不用手动拖拽，写文本语法描述节点和边，程序自动计算节点位置、布线。

> 区别于 Visio、Draw.io：后者是拖拽式；Graphviz 是**代码驱动绘图**，非常适合程序自动生成流程图、架构图、依赖图。

# 概念
Graphviz 使用专属语言 **DOT语言** 描述图形，基础元素：

1. **图（graph / digraph）**
   - `graph`：无向图，连线用 `--`
   - `digraph`：**有向图（最常用）**，连线用 `->`
2. **节点 node**：图中的顶点
3. **边 edge**：节点之间的连线
4. **属性 attr**：设置颜色、形状、字体、尺寸、标签等

# 例子
### 1）有向图 digraph（*.dot 文件）
```dot
digraph G {
    A -> B;
    B -> C;
    A -> C;
}
```
运行后自动生成三角形有向图。

### 带样式增强示例
```dot
digraph 系统架构 {
    rankdir=TB; // TB从上到下，LR从左到右
    Web[shape=box,color=blue];
    API[shape=ellipse];
    DB[shape=cylinder];

Web -> API[label="http请求"];
    API -> DB[label="SQL查询"];
}
```
常用布局方向：
- `LR`：Left → Right 左右横向（架构图首选）
- `TB`：Top → Bottom 自上而下（流程图）
- `BT`、`RL` 反向布局

# 五大布局引擎

Graphviz内置多种自动布局算法，根据图复杂度选择：

1. **dot（默认）**
   层级布局，适合**流程图、架构图、依赖树**（从上至下分层）。绝大多数场景首选。
2. **neato**
   力导向布局，适合无向网状图、社交网络。
3. **fdp**
   改进版力导向，适合更大规模网络图。
4. **circo**
   环形布局，节点排成圆环。
5. **twopi**
   放射状布局（中心节点向外辐射，星形拓扑）

调用方式示例（命令行）：
```bash
# 使用dot引擎生成png
dot test.dot -Tpng -o test.png
# 使用neato力导向布局
neato test.dot -Tpng -o net.png
```

# 使用方式
### 方式1：命令行原生工具
1. 安装 Graphviz 本体（Windows/macOS/Linux 包管理器可安装）
2. 编写 `.dot` 文件
3. 命令行导出 PNG/SVG/PDF：
```bash
dot demo.dot -Tsvg -o demo.svg
```

### 方式2：集成在各类软件中
- VS Code：安装 Graphviz Preview 插件，实时预览
- Jupyter Notebook：Python `graphviz` / `pydot` 库
- PlantUML：**底层依赖Graphviz**！PlantUML画时序图、架构图，最终调用graphviz渲染
- Obsidian、Logseq、GitBook 等笔记软件
- Python / Java / Go / JavaScript 都有绑定库，可以代码动态生成图

> 重点提醒：PlantUML只是语法封装，**没有安装Graphviz就无法渲染流程图**。

# 适用场景

- 软件架构图、微服务调用关系
- 数据库ER图（实体关系图）
- 程序调用图、函数依赖、模块依赖
- 状态机、有限状态自动机
- 网络拓扑图
- 决策流程图
- 编译原理：语法树、控制流图CFG

# 优缺点
### 优点
1. **文本即图形**：代码纳入Git版本管理，方便diff对比图纸变更
2. 可自动化：程序批量生成海量图表（日志分析、依赖分析）
3. 布局自动计算，不用手动对齐拖拽
4. 输出格式丰富：PNG、SVG、PDF、EPS
5. 跨平台、开源免费

### 缺点
1. 复杂自定义排版不如拖拽绘图工具灵活，精细微调属性需要学习DOT语法
2. 超大图（上万节点）渲染速度下降
3. 不适合自由手绘、不规则创意图表

# 相关工具区分

1. **Graphviz = DOT渲染引擎**
2. **PlantUML**：更友好的高层语法，生成DOT再交给Graphviz渲染
3. **Mermaid**：和Graphviz定位类似，Markdown内置绘图，**不需要安装Graphviz**，语法不同

原文出处：http://www.malaoshi.top/show_1GW3kgJA1HsS.html