python3使用diagrams绘制架构图的步骤

技术背景

对于一个架构师或者任何一个软件工程师而言，绘制架构图都是一个比较值得学习的技能。这就像我们学习的时候整理的一些Xmind那种思维逻辑图一样，不仅可以帮我们看到组件之间的联系和层级，还能够展示出组件的全貌。虽然我们也可以用Visio或者Edraw等专业绘图工具来绘制架构图，但是对于工程师而言，用代码来直接绘制架构图，会显得更加的优雅。这里我们介绍的diagrams，就是一个可以用来绘制架构图的python包。

diagrams的安装

与其他python库一样的，diagrams也可以通过pip来进行安装和管理，这里为了更快的安装，我们使用了腾讯的镜像源来加速：

[dechin@dechin-manjaro diagrams]$ python3 -m pip install diagrams -i https://mirrors.cloud.tencent.com/pypi/simple 
Looking in indexes: https://mirrors.cloud.tencent.com/pypi/simple
Collecting diagrams
  Downloading https://mirrors.cloud.tencent.com/pypi/packages/d6/4e/d4725222ac080375954d63d3c90243fdaa219fe085327d42b9dc68c71293/diagrams-0.19.1-py3-none-any.whl (19.2 MB)
     |????????????????????????????????| 19.2 MB 6.7 MB/s 
Requirement already satisfied: graphviz<0.17.0,>=0.13.2 in /home/dechin/anaconda3/lib/python3.8/site-packages (from diagrams) (0.16)
Requirement already satisfied: jinja2<3.0,>=2.10 in /home/dechin/anaconda3/lib/python3.8/site-packages (from diagrams) (2.11.2)
Requirement already satisfied: MarkupSafe>=0.23 in /home/dechin/anaconda3/lib/python3.8/site-packages (from jinja2<3.0,>=2.10->diagrams) (1.1.1)
Installing collected packages: diagrams
Successfully installed diagrams-0.19.1

基础逻辑关系图

首先我们用diagrams来绘制一个最简单的逻辑关系图，从负载均衡到服务器节点，再到具体的数据库：

# example1.py

from diagrams import Diagram
from diagrams.aws.compute import EC2
from diagrams.aws.database import RDS
from diagrams.aws.network import ELB

with Diagram("Web Service", show=False):
    ELB("lb") >> EC2("web") >> RDS("userdb") # 箭头关系

在这个案例中我们使用了AWS提供的一些基础架构组件的标签，并且可以指定各个组件模块的名称。上述代码可以直接执行：python3 example1.py，然后会在当前目录下生成一个这样的架构图：

整体感觉还是比较精美的，只是如果使用专业工具如Visio等来画图的话，我们还可以直接对图片进行切割，操作起来会更加方便。

组件簇的定义

同样来自于官方文档中的示例，我们不仅可以定义单一的组件，还可以将概念中可以组成一个模块的多个组件组成一个耦合簇，在架构图中展现：

# example2.py

from diagrams import Diagram, Cluster
from diagrams.aws.compute import EC2
from diagrams.aws.database import RDS
from diagrams.aws.network import ELB

with Diagram("Web Service Cluster", show=False):
    with Cluster("DB Cluster"):
        db_master = RDS("master")
        db_master - [RDS("slave1"), RDS("slave2")] # 直线连接
    ELB("lb") >> EC2("web") >> db_master

运行方式也是通过python3 example2.py，同样的会在当前目录下生成一个这样的图像文件：

我们可以看到刚才定义的几个数据库组件，被统一的收纳到了一个数据库的耦合簇中。

总结概要

本文中通过python库diagrams展示了基础的架构图绘制的方法，库中提供了常用的AWS和k8S等场景下常用的组件标签，使得我们用python代码也可以绘制精美清晰的架构图。这里组件之间的连接和耦合关系，也可以通过简单的符号进行实现，这也得益于python中所特有的魔法函数。

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