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   1 #+TITLE: JavaInspect - Utility to visualize java software
   2
   3 -----
   4 - [[http://www2.svjatoslav.eu/gitweb/?p=javainspect.git;a=snapshot;h=HEAD;sf=tgz][download latest snapshot]]
   5
   6 - This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   7   it under the terms of version 3 of the [[https://www.gnu.org/licenses/lgpl.html][GNU Lesser General Public
   8   License]] or later as published by the Free Software Foundation.
   9
  10 - Program author:
  11   - Svjatoslav Agejenko
  12   - Homepage: http://svjatoslav.eu
  13   - Email: mailto://svjatoslav@svjatoslav.eu
  14
  15 - [[http://www.svjatoslav.eu/programs.jsp][other applications hosted at svjatoslav.eu]]
  16
  17 * (document settings) :noexport:
  18 ** use dark style for TWBS-HTML exporter
  19 #+HTML_HEAD: <link href="https://bootswatch.com/4/darkly/bootstrap.min.css" rel="stylesheet">
  20 #+HTML_HEAD: <script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/jquery/1.11.2/jquery.min.js"></script>
  21 #+HTML_HEAD: <script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/twitter-bootstrap/3.3.1/js/bootstrap.min.js"></script>"
  22 #+HTML_HEAD: <style type="text/css">
  23 #+HTML_HEAD:   footer {background-color: #111 !important;}
  24 #+HTML_HEAD:   pre {background-color: #111; color: #ccc;}
  25 #+HTML_HEAD: </style>
  26
  27 * General
  28 Goal: simplify/speed up understanding the computer program code by
  29 automatically visualizing its structure.
  30
  31 JavaInspect is a Java library that primarily uses Java reflection to
  32 discover and visualize any part of Java program provided that
  33 classes to be visualised are available in the classpath.
  34
  35 JavaInspect currently has no GUI, configuration files, embedded
  36 scripting support, direct Maven or Ant integration. The only way to
  37 instuct Javainspect what to do is by using its Java API.
  38
  39 To get JavaInspect into same classpath with your projecs I so far came
  40 up with 2 solutions:
  41
  42 1. Add JavaInspect library in your project as a dependency.
  43 2. Create new Java project for the purpose visualizing your other
  44    projects and include JavaInspect and your projecs binary artifacts
  45    (Jar's) into new project classpath. Built binary Jar's (with no
  46    source code) are sufficient because JavaInspect operates via
  47    reflection.
  48
  49 After discovering application structure and optionally filtering out
  50 unimportant parts, JavaInspect produces GraphViz dot file that
  51 describes data to be visualized. Then launches GraphViz to generate
  52 bitmap graph in PNG format. By default on your Desktop directory.
  53
  54 Note: GraphViz is developed and tested so far only on GNU/Linux.
  55
  56 * Example graphs
  57 + A very simple example:
  58
  59     [[file:example.png][file:example.resized.png]]
  60
  61     Graph legend:
  62
  63     file:legend.png
  64
  65 + Example visualization of [[http://www2.svjatoslav.eu/gitbrowse/sixth-3d/doc/][Sixth 3D]] project: [[http://www2.svjatoslav.eu/gitbrowse/sixth-3d/doc/codeGraph/][architecture graphs]].
  66
  67 * Usage
  68 Currently the only way to control JavaInspect is by using Java
  69 API. Simple Java based control/configuration code needs to be written
  70 for each project. I usually put such code into directories devoted for
  71 JUnit tests. Because it needs not to be compiled/embedded into final
  72 product or project artifact I'm just willing to visualize.
  73
  74 Control code in general does the following:
  75 1. Create graph object.
  76 2. Java reflection/classloaders does not provide mechanism for
  77    discovering all classes under given package. Therefore you need to
  78    declare at least some classes to be added to the graph by:
  79    + Manually adding individual classes to the graph.
  80    + and/or: Let GraphViz recursively scan and parse specified
  81      directories with Java source code files to discover class names.
  82    + For every class added to the graph, GraphViz will recursively
  83      inspect it and add all referecned classes to the graph as well.
  84 3. Graphs easilly get very big and complex so optionally we filter
  85    important code using classname wildcards patterns based blacklist
  86    and/or whitelist.
  87 4. Optionally we can tune some rendering parameters like:
  88    + Possibility to remove orphaned classes (classes with no
  89      references) from the graph.
  90    + Specify target directory for generated visualization
  91      files. (Default is user desktop directory)
  92    + Keep intermediate GraphViz dot file for later inspection.
  93 5. Render graph.
  94
  95
  96 ** example 1: individually picked objects
  97 This example demonstrates generating of class graph from hand picked
  98 classes and visualizing GraphViz itself.
  99
 100 #+BEGIN_SRC java
 101
 102 // Create graph
 103 final ClassGraph graph = new ClassGraph();
 104
 105 // Add some random object to the graph. GraphViz will detect Class from
 106 // the object.
 107 graph.add(graph);
 108
 109 // Also add some random class to the graph.
 110 graph.add(Utils.class);
 111
 112 // Keep intermediary GraphViz DOT file for reference.
 113 graph.setKeepDotFile(true);
 114
 115 // Produce bitmap image titled "JavaInspect.png" to the user Desktop
 116 // directory
 117 graph.generateGraph("JavaInspect");
 118
 119 #+END_SRC
 120
 121 Note: if desired, more compact version of the above:
 122 #+BEGIN_SRC java
 123 new ClassGraph().add(randomObject, RandomClass.class)
 124                 .setKeepDotFile(true).generateGraph("JavaInspect");
 125 #+END_SRC
 126
 127
 128 Result:
 129     - Generated DOT file: [[file:JavaInspect.dot][JavaInspect.dot]]
 130     - Generated PNG image: [[file:JavaInspect.png][JavaInspect.png]]
 131
 132 ** example 2: scan java code, apply filters
 133 #+BEGIN_SRC java
 134 // Create graph
 135 final ClassGraph graph = new ClassGraph();
 136
 137 // Recursively scan current directory for Java source code and attempt
 138 // to detect class names from there to be added to the graph.
 139 graph.addProject(".");
 140
 141 // Blacklist example classes from being shown on the graph
 142 graph.blacklistClassPattern("eu.svjatoslav.inspector.java.structure.example.*");
 143
 144 // do not show single classes with no relationships on the graph
 145 graph.hideOrphanedClasses();
 146
 147 // Produce bitmap image titled "JavaInspect full project.png" to the
 148 // user Desktop directory.
 149 graph.generateGraph("JavaInspect full project");
 150 #+END_SRC
 151 Result:
 152     - Generated PNG image: [[file:JavaInspect%20full%20project.png][JavaInspect full project.png]]
 153
 154 ** example 3: GraphViz embedded in another project
 155 1. Download project Sixth [[http://www2.svjatoslav.eu/gitweb/?p=sixth.git;a=snapshot;h=HEAD;sf=tgz][code snapshot]].
 156 2. Inspect and run *DataGraph.java*.
 157
 158 * Embedding JavaInspect in your Maven project
 159
 160 Declare JavaInspect as dependency:
 161 #+BEGIN_SRC xml
 162 <dependencies>
 163     ...
 164     <dependency>
 165         <groupId>eu.svjatoslav</groupId>
 166         <artifactId>javainspect</artifactId>
 167         <version>1.6</version>
 168     </dependency>
 169     ...
 170 </dependencies>
 171 #+END_SRC
 172
 173
 174 Add Maven repository to retrieve artifact from:
 175 #+BEGIN_SRC xml
 176 <repositories>
 177     ...
 178     <repository>
 179         <id>svjatoslav.eu</id>
 180         <name>Svjatoslav repository</name>
 181         <url>http://www2.svjatoslav.eu/maven/</url>
 182     </repository>
 183     ...
 184 </repositories>
 185 #+END_SRC
 186
 187 * Requirements
 188 [[http://www.graphviz.org/][GraphViz]] - shall be installed on the computer.
 189
 190 On Ubuntu/Debian use:
 191 #+BEGIN_SRC sh
 192 sudo apt-get install graphviz
 193 #+END_SRC
 194 * TO DO
 195 - BUG: Should not hide references if there are too many of them to classes if
 196   referring classes are not visible anyway because of blacklist/whitelist rules.
 197   Basically reference counting should exclude not visible classes.
 198 - FEATURE: replace internal java parser with: https://javaparser.org/
 199 - FEATURE: integarte with [[http://plantuml.com/class-diagram][PlantUML]].
 200 - FEATURE: add dark theme
 201 - FEATURE: sort Class fields by alphabet
 202 - FEATURE: visualize also concrete field values so it could be used as
 203   ultra cool runtime logging framework
 204 - FEATURE: possibility to visualize structure and data from JVM
 205   snapshot
 206 - FEATURE: possibility to attach to remote process to visualize
 207   data/structure using JVM debug port and mechanism.
 208 - FEATURE: possibility to attach to JVM using JVM agent
 209 - FEATURE: possibility to script javainspect behavior
 210 - FEATURE: possibility to select classes/fields/values to be
 211   visualized in SQL like syntax
 212 - FEATURE: configurable maven plugin to generate graphs as part of the
 213   project build/release process