Javaのクラス図やコールグラフを自動生成する　～Doxygen～

この記事の目標

クラス図を自動生成できるツールDoxygenをご紹介します。過去に紹介したUMLDocletとの違いは、Doxygenはコールグラフを追加で出力することができることです。

Javaのクラス図を自動生成する　～UMLDoclet～

この記事の目標 ライブラリのプログラムを読んでみたい。そこでUMLのクラス図を自動生成して、プログラムの構造を視覚的に理解してみる。 UMLとは「統一モデリング言語(Uniformed Modeling Language)」を指す。簡単に言...

ottfoekst.com

2021.02.01

 

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手順

環境構築を簡単にするため、Docker上でDoxygenを実行します。具体的な手順は省略しますが、Dockerを使わずにDoxygenを利用することも可能です。

以下、Dockerのインストールは完了している前提で進めます。

 

作業用フォルダの作成

好きな場所に1つフォルダを作成してください。Docker上でDoxygenを実行するうえで、入出力フォルダとして使用します。

本記事では下記の場所にフォルダをつくります。以下、「作業用フォルダ」と呼びます。

C:\Users\[ユーザ名]\Desktop\doxygen

 

DoxygenのDockerイメージを作成する

Doxyfileをコピーする

下記GitHubリポジトリからDockerfileをダウンロードし、作業用フォルダ直下に配置します。

GitHub - aperfectcypher/docker-doxygen: doxygen +graphviz with svn and git.

doxygen +graphviz with svn and git. Contribute to aperfectcypher/docker-doxygen development by creating an account on Gi...

github.com

配置先： C:\Users\[ユーザ名]\Desktop\doxygen\Dockerfile

 

Dockerイメージをビルドする

コマンドプロンプトを開き、下記コマンドを実行します。

作業用フォルダに移動した後、カレントディレクトリにあるDockerfileを使って「docker-doxygen」という名前のDockerイメージを作成するコマンドです。

cd C:\Users\[ユーザ名]\Desktop\doxygen
docker build -t docker-doxygen .

docker build — Docker-docs-ja 24.0 ドキュメント

docs.docker.jp

 

Doxyfileの作成

Doxygenの設定ファイルであるDoxyfileを作成します。

Doxyfileの新規作成

下記コマンドを実行します。作業用フォルダ直下にデフォルトのDoxyfileが出力されます。

docker run --rm -v C:\Users\[ユーザ名]\Desktop\doxygen:/tmp/Doxygen ^
docker-doxygen doxygen -g /tmp/Doxygen/Doxyfile

出力先： C:\Users\[ユーザ名]\Desktop\doxygen\Doxyfile

 

「docker run ～ docker-doxygen」は先ほど作成したDockerイメージを起動するコマンド、

それに続く「doxygen -g /tmp/Doxygen/Doxyfile」はDoxyfileを作成するコマンドです。

Docker run リファレンス — Docker-docs-ja 24.0 ドキュメント

docs.docker.jp

Doxygen

Doxygen は、C++、C、Java、Objective-C、Python、IDL (Corba、Microsoft 風) 向けのドキュメンテーションシステムです。 PHP、C#、Dにもある程度対応しています。

www.doxygen.jp

 

Doxyfileの編集

Apache Commons CSVのクラス図やコールグラフを生成してみたいと思います。デフォルトのDoxyfileから下記の設定を変更します。

• Doxyfileのエンコード　※修正不要な場合もあります

DOXYFILE_ENCODING = SJIS  # 元々はUTF-8

• プロジェクト名

PROJECT_NAME           = "Apache Commons CSV"  # 元々は空

• 出力先フォルダ

OUTPUT_DIRECTORY = /tmp/Doxygen/result/  # 元々は空

• 出力言語

OUTPUT_LANGUAGE        = Japanese  # 元々はEnglish

• 全ファイルからクラス図やコールグラフを生成する

EXTRACT_ALL            = YES  # 元々はNO

• 全メソッドからクラス図やコールグラフを生成する

EXTRACT_PRIVATE        = YES  # 元々はNO

EXTRACT_PACKAGE        = YES  # 元々はNO

EXTRACT_STATIC         = YES  # 元々はNO

• クラス図やコールグラフを生成するソースコードのフォルダ

INPUT                  = /tmp/Doxygen/commons-csv/src/main/  # 元々は空

• 入力ファイルのエンコード　※修正不要な場合もあります

INPUT_ENCODING         = SJIS  # 元々はUTF-8

• ソースコードのフォルダのサブフォルダからも読み込む

RECURSIVE              = YES  # 元々はNO

• LaTeXのファイルを出力するか

GENERATE_LATEX         = NO  # 元々はYES

• dotを使用可能にする　※クラス図やコールグラフの描画に必要

HAVE_DOT               = YES  # 元々はNO

• UMLの見た目にする

UML_LOOK               = YES  # 元々はNO

• コールグラフを出力する

CALL_GRAPH             = YES  # 元々はNO

CALLER_GRAPH           = YES  # 元々はNO

• dotのパス

DOT_PATH               = /usr/bin/dot  # 元々は空

• コールグラフの呼び出し階層数

MAX_DOT_GRAPH_DEPTH    = 2  # 元々は0(無制限)

 

Doxygenの実行

クラス図やコールグラフを生成するソースコードを配置

下記GitHubリポジトリからApache Commons CSVのコードをダウンロードし、作業用フォルダの直下に配置します。

GitHub - apache/commons-csv: Apache Commons CSV

Apache Commons CSV. Contribute to apache/commons-csv development by creating an account on GitHub.

github.com

配置先： C:\Users\[ユーザ名]\Desktop\doxygen\commons-csv

 

Doxygenの実行

下記のコマンドを実行します。

docker run --rm -v C:\Users\[ユーザ名]\Desktop\doxygen:/tmp/Doxygen ^
docker-doxygen doxygen /tmp/Doxygen/Doxyfile

出力先： C:\Users\[ユーザ名]\Desktop\doxygen\result　※Doxyfileで指定

 

「docker run ～ docker-doxygen」は先ほど作成したDockerイメージを起動するコマンド、

それに続く「doxygen /tmp/Doxygen/Doxyfile」はdoxygenでクラス図やコールグラフを生成するコマンドです。

 

実行結果

下記ファイルをブラウザで開くと、トップページが開きます。

C:\Users\[ユーザ名]\Desktop\doxygen\result\html\index.html

リンクを辿ってCSVFormatクラスのページを開くと、下記のようなクラス図が表示されます。

Doxygenでは、UMLDocletで生成していたパッケージ単位のクラス図は生成できないようです。

拡大画像

 

CSVFormat#printRecordメソッドを見ると、コールグラフが表示されます。DoxyfileのMAX_DOT_GRAPH_DEPTHを2に設定したので、呼び出し階層2回分のグラフになっています。

拡大画像

 

まとめ

Doxygenを使ってクラス図やコールグラフを出力する方法を紹介しました。

パッケージ単位のクラス図が欲しい場合はUMLDoclet、コールグラフが欲しい場合はDoxygenといった使い分けができそうです。