PlantUML画时序图，真香！

引言

大家好，我是老三，最近在做系统设计的时候，发现要画不少时序图，以前我用的最顺手的工具是draw.io，后来也尝试了语雀自带的画图工具，感觉画画简单的图还行，但是复杂一点的，就比较吃力了。

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哎，这条线怎么又歪了？布局怎么又乱了？这个条怎么又对不齐了？……手忙脚乱才画好一张图，这时候我就想，有没有其它更专业的画图工具呢？大部分同事都在用Visio，辉哥给我推荐了PlantUML，说非常好用！这时候旁边来了一句—— “他就是装比！”

 还有这样的事？那我不能让他一个人都装了。

最开始看下官方文档，发现PlantUML类似MarkDown，似乎需要一点学习成本，简单用了一下，曲线还是挺平缓的，上手相当快！推荐大家也用一下试试。

一、什么是PlantUML？

PlantUML是一个多功能组件，可快速、直接地创建图表。用户可以使用简单直观的语言起草各种图表。

PlantUML是一个开源工具，它允许我们用简单的文本描述来创建UML图，包括序列图、用例图、类图、对象图、活动图、组件图、部署图、状态图，以及我们今天要讲的时序图。

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除了UML图之外，PlantUML 还支持一系列其他图表，例如JSON数据、YAML数据、EBNF图表、架构图等等。PlantUML的一大优势，是图表完全用文本代码描述，这就意味着它可以作为文档嵌入到源代码中，也非常方便版本控制和多人协作，不管是迭代设计、文档编写、系统建模，PlantUML都能胜任。

二、快速入门

PlantUML插件

为了便捷地使用PlantUML，许多流行的IDE和代码编辑器提供了集成PlantUML的插件，如Visual Studio Code、IntelliJ IDEA、Eclipse等。插件提供了实时预览、语法高亮和图表导出等功能，能帮助我们更快捷，更高效地画图，整体上IDEA的插件用起来体验最好，但是IDEA大家懂的，太占内存了，VS Code相对而言，用起来就会轻量很多。

• IntelliJ IDEA：比如 "PlantUML integration" 可以让我们直接在 IDE 中查看和编辑 PlantUML 图表

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• PlantUML integration

插件使用效果

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• VS Code：https://marketplace.visualstudio.com/items?itemName=jebbs.plantuml

插件市场：

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• 插件使用效果：

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Hello World!

我们先来看个最简单的例子，通过-> 、-->和 :就可以在参与者之间传递消息，不用明确声明参与者。

@startuml
老张 -> 老王 : 老王，你好啊
老王--> 老张: 老张，你好啊

老张 -> 老王: 最近有空一起喝茶
老张 Bob: Authentication Request
Bob->Alice: Authentication Response
Bob->L: Log transaction
@enduml

上颜色的参与者

消息传递

在不同参与者之间，通过箭头+:来表示消息传递。

• 同步消息：

A -> B: 同步消息文本

同步消息

• 异步消息：由发送者A指向接收者B，表示A发送后不需要等待B立即处理。

A ->> B: 异步消息文本

异步消息

• 返回消息：通常从接收者返回到发送者，标识一个回应。

A A: 自调用

• 自调用

生命线（Lifeline）与激活条（Activation Bar）

在时序图中，生命线表示对象在一段时间内的活动状态，也就是从参与者往下延伸的那条虚线。激活条用来表示参与者或对象在处理某个任务期间的活动状态，是生命线的一部分，矩形条形式出现。

• 生命线的激活与撤销：可以用下面这些关键字来控制生命线的激活与撤销

activate: 显示参与者的活动状态开始

deactivate: 指示参与者的活动状态结束。

destroy: 用于表示参与者的生命线终结，通常表示对象生命周期的结束。

@startuml
participant User
User -> A: DoWork
activate A
A -> B: >
activate B
B -> C: DoWork
activate C
C --> B: WorkDone
destroy C
B --> A: RequestCreated
deactivate B
A -> User: Done
deactivate A
@enduml

生命线的激活与撤销

• 生命线的嵌套与颜色：我们还可以使用嵌套激活条来表示内部调用，并可以给生命线添加颜色。

@startuml
participant User
User -> A: DoWork
activate A #FFBBBB
A -> A: Internal call
activate A #DarkSalmon
A -> B: >
activate B
B --> A: RequestCreated
deactivate B
deactivate A
A -> User: Done
deactivate A
@enduml

生命线的嵌套与颜色

• 自动激活：在发送消息时自动显示激活条。

A->B++: 激活B并发送消息

自动激活

• 自动去激活：在接收回应时自动隐藏激活条。

A->B++: 激活B并发送消息
A  B: 消息
...
end group

分组

• 替代（Alt/Else）：表示基于条件的替代执行流程。

alt 条件1
A -> B: 满足条件1的消息
else 条件2
A -> B: 满足条件2的消息
end

替代

注释

注释用于添加说明性文本。

• 可以用note left of，note right of或note over来控制注释相对节点的位置，还可以通过修改背景色来高亮显示注释。

@startuml
participant Alice
participant Bob
note left of Alice #aqua
This is displayed
left of Alice.
end note

note right of Alice: This is displayed right of Alice.

note over Alice: This is displayed over Alice.

note over Alice, Bob #FFAAAA: This is displayed\n over Bob and Alice.

note over Bob, Alice
This is yet another
example of
a long note.
end note
@enduml

注释

颜色

Choosing colors在 PlantUML 中，我们可以对时序图的各个元素自定义颜色，比如参与者（actors）、对象（objects）、激活条（activation bars)等，来让我们的时序图更加美观。在声明元素时，可以直接指定颜色，格式为#颜色代码。颜色代码可以是不同的形式：

• 直接指定颜色：颜色代码可以是一个十六进制颜色值，也可以是预定义的颜色名称。

@startuml
actor 用户  #Green
participant 参与者  #B4A7E5

用户-[#red]>参与者:消息
activate 参与者 #Blue

@enduml

直接指定颜色

• 使用 skinparam 设置颜色：除了直接为特定元素指定颜色外，还可以使用 skinparam 全局设置时序图中的颜色。用这种方式更改元素的默认颜色比较方便：

@startuml
skinparam ActorBorderColor #DarkOrange
skinparam ParticipantBackgroundColor #SkyBlue

actor 用户
participant 参与者
@enduml

使用 skinparam 设置颜色

当使用 skinparam 时，我们可以设置许多不同属性的颜色，如边框颜色（BorderColor）、背景颜色（BackgroundColor）、字体颜色（FontColor）和激活条颜色（SequenceGroupBodyBackgroundColor）。更多语法可以直接查看官方文档：顺序图的语法和功能，目前这些内容，已经足够我们常见的时序图需求了。

四、完整实例

我们接下来看一个稍微完整一点的例子，在这个例子中，我们的需求，是要在原本的登录的基础上，引入Google登录。

@startuml
skinparam ParticipantBackgroundColor #DeepSkyBlue

actor 用户 as c  #DeepSkyBlue
participant "客户端" as client
participant "服务网关" as ga
participant "用户服务" as user
database "数据库" as DB  #DeepSkyBlue
participant "Google服务" as google  #LightCoral

activate c #DeepSkyBlue
activate client #DeepSkyBlue

c->client:用户登录

group#LightCoral #LightCoral Google登录客户端流程
  client -> google : 请求Google OAuth登录
            activate google #DeepSkyBlue
            google-->client:登录url
            client->google:跳转登录页
            google -> google : 用户登录
            google --> client : Google登录Token
            deactivate google
end

|||

client -> ga : 登录请求
note right#LightCoral:新增登录方式，三方登录请求实体
activate ga #DeepSkyBlue
ga ->user:请求转发
activate user #DeepSkyBlue


alt#DeepSkyBlue 常规登录
    user -> DB : 查询用户信息
    activate DB #DeepSkyBlue
    DB -> user : 用户信息
    deactivate DB
    user->user:登录密码校验

|||
else Google登录
    group#LightCoral #LightCoral Google登录服务端流程
          user->google:验证token
          activate google #DeepSkyBlue
          google-->user:用户信息
          deactivate google
          user->user:存储或更新用户信息
    end group
end


user-->ga:登录结果
deactivate user
ga -> client : 响应
deactivate ga
alt#DeepSkyBlue 成功
        client -> c : 登录成功
else 失败
        client -> c : 登录失败
end
deactivate client
|||
@enduml

登录时序图

五、总结

PlantUML使用起来整体上还是非常舒服的，对我而言，这几个特点让我爱不释手：

• 提供了类似MarkDown的所见即所得的使用体验，免去调整图形之扰
• PlantUML本质是文本，可以进行版本控制，多人协同
• 语雀支持文本画图的功能，可以嵌入PlantUML文本，支持在语雀文档里直接修改