mxGraph使用经验总结

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mxGraph是一个支持多种语言（Java、JavaScript、PHP、.NET）的画图框架，所绘制的图形可以在主流浏览器以及原生应用上使用。
mxGraph官方资料全英文，网上有几篇mxGraph的教程，对于“入门”和“使用”讲解得比较详细。
所以这篇文章不是介绍如何画一个图形，写一个hello world，而是重点介绍学习mxGraph时觉得比较重要的、难以理解的或者容易被忽略的知识点。
需要读者对mxGraph的文档有一定的了解或者使用mxGraph。

mxGraph的使用场景

mxGraph的使用场景有4个：图形可视化、图形交互、图形布局、图形分析。

图形可视化

图形可视化是mxGraph的主打功能，这个很好理解，就是把一些抽象的概念用图形来表示，比如常见的流程图、思维导图、实体关系图等。
需要注意的是mxGraph所绘制的图主要是由“点”（也包括矩形、圆形这类基本形状）和“边”组成的，如果要用mxGraph来画蒙娜丽莎那就肯定是不合适的。
下图是官方提供的一张样图。
作者猜测实现方式是用世界地图作为背景图片，然后在此之上绘制点和线。
为了验证猜测，访问了官方示例提供的网站,发现是一张jpg图片，而且没有连线。
可能是后端生成导出的位图，或者源图片已经被网站替换了。

图形交互

mxGraph除了绘制图形之外还提供了丰富的编辑功能，比如拖拽、选择、复制、调整大小等。
mxGraph甚至还专门提供了一个API类用来支持在线编辑器。
关于这一块我没有使用~

图形布局

非常重要的一个功能，能自动排列图形元素。
mxGraph提供了多种布局方式，比如树形布局、栈式布局、圆形布局。
这一块后面重点介绍。

图形分析

支持图相关的算法分析，比如找出图中两个节点的最短路径。
关于这一块我没有使用~
不过我没有找到相关API，估计需要开发者自己实现相关算法。

小结

学习新技术或框架的时候首先需要弄清楚它是什么，能做什么。
如果和要实现的功能匹配再继续学习研究。

mxGraph的绘图方式

前端绘制图形有3种方式：

  1. HTML + CSS。
  2. canvas。
  3. svg。

HTML+ CSS

优点

  • 前端工程师最熟悉最常用的方式，开发起来非常简单。
  • 借助CSS3可以实现炫酷的动画效果。

缺点

  • 非常依赖浏览器环境，如果要迁移到原生应用上或者客户端就会比较麻烦。
  • HTML、CSS没有合适的模块机制，所以图形的复用也不方便。

canvas

canvas使用也比较广泛，比如百度的著名开源项目echarts就是通过canvas来绘制各种图形。

优点

  • 强大的API，可以实现复杂的图形和效果。
  • 渲染速度快，可以利用显卡加速。

缺点

  • 也非常依赖浏览器环境，而且低版本的浏览器不支持。
  • 代码逻辑比较复杂。
  • 不方便保存和导出。

svg

优点

  • 宽泛的运行环境。浏览器、绘图工具、编辑器里都可以正常显示。
  • 良好的可编辑性。svg可以在前端通过JavaScript修改，也可以通过后端语言修改，还可以让设计师通过软件修改。
  • 使用简单。svg是xml的语法，没有复杂的逻辑，全都是配置出来
  • 矢量图。相对于位图，无分辨率要求，缩放清晰。

缺点

  • 复杂图形渲染速度较慢。

小结

mxGraph默认绘制的是svg图形（看API文档和源码发现也支持canvas），所以支持后端语言进行预渲染，同时也支持保存和导出，转化为位图也非常方便。
理解了这一点，对我们了解mxGraph的功能特性，以及修改源代码都会有帮助。

mxGraph的核心概念cell

cell这个概念可以理解成为双向数据绑定中的数据模型，我们需要修改图形的时候，应该通过mxGraph提供的API来修改mxCell实例的属性，然后mxGraph的绘图函数来根据数据模型来修改视图。
mxGraph的其他很多概念都是以cell作为基础的：样式、布局、内容文本、事件、位置……

误区

  1. 前面提到mxGraph的图形分为两类：vertex（点）和edge（边），但实际上它们都属于mxCell类的实例，只是一些属性值不同而已。
  2. 官方文档提供的beginUpdate和endUpdate函数，写法上和数据库的事务提交很像，也有文章说是进行批量处理，实际上只是为了避免多次触发而合并了change事件而已，如果不使用这两个函数不会对绘图结果产生什么影响。至于回滚什么的那是想多了。

mxGraph的布局算法

不少开发者看到“算法”这个词就会犯怵，觉得很复杂、难以理解。
但其实mxGraph的布局算法并没有那么难以理解。

  • 所有的布局算法类都是“继承”自基类mxGraphLayout，自定义了一些属性，同时实现API函数execute，mxGraph在绘制图形的时候会调用这个函数。
  • 布局算法只涉及到vertex（点）的操作，当vertex（点）被调整之后，mxGraph会自动调整它们之间edge（边）的关系，或是显示隐藏或是弯曲。
  • 如果需要绘制大量的图形容易造成性能问题，不应该在算法中实现这。而可以借助mxGraph提供的几种默认方式实现：1.折叠/展开；2. 钻取/弹出；3.分层过滤显示

mxGraph的定制化

很多时候我们还需要对mxGraph绘制的图形进行定制化开发，主要为下面几点。

样式

mxGraph对样式的支持是非常不完善的。

  • 首先不支持使用css，。这样也就意味着无法使用样式继承，样式类这些特性了。
  • 修改的时候需要通过API函数，传入JSON对象。
  • mxGraph内部操作样式的时候并没有使用defs标签来声明样式类，而是直接修改标签的style、fill这些属性。这样会导致很多重复样式代码，同时不方便样式覆盖。

例如下面的代码是用来实现一个高亮样式的，如果支持CSS样式类，我们只需要写个高亮样式，增删类名即可。
但是mxgraph就比较麻烦，要写成对象，同时在取消高亮时要手动清除对应属性。

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var common_highlight = {}
common_highlight[mxConstants.STYLE_FONTSTYLE] = mxConstants.FONT_BOLD
var vertex_highlight = Object.assign({}, common_highlight)
vertex_highlight[mxConstants.STYLE_FILLCOLOR] = '#00ffff'
var edge_highlight = Object.assign({}, common_highlight)
edge_highlight[mxConstants.STYLE_STROKECOLOR] = '#00ffff'
if (hover) {
  if (!state.styleList) {
    if (state.cell.edge) {
      state.styleList = new mxStylesheetList(Object.assign({}, graph.getStylesheet().styles.defaultEdge, state.style));
    } else if (state.cell.vertex) {
      state.styleList = new mxStylesheetList(Object.assign({}, graph.getStylesheet().styles.defaultVertex,
        state.style));
    }
  }
  if (state.cell.vertex && state.cell.value) {
    state.styleList.add('highlight', vertex_highlight);
  }
  if (state.cell.edge) {
    state.styleList.add('highlight', edge_highlight);
  }
} else {
  state.styleList.remove('highlight');
}
state.style = state.styleList.get();
state.shape.apply(state);
state.shape.redraw();
if (state.text != null) {
  state.text.apply(state);
  state.text.redraw();
}

HTML元素

mxGraph一个强大之处是支持在svg中插入HTML元素，官方给出的examples中有个htmllabel.html实现了类似功能。
概括地说两步实现：

  1. 在创建点的时候插入一个 UserObject 对象声明，表明此处可以插入DOM元素。
  2. 重载 convertValueToString 函数，返回DOM元素。

相关代码如下：

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var obj = doc.createElement('UserObject');
obj.setAttribute('label', 'FASTQ files');
var v1 = graph.insertVertex(col[0], null, obj, 0, 0, width, height)
...
graph.convertValueToString = function (cell) {
  let div = document.createElement('div')
  ...
  return div;
}

边

mxGraph的边都是自动绘制的，API支持对边的样式修改，比如箭头、粗细等。
边绘制成折线的时候为两种形式，默认是通过贝塞尔曲线绘制成带圆角的折线，另一种是直角折线。
mxGraph内部并没有对这些边进行优化，如果布局不合理，交叉、穿过点的情况就会发生。
在开发中我对边的绘制方式进行了小小的修改，统一改为直接使用三次贝塞尔曲线连接，具体代码如下：

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// shap/mxShap.js
mxShape.prototype.addPoints = function(c, pts, rounded, arcSize, close, exclude, initialMove)
{
	if (pts != null && pts.length > 0)
	{
		initialMove = (initialMove != null) ? initialMove : true;
		var pe = pts[pts.length - 1];
		
		// Adds virtual waypoint in the center between start and end point
		if (close && rounded)
		{
			pts = pts.slice();
			var p0 = pts[0];
			var wp = new mxPoint(pe.x + (p0.x - pe.x) / 2, pe.y + (p0.y - pe.y) / 2);
			pts.splice(0, 0, wp);
		}
	
		var pt = pts[0];
		var i = 1;
	
		// Draws the line segments
		if (initialMove)
		{
			c.moveTo(pt.x, pt.y);
		}
		else
		{
			c.lineTo(pt.x, pt.y);
    }
    const midX = pt.x / 2 + pe.x / 2
    // 调用内置函数绘制三次贝塞尔曲线
    c.curveTo(midX, pt.y, midX, pe.y, pe.x, pe.y)
    // 忽略后面绘制折线的代码
    return;
    //...
  }

参考：

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