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🏗️ 系统架构

Build AI Template 采用现代化的微服务架构设计,前后端分离,支持水平扩展和高可用部署。

📐 整体架构图

🔧 技术栈详解

前端技术栈

⚛️ 核心框架

  • Next.js 15.3 - React 全栈框架,支持 SSR/SSG
  • React 19 - 最新的 React 版本,支持并发特性
  • TypeScript - 类型安全的 JavaScript 超集
  • App Router - Next.js 新一代路由系统

🎨 UI 和样式

  • Shadcn UI - 高质量的 React 组件库
  • Tailwind CSS - 原子化 CSS 框架
  • Radix UI - 无障碍的底层 UI 组件
  • Lucide React - 现代化图标库

🌍 国际化和状态

  • next-intl - Next.js 国际化解决方案
  • React Hooks - 状态管理和副作用处理
  • Context API - 全局状态共享
  • SWR - 数据获取和缓存(可选)

🛠️ 开发工具

  • pnpm - 高效的包管理器
  • ESLint - 代码质量检查
  • Prettier - 代码格式化
  • Turbopack - 快速的构建工具

后端技术栈

🐍 核心框架

  • FastAPI - 现代化的 Python Web 框架
  • Python 3.12 - 最新的 Python 版本
  • Pydantic v2 - 数据验证和序列化
  • Uvicorn - ASGI 服务器

🗄️ 数据库和 ORM

  • SQLModel - 类型安全的 ORM
  • PostgreSQL - 关系型数据库
  • Alembic - 数据库迁移工具
  • Redis - 内存数据库和缓存

🔐 认证和安全

  • JWT - JSON Web Token 认证
  • bcrypt - 密码哈希(如需要)
  • CORS - 跨域资源共享
  • Rate Limiting - 请求频率限制

🤖 AI 集成

  • OpenAI API - GPT 模型集成
  • httpx - 异步 HTTP 客户端
  • SSE - 服务器发送事件(流式响应)
  • 多平台适配 - 支持多种 AI 平台

🏛️ 架构设计原则

1. 分层架构

优势

  • 清晰的职责分离
  • 易于测试和维护
  • 支持独立演进

2. 微服务理念

虽然当前是单体应用,但架构设计支持未来拆分为微服务:

  • 用户服务:用户管理、认证授权
  • 对话服务:聊天功能、消息处理
  • AI 服务:AI 平台集成、模型调用
  • 管理服务:后台管理、数据统计

3. 事件驱动

使用事件驱动模式处理异步操作:

# 示例:用户注册事件 @event_handler("user.registered") async def on_user_registered(event: UserRegisteredEvent): # 发送欢迎邮件 await send_welcome_email(event.user_id) # 初始化用户配置 await init_user_settings(event.user_id)

🔄 数据流架构

1. 用户认证流程

2. AI 对话流程

3. 数据同步流程

📊 数据库设计

核心实体关系图

数据库表结构


🔌 API 设计

RESTful API 规范

GET /api/v1/users # 获取用户列表 POST /api/v1/users # 创建用户 GET /api/v1/users/{id} # 获取特定用户 PUT /api/v1/users/{id} # 更新用户信息 DELETE /api/v1/users/{id} # 删除用户 GET /api/v1/chats # 获取对话列表 POST /api/v1/chats # 创建新对话 GET /api/v1/chats/{id} # 获取对话详情 POST /api/v1/chats/{id}/messages # 发送消息

流式 API 设计

@router.post("/chats/{chat_id}/stream") async def stream_chat(chat_id: int, message: MessageCreate): """流式对话 API""" async def generate(): async for chunk in ai_service.stream_chat(chat_id, message): yield f"data: {json.dumps(chunk)}\n\n" return StreamingResponse(generate(), media_type="text/plain")

🔒 安全架构

1. 认证和授权

2. 数据安全

  • 传输加密:HTTPS/TLS 1.3
  • 存储加密:敏感数据加密存储
  • 访问控制:基于角色的权限控制(RBAC)
  • 审计日志:完整的操作日志记录

3. API 安全

  • 请求限流:防止 API 滥用
  • 输入验证:Pydantic 数据验证
  • SQL 注入防护:ORM 参数化查询
  • CORS 配置:跨域请求控制

📈 性能优化

1. 缓存策略

2. 数据库优化

  • 索引优化:关键字段建立索引
  • 查询优化:避免 N+1 查询问题
  • 连接池:数据库连接池管理
  • 读写分离:支持主从数据库(可选)

3. 前端优化

  • 代码分割:按路由分割 JavaScript 代码
  • 懒加载:组件和图片懒加载
  • 预加载:关键资源预加载
  • 压缩优化:Gzip/Brotli 压缩

🚀 部署架构

1. 容器化部署

version: '3.8' services: nginx: image: nginx:alpine ports: ["80:80", "443:443"] web: build: ./web environment: - NODE_ENV=production api: build: ./api environment: - ENV=production postgres: image: postgres:15 volumes: ["./data/postgres:/var/lib/postgresql/data"] redis: image: redis:7-alpine volumes: ["./data/redis:/data"]

2. 高可用部署

🔍 监控和日志

1. 应用监控

  • 性能监控:响应时间、吞吐量
  • 错误监控:异常捕获和告警
  • 资源监控:CPU、内存、磁盘使用
  • 业务监控:用户活跃度、对话统计

2. 日志系统

# 结构化日志示例 logger.info( "用户登录成功", extra={ "user_id": user.id, "email": user.email, "ip_address": request.client.host, "user_agent": request.headers.get("user-agent") } )

🔮 扩展性设计

1. 水平扩展

  • 无状态设计:API 服务无状态,支持水平扩展
  • 数据库分片:支持数据库水平分片
  • 缓存集群:Redis 集群部署
  • CDN 加速:静态资源 CDN 分发

2. 功能扩展

  • 插件系统:支持第三方插件开发
  • API 网关:统一 API 管理和路由
  • 消息队列:异步任务处理
  • 微服务拆分:按业务域拆分服务

📚 相关文档