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# 🏗️ 2025 年最佳 Gin Web 架构完整实施计划
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## 📋 项目概述
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构建一个基于 Clean Architecture + DDD 的高性能、模块化 Gin Web 应用架构，支持快速开发、易维护、高扩展性。
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## 🎯 架构目标
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- ✅ **高度解耦**: 清晰的分层架构，依赖倒置
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- ✅ **模块化**: 支持模块间快速复制和一键接入
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- ✅ **高性能**: 优化的并发处理和自动缓存策略
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- ✅ **易测试**: 完整的单元测试和集成测试
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- ✅ **易维护**: 标准化的代码结构和文档
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- ✅ **可扩展**: 支持微服务演进
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- ✅ **生产就绪**: 完整的安全、监控、容错机制
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## 📁 完整项目目录结构
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```
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tyapi-server-gin/
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├── cmd/
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│ └── api/
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│ └── main.go # 应用程序入口
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├── internal/
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│ ├── config/ # 全局配置
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│ │ ├── config.go # 配置结构体
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│ │ ├── database.go # 数据库配置
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│ │ ├── server.go # 服务器配置
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│ │ └── loader.go # 配置加载器
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│ ├── container/ # 依赖注入容器
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│ │ ├── container.go # FX容器
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│ │ ├── providers.go # 全局依赖提供者
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│ │ └── module_registry.go # 模块注册器
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│ ├── shared/ # 共享基础设施
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│ │ ├── database/
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│ │ │ ├── connection.go # 数据库连接
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│ │ │ ├── base_repository.go # 通用仓储基类
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│ │ │ └── pool_manager.go # 连接池管理器
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│ │ ├── cache/
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│ │ │ ├── redis.go # Redis缓存实现
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│ │ │ ├── cache_wrapper.go # 查询缓存包装器
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│ │ │ └── cache_manager.go # 缓存管理器
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│ │ ├── logger/
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│ │ │ └── logger.go # 结构化日志
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│ │ ├── middleware/ # 共享中间件
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│ │ │ ├── auth.go # 简单认证
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│ │ │ ├── cors.go # 跨域处理
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│ │ │ ├── logger.go # 日志中间件
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│ │ │ ├── recovery.go # 异常恢复
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│ │ │ └── security.go # 安全中间件栈
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│ │ ├── events/ # 事件总线
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│ │ │ ├── event_bus.go
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│ │ │ └── event_handler.go
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│ │ ├── saga/ # 分布式事务
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│ │ │ ├── saga.go
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│ │ │ └── saga_executor.go
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│ │ ├── metrics/ # 指标收集
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│ │ │ ├── simple_metrics.go
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│ │ │ └── business_metrics.go
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│ │ ├── tracing/ # 链路追踪
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│ │ │ └── simple_tracer.go
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│ │ ├── resilience/ # 容错机制
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│ │ │ ├── circuit_breaker.go
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│ │ │ └── retry.go
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│ │ ├── hooks/ # 钩子系统
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│ │ │ └── hook_system.go
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│ │ ├── health/ # 健康检查
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│ │ │ └── health_checker.go
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│ │ └── interfaces/
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│ │ └── module.go # 模块接口定义
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│ └── domains/ # 业务域
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│ ├── user/ # 用户域
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│ │ ├── entities/
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│ │ │ ├── user.go
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│ │ │ ├── profile.go
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│ │ │ └── auth_token.go
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│ │ ├── repositories/
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│ │ │ ├── user_repository.go # 接口
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│ │ │ └── user_repository_impl.go # 实现
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│ │ ├── services/
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│ │ │ ├── user_service.go # 接口
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│ │ │ ├── user_service_impl.go # 实现
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│ │ │ └── auth_service.go
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│ │ ├── dto/
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│ │ │ ├── user_dto.go
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│ │ │ └── auth_dto.go
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│ │ ├── handlers/
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│ │ │ ├── user_handler.go
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│ │ │ └── auth_handler.go
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│ │ ├── routes/
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│ │ │ └── user_routes.go
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│ │ ├── validators/
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│ │ │ └── user_validator.go
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│ │ ├── migrations/
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│ │ │ └── 001_create_users_table.sql
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│ │ ├── events/
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│ │ │ └── user_events.go
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│ │ └── module.go # 模块定义
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│ ├── product/ # 产品域
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│ │ ├── entities/
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│ │ │ ├── product.go
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│ │ │ ├── category.go
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│ │ │ └── inventory.go
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│ │ ├── repositories/
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│ │ │ ├── product_repository.go
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│ │ │ ├── product_repository_impl.go
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│ │ │ └── category_repository.go
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│ │ ├── services/
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│ │ │ ├── product_service.go
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│ │ │ ├── product_service_impl.go
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│ │ │ └── inventory_service.go
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│ │ ├── dto/
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│ │ │ ├── product_dto.go
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│ │ │ └── inventory_dto.go
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│ │ ├── handlers/
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│ │ │ ├── product_handler.go
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│ │ │ └── category_handler.go
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│ │ ├── routes/
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│ │ │ └── product_routes.go
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│ │ ├── validators/
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│ │ │ └── product_validator.go
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│ │ ├── migrations/
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│ │ │ └── 002_create_products_table.sql
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│ │ ├── events/
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│ │ │ └── product_events.go
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│ │ └── module.go
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│ ├── finance/ # 财务域
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│ │ ├── entities/
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│ │ │ ├── order.go
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│ │ │ ├── payment.go
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│ │ │ └── invoice.go
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│ │ ├── repositories/
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│ │ │ ├── order_repository.go
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│ │ │ ├── order_repository_impl.go
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│ │ │ └── payment_repository.go
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│ │ ├── services/
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│ │ │ ├── order_service.go
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│ │ │ ├── order_service_impl.go
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||
│ │ │ └── payment_service.go
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│ │ ├── dto/
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||
│ │ │ ├── order_dto.go
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│ │ │ └── payment_dto.go
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│ │ ├── handlers/
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│ │ │ ├── order_handler.go
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│ │ │ └── payment_handler.go
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│ │ ├── routes/
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│ │ │ └── finance_routes.go
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│ │ ├── validators/
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│ │ │ └── order_validator.go
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│ │ ├── migrations/
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│ │ │ └── 003_create_orders_table.sql
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│ │ ├── events/
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│ │ │ └── finance_events.go
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│ │ └── module.go
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│ └── analytics/ # 数据业务域
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│ ├── entities/
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│ │ ├── report.go
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│ │ ├── metric.go
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│ │ └── dashboard.go
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│ ├── repositories/
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│ │ ├── analytics_repository.go
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│ │ └── analytics_repository_impl.go
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│ ├── services/
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│ │ ├── analytics_service.go
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│ │ ├── analytics_service_impl.go
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│ │ └── report_service.go
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│ ├── dto/
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│ │ ├── report_dto.go
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│ │ └── metric_dto.go
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│ ├── handlers/
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│ │ ├── analytics_handler.go
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│ │ └── report_handler.go
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│ ├── routes/
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│ │ └── analytics_routes.go
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│ ├── validators/
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│ │ └── report_validator.go
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│ ├── migrations/
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│ │ └── 004_create_analytics_table.sql
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│ ├── events/
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│ │ └── analytics_events.go
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│ └── module.go
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├── pkg/ # 公共工具包
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│ ├── utils/
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│ │ ├── converter.go # 类型转换
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│ │ ├── validator.go # 验证工具
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│ │ └── response.go # 响应工具
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│ ├── constants/
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│ │ ├── errors.go # 错误常量
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│ │ └── status.go # 状态常量
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│ └── errors/
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│ └── errors.go # 自定义错误
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├── scripts/ # 脚本工具
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│ ├── generate-domain.sh # 域生成器
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│ ├── generate-module.sh # 模块生成器
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│ ├── register-module.sh # 模块注册器
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│ ├── build.sh # 构建脚本
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│ └── migrate.sh # 数据库迁移脚本
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├── deployments/ # 部署配置
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│ ├── docker/
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│ │ ├── Dockerfile # 多阶段构建
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│ │ └── docker-compose.yml # 生产环境
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│ └── docker-compose.dev.yml # 开发环境
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├── docs/ # 文档
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│ ├── DEVELOPMENT.md # 开发指南
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│ ├── DEPLOYMENT.md # 部署指南
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│ └── API.md # API使用说明
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├── test/ # 测试
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│ ├── integration/ # 集成测试
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│ └── fixtures/ # 测试数据
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├── .env.example # 环境变量示例
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├── .gitignore
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├── Makefile # 构建命令
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├── go.mod
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└── go.sum
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## 🔧 技术栈选择
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### 核心框架
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- **Web 框架**: Gin v1.10+
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- **ORM**: GORM v2 (支持泛型)
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- **依赖注入**: Uber FX
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- **配置管理**: Viper
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- **验证**: go-playground/validator v10
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### 数据存储
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- **主数据库**: PostgreSQL 15+
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- **缓存**: Redis 7+ (自动缓存数据库查询)
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### 监控和日志
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- **日志**: Zap + OpenTelemetry
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- **指标收集**: 简化的业务指标系统
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- **链路追踪**: 轻量级请求追踪
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- **健康检查**: 数据库和 Redis 状态监控
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### 开发工具
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- **代码生成**: Wire (可选)
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- **测试**: Testify + Testcontainers
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- **Linting**: golangci-lint
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## 📅 分步骤实施计划
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### 🚀 阶段 1: 基础架构搭建 (预计 2-3 小时)
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#### Step 1.1: 项目初始化
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- [ ] 初始化 Go 模块
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- [ ] 创建基础目录结构
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- [ ] 配置.gitignore 和基础文件
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- [ ] 安装核心依赖
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#### Step 1.2: 配置系统
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- [ ] 实现配置加载器 (Viper)
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- [ ] 创建环境变量管理
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- [ ] 设置不同环境配置 (dev/staging/prod)
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#### Step 1.3: 日志系统
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- [ ] 集成 Zap 日志库
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- [ ] 配置结构化日志
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- [ ] 实现日志中间件
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#### Step 1.4: 数据库连接
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- [ ] 配置 PostgreSQL 连接
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- [ ] 实现连接池管理
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- [ ] 集成 GORM
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- [ ] 创建数据库迁移机制
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### 🏗️ 阶段 2: 架构核心层 (预计 3-4 小时)
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#### Step 2.1: 领域层设计
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- [ ] 定义基础实体接口
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- [ ] 创建用户实体示例
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- [ ] 实现仓储接口定义
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- [ ] 设计业务服务接口
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#### Step 2.2: 基础设施层
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- [ ] 实现通用仓储基类 (支持自动缓存)
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- [ ] 创建缓存包装器和管理器
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- [ ] 创建用户仓储实现 (集成缓存)
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- [ ] 集成 Redis 缓存
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- [ ] 实现监控指标收集
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#### Step 2.3: 应用层
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- [ ] 定义 DTO 结构
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- [ ] 实现业务服务
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- [ ] 创建用例处理器
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- [ ] 实现数据转换器
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#### Step 2.4: 依赖注入
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- [ ] 配置 FX 容器
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- [ ] 实现依赖提供者
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- [ ] 创建模块注册机制
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### 🌐 阶段 3: Web 层实现 (预计 2-3 小时)
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#### Step 3.1: HTTP 层基础
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- [ ] 创建 Gin 路由器
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- [ ] 实现基础中间件 (CORS, Recovery, Logger)
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- [ ] 配置路由组织结构
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#### Step 3.2: 处理器实现
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- [ ] 实现用户 CRUD 处理器
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- [ ] 创建健康检查处理器
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- [ ] 实现统一响应格式
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- [ ] 添加请求验证
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#### Step 3.3: 中间件系统
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- [ ] 实现简单认证中间件
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- [ ] 创建限流中间件
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- [ ] 添加请求 ID 追踪
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- [ ] 实现错误处理中间件
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- [ ] 集成安全头中间件
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### 🔧 阶段 4: 高级特性实现 (预计 3-4 小时)
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#### Step 4.1: 自动缓存系统
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- [ ] 实现缓存包装器
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- [ ] 集成查询结果自动缓存
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- [ ] 实现智能缓存失效策略
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- [ ] 添加缓存穿透防护
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#### Step 4.2: 跨域事务处理
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- [ ] 实现 Saga 模式事务协调器
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- [ ] 创建事件驱动架构
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- [ ] 实现补偿机制
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- [ ] 添加视图聚合模式
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#### Step 4.3: 可观测性
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- [ ] 集成简单指标收集
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- [ ] 实现链路追踪
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- [ ] 添加业务指标监控
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- [ ] 创建性能监控面板
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#### Step 4.4: 容错机制
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- [ ] 实现简化熔断器
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- [ ] 添加智能重试机制
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- [ ] 集成钩子系统
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- [ ] 实现优雅降级
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### 🚀 阶段 5: 部署和工具 (预计 2-3 小时)
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#### Step 5.1: 容器化 (Docker Compose)
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- [ ] 创建多阶段 Dockerfile
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- [ ] 配置生产环境 docker-compose.yml
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- [ ] 配置开发环境 docker-compose.dev.yml
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- [ ] 集成 PostgreSQL 和 Redis 容器
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- [ ] 实现健康检查
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- [ ] 配置数据卷持久化
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#### Step 5.2: 开发工具
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- [ ] 创建 Makefile 命令
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- [ ] 实现模块生成器脚本
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- [ ] 配置代码质量检查
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- [ ] 创建数据库迁移脚本
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#### Step 5.3: 生产就绪
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- [ ] 实现优雅关闭
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- [ ] 配置信号处理
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- [ ] 添加安全性增强
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- [ ] 创建监控和告警
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## 🔄 自动缓存架构设计
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### 缓存包装器实现
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```go
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// 缓存包装器接口
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||
type CacheableRepository[T any] interface {
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||
GetWithCache(ctx context.Context, key string, finder func() (*T, error)) (*T, error)
|
||
ListWithCache(ctx context.Context, key string, finder func() ([]*T, error)) ([]*T, error)
|
||
InvalidateCache(ctx context.Context, pattern string) error
|
||
}
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||
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||
// 自动缓存的仓储实现
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||
type UserRepository struct {
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||
db *gorm.DB
|
||
cache cache.Manager
|
||
}
|
||
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||
func (r *UserRepository) GetByID(ctx context.Context, id uint) (*User, error) {
|
||
cacheKey := fmt.Sprintf("user:id:%d", id)
|
||
return r.cache.GetWithCache(ctx, cacheKey, func() (*User, error) {
|
||
var user User
|
||
err := r.db.First(&user, id).Error
|
||
return &user, err
|
||
})
|
||
}
|
||
```
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||
### 缓存策略
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||
- **自动查询缓存**: 数据库查询结果自动缓存
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- **智能缓存失效**: 基于数据变更的缓存失效
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- **多级缓存架构**: 内存 + Redis 组合
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||
- **缓存穿透防护**: 空结果缓存和布隆过滤器
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||
- **缓存预热**: 启动时预加载热点数据
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||
## 🔄 跨域事务处理
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||
### Saga 模式实现
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||
```go
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||
// Saga事务协调器
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type Saga struct {
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||
ID string
|
||
Steps []SagaStep
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||
Data interface{}
|
||
Status SagaStatus
|
||
executor SagaExecutor
|
||
}
|
||
|
||
type SagaStep struct {
|
||
Name string
|
||
Action func(ctx context.Context, data interface{}) error
|
||
Compensate func(ctx context.Context, data interface{}) error
|
||
}
|
||
```
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||
|
||
### 跨域查询处理
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||
|
||
#### 视图聚合模式
|
||
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```go
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||
// OrderView 订单视图聚合
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||
type OrderView struct {
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||
// 订单基本信息 (来自finance域)
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||
OrderID uint `json:"order_id"`
|
||
Amount float64 `json:"amount"`
|
||
Status string `json:"status"`
|
||
CreatedAt time.Time `json:"created_at"`
|
||
|
||
// 用户信息 (来自user域)
|
||
UserID uint `json:"user_id"`
|
||
UserName string `json:"user_name"`
|
||
UserEmail string `json:"user_email"`
|
||
|
||
// 产品信息 (来自product域)
|
||
ProductID uint `json:"product_id"`
|
||
ProductName string `json:"product_name"`
|
||
ProductPrice float64 `json:"product_price"`
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
## 🔄 模块化特性
|
||
|
||
### 快速添加新模块
|
||
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||
```bash
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||
# 使用脚本快速生成新模块
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||
make add-domain name=inventory
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||
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# 自动生成：
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||
# - 完整的目录结构和代码模板
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||
# - 自动缓存支持的仓储层
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# - 标准化的API接口
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# - 依赖注入自动配置
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# - 路由自动注册
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||
# 立即可用的API：
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||
# GET /api/v1/inventorys
|
||
# POST /api/v1/inventorys
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||
# GET /api/v1/inventorys/:id
|
||
# PUT /api/v1/inventorys/:id
|
||
# DELETE /api/v1/inventorys/:id
|
||
# GET /api/v1/inventorys/search
|
||
```
|
||
|
||
### 模块间解耦
|
||
|
||
- 通过接口定义模块边界
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||
- 使用事件驱动通信
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||
- 独立的数据模型
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||
- 可插拔的模块系统
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||
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## 🐳 Docker Compose 部署架构
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||
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||
### 生产环境配置
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||
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||
```yaml
|
||
# docker-compose.yml
|
||
version: "3.8"
|
||
services:
|
||
api:
|
||
build: .
|
||
ports:
|
||
- "8080:8080"
|
||
environment:
|
||
- ENV=production
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||
- DB_HOST=postgres
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||
- REDIS_HOST=redis
|
||
depends_on:
|
||
- postgres
|
||
- redis
|
||
|
||
postgres:
|
||
image: postgres:15-alpine
|
||
environment:
|
||
POSTGRES_DB: tyapi
|
||
POSTGRES_USER: tyapi
|
||
POSTGRES_PASSWORD: ${DB_PASSWORD}
|
||
volumes:
|
||
- postgres_data:/var/lib/postgresql/data
|
||
ports:
|
||
- "5432:5432"
|
||
|
||
redis:
|
||
image: redis:7-alpine
|
||
volumes:
|
||
- redis_data:/data
|
||
ports:
|
||
- "6379:6379"
|
||
|
||
volumes:
|
||
postgres_data:
|
||
redis_data:
|
||
```
|
||
|
||
### 多阶段 Dockerfile
|
||
|
||
```dockerfile
|
||
# Build stage
|
||
FROM golang:1.23.4-alpine AS builder
|
||
WORKDIR /app
|
||
COPY go.mod go.sum ./
|
||
RUN go mod download
|
||
COPY . .
|
||
RUN CGO_ENABLED=0 GOOS=linux go build -o main cmd/api/main.go
|
||
|
||
# Development stage
|
||
FROM golang:1.23.4-alpine AS development
|
||
WORKDIR /app
|
||
COPY go.mod go.sum ./
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RUN go mod download
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CMD ["go", "run", "cmd/api/main.go"]
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# Production stage
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FROM alpine:latest AS production
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RUN apk --no-cache add ca-certificates
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WORKDIR /root/
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COPY --from=builder /app/main .
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CMD ["./main"]
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```
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## 🛡️ 安全和监控特性
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### 轻量安全中间件栈
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```go
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// SecurityMiddleware 安全中间件集合
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type SecurityMiddleware struct {
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jwtSecret string
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rateLimiter *rate.Limiter
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trustedIPs map[string]bool
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}
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// Chain 安全中间件链
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func (s *SecurityMiddleware) Chain() []gin.HandlerFunc {
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return []gin.HandlerFunc{
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s.RateLimit(),
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s.SecurityHeaders(),
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s.IPWhitelist(),
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s.RequestID(),
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}
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}
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```
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### 简化的可观测性
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```go
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// SimpleMetrics 简化的指标收集器
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type SimpleMetrics struct {
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counters map[string]int64
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gauges map[string]float64
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mu sync.RWMutex
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}
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// BusinessMetrics 业务指标
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type BusinessMetrics struct {
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metrics *SimpleMetrics
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}
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func (b *BusinessMetrics) RecordOrderCreated(amount float64) {
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b.metrics.IncCounter("orders.created.count", 1)
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b.metrics.IncCounter("orders.created.amount", int64(amount*100))
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}
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```
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### 容错机制
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```go
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// SimpleCircuitBreaker 简化的熔断器
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type SimpleCircuitBreaker struct {
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maxFailures int
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resetTimeout time.Duration
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state CircuitState
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}
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// SimpleRetry 智能重试机制
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func SimpleRetry(ctx context.Context, config RetryConfig, fn func() error) error {
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// 指数退避重试实现
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}
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```
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### 健康检查
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```go
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// HealthChecker 健康检查器
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type HealthChecker struct {
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db *gorm.DB
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redis *redis.Client
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}
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type HealthStatus struct {
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Status string `json:"status"`
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Timestamp time.Time `json:"timestamp"`
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Checks map[string]CheckResult `json:"checks"`
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}
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```
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## 📊 性能优化策略
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### 数据库优化
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- 连接池动态调优
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- 查询结果自动缓存
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- 索引策略优化
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- 批量操作优化
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### 缓存策略
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- **自动查询缓存**: 透明的查询结果缓存
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- **智能失效**: 数据变更时自动清理相关缓存
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- **多级架构**: L1(内存) + L2(Redis) 缓存
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- **穿透防护**: 空值缓存和布隆过滤器
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### 并发优化
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- Goroutine 池管理
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- Context 超时控制
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- 异步任务处理
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- 批量数据加载
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## 🔌 扩展性设计
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### 钩子系统
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```go
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// SimpleHookSystem 简化的钩子系统
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type SimpleHookSystem struct {
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hooks map[string][]HookFunc
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}
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// 使用示例
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hookSystem.Register("user.created", func(ctx context.Context, data interface{}) error {
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user := data.(*entities.User)
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return sendWelcomeEmail(user.Email)
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})
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```
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### 事件驱动架构
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```go
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// 跨域事件通信
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type UserCreatedEvent struct {
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UserID uint `json:"user_id"`
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Email string `json:"email"`
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CreatedAt time.Time `json:"created_at"`
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}
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// 产品域监听用户创建事件
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func (s *ProductService) OnUserCreated(event UserCreatedEvent) error {
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return s.CreateUserRecommendations(event.UserID)
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}
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```
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## 🛠️ 开发工具
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### Makefile 快速命令
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```makefile
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# 添加新的业务域
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add-domain:
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@./scripts/generate-domain.sh $(name)
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@./scripts/register-module.sh $(name)
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# 开发环境运行
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run-dev:
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@go run cmd/api/main.go
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# Docker开发环境
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docker-dev:
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@docker-compose -f docker-compose.dev.yml up -d
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# 数据库迁移
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migrate:
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@go run cmd/migrate/main.go
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```
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### 域生成器脚本
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```bash
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#!/bin/bash
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# scripts/generate-domain.sh
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# 自动生成：
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# - 实体定义和表结构
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# - 仓储接口和实现(支持自动缓存)
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# - 业务服务层
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# - HTTP处理器
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# - DTO和验证器
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# - 路由注册
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# - 模块定义和依赖注入
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```
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## 🎯 预期收益
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1. **开发效率**: 模块生成器将新功能开发时间减少 70%
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2. **代码质量**: 统一的架构模式和代码规范
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3. **维护性**: 清晰的分层和依赖关系
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4. **可测试性**: 依赖注入支持 100%的单元测试覆盖
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5. **性能**: 自动缓存和并发优化策略
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6. **扩展性**: 支持平滑的微服务演进
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7. **稳定性**: 完整的容错和监控机制
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8. **安全性**: 轻量但完备的安全防护
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## ✅ 架构特色总结
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### 🎯 核心优势
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1. **自动缓存系统**:
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- 数据库查询自动缓存，性能提升显著
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- 智能缓存失效策略
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- 多级缓存架构(内存 + Redis)
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2. **模块化设计**:
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- Clean Architecture + DDD 设计
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- 5 分钟快速生成完整业务域
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- 依赖注入容器(Uber FX)
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3. **跨域事务处理**:
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- Saga 模式处理分布式事务
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- 视图聚合解决跨域查询
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- 事件驱动架构
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4. **Docker Compose 部署**:
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- 开发和生产环境分离
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- 多阶段构建优化
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- 数据持久化和网络隔离
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5. **生产就绪特性**:
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- 轻量安全中间件栈
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- 简化的可观测性
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- 容错和稳定性保障
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- 健康检查和监控
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### 📋 技术决策
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✅ **数据库**: PostgreSQL 15+ 主库 + Redis 7+ 缓存
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✅ **缓存策略**: 自动查询缓存 + 智能失效
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✅ **部署方式**: Docker Compose(生产/开发分离)
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✅ **开发工具**: 移除热重载，保留核心工具
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✅ **认证方案**: 简化 JWT 认证，无复杂 RBAC
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✅ **测试策略**: 手动编写，无自动生成
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✅ **文档方案**: 手动维护，无自动 API 文档
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## 🚀 开始实施
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架构设计已完成！总预计实施时间：**12-15 小时**，分 5 个阶段完成。
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### 实施顺序：
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1. **基础架构搭建** (2-3 小时)
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2. **架构核心层** (3-4 小时)
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3. **Web 层实现** (2-3 小时)
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4. **高级特性** (3-4 小时)
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5. **部署和工具** (2-3 小时)
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### 关键特性：
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- 🚀 **5 分钟生成新业务域** - 完整的模块化开发
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- ⚡ **自动缓存系统** - 透明的性能优化
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- 🔄 **跨域事务处理** - 企业级数据一致性
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- 🐳 **容器化部署** - 生产就绪的部署方案
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- 🛡️ **安全和监控** - 轻量但完备的保障体系
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**准备好开始实施了吗？** 🎯
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