React Java Cosmos DB 应用程序的端到端系统设计

在本指南中，我们将设计一个以 Cosmos DB 作为数据库的可扩展 React Java 应用程序。此设置非常适合需要高可扩展性、低延迟和多区域可用性的应用程序。我们将涵盖从架构到部署的所有内容，并将其分解为可操作的步骤。

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1.规划与需求分析

收集要求

• 前端需求：
  • 动态用户界面。
  • 实时更新。
  • 直观的导航。
• 后端需求：
  • 可扩展的 API。
  • 复杂的数据处理。
  • 安全的数据存储和处理。
• 数据库需求：
  • NoSQL 结构具有灵活性。
  • 为全球用户提供低延迟。
  • 事务操作的一致性级别。

技术栈

• 前端：带有 TypeScript 的 React.js（可选），用于状态管理的 Redux。
• 后端：带有 Spring Boot 的 Java。
• 数据库：Azure Cosmos DB。
• 通信：RESTful API。
• 部署：Docker Kubernetes。

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2.建筑设计

高层架构

• 前端：用于客户端渲染、API 消耗和动态 UI 的 React 应用程序。
• 后端：用于 RESTful API 开发的 Java Spring Boot。
• 数据库：用于高可用性和分区数据存储的 Cosmos DB。
• 通信：基于JSON的REST API，用于前端和后端之间的交互。

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3.前端开发

文件夹结构

组织 React 项目以实现可扩展性和可维护性：

src/
├── components/   # Reusable UI components
├── pages/        # Page-level components
├── hooks/        # Custom React hooks
├── context/      # Global state management using Context API
├── services/     # API calls
├── styles/       # CSS/SCSS files
├── App.js        # Root component
└── index.js      # Entry point

路由

使用react-router-dom进行导航：

import { BrowserRouter as Router, Routes, Route } from "react-router-dom";

function App() {
  return (
    <Router>
      <Routes>
        <Route path="/" element={<Home />} />
        <Route path="/users" element={<UserList />} />
      </Routes>
    </Router>
  );
}

export default App;

状态管理

选择 Redux 或 Context API:

• 将 Redux 用于需要集中状态管理的大型应用程序。
• 使用 Context API 来实现更简单的状态共享场景。

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4.后端开发

Spring 启动设置

使用 Maven 或 Gradle 设置 Spring Boot 应用程序。包含以下依赖项：

src/
├── components/   # Reusable UI components
├── pages/        # Page-level components
├── hooks/        # Custom React hooks
├── context/      # Global state management using Context API
├── services/     # API calls
├── styles/       # CSS/SCSS files
├── App.js        # Root component
└── index.js      # Entry point

项目结构

组织后端以实现可扩展性：

import { BrowserRouter as Router, Routes, Route } from "react-router-dom";

function App() {
  return (
    <Router>
      <Routes>
        <Route path="/" element={<Home />} />
        <Route path="/users" element={<UserList />} />
      </Routes>
    </Router>
  );
}

export default App;

Cosmos DB 配置

在application.properties中添加必要的配置：

<dependency>
    <groupId>com.azure.spring</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-azure-starter-data-cosmos</artifactId>
</dependency>

定义模型

使用注释将 Java 类映射到 Cosmos DB：

src/main/java/com/example/
├── controller/    # REST Controllers
├── service/       # Business logic
├── repository/    # Cosmos DB integration
├── model/         # Data models
└── application/   # Main application class

存储库

创建数据库操作的存储库接口：

spring.cloud.azure.cosmos.endpoint=<YOUR_COSMOS_DB_ENDPOINT>
spring.cloud.azure.cosmos.key=<YOUR_COSMOS_DB_KEY>
spring.cloud.azure.cosmos.database=<DATABASE_NAME>
spring.cloud.azure.cosmos.consistency-level=Session

服务

在服务类中实现业务逻辑：

@Container(containerName = "users")
public class User {
    @Id
    private String id;
    private String name;
    private String email;

    // Getters and setters
}

控制器

公开 API 以与数据库交互：

@Repository
public interface UserRepository extends CosmosRepository<User, String> {}

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5.数据库设计

Cosmos DB 功能

• 分区：使用像userId这样的独特字段来优化可扩展性。
• 一致性级别：
  • 在大多数情况下使用会话一致性。
  • 关键操作切换到强一致性。
• 索引：利用 Cosmos DB 的自动索引来优化查询。

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6.整合

连接前端与后端

在 React 应用中使用 Axios 或 Fetch：

@Service
public class UserService {
    @Autowired
    private UserRepository userRepository;

    public List<User> getAllUsers() {
        return userRepository.findAll();
    }

    public User createUser(User user) {
        return userRepository.save(user);
    }
}

在 React 中显示数据

@RestController
@RequestMapping("/api/users")
public class UserController {
    @Autowired
    private UserService userService;

    @GetMapping
    public List<User> getUsers() {
        return userService.getAllUsers();
    }

    @PostMapping
    public User createUser(@RequestBody User user) {
        return userService.createUser(user);
    }
}

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7.测试

前端测试

• 使用 Jest 和 React 测试库 进行单元测试。
• 为 API 调用编写集成测试。

后端测试

• 使用 JUnit 和 Mockito 进行单元测试。
• 使用嵌入式 Cosmos DB 测试数据库操作：

import axios from "axios";

const API_URL = "http://localhost:8080/api/users";

export const fetchUsers = async () => {
  const response = await axios.get(API_URL);
  return response.data;
};

export const createUser = async (user) => {
  const response = await axios.post(API_URL, user);
  return response.data;
};

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8.部署

使用 Docker 进行容器化

为前端和后端创建 Dockerfile：

• 前端 Dockerfile：

import React, { useState, useEffect } from "react";
import { fetchUsers, createUser } from "./services/userService";

function UserList() {
  const [users, setUsers] = useState([]);

  useEffect(() => {
    fetchUsers().then(setUsers);
  }, []);

  return (
    <div>
      <h1>User List</h1>
      <ul>
        {users.map((user) => (
          <li key={user.id}>{user.name}</li>
        ))}
      </ul>
    </div>
  );
}

export default UserList;

• 后端 Dockerfile：

  <dependency>
      <groupId>com.azure</groupId>
      <artifactId>cosmosdb-emulator</artifactId>
  </dependency>

与 Kubernetes 编排

使用 Kubernetes 清单部署服务：

• 为前端和后端定义部署和服务。
• 使用 ConfigMap 和 Secrets 来存储 Cosmos DB 凭据。

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9.可观察性

记录

• 使用Logback进行后端日志记录。
• 使用浏览器开发者工具进行前端调试。

监控

• 设置Prometheus和Grafana进行后端监控。
• 使用 Azure Monitor 获取 Cosmos DB 见解。

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10。最佳实践

• 使用环境变量存储敏感信息。
• 通过分页和过滤优化 API 调用。
• 遵循正确的错误处理实践。

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本指南确保 React Java Cosmos DB 应用程序的健壮且可扩展的设计。您可以调整此架构以适应特定的用例，确保项目的可维护性和性能。

以上是React Java Cosmos DB 应用程序的端到端系统设计的详细内容。更多信息请关注PHP中文网其他相关文章！