React Java Cosmos DB 应用程序的端到端系统设计-java教程-PHP中文网

End-to-End System Design for a React Java Cosmos DB Application

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。

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。

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。

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

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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;

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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。

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

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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;

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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>

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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

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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

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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
}

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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。

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);
    }
}

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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;

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后端 Dockerfile：

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

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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。

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。

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。

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！