本文最后更新于 2025-01-15,

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Magic Cake Workshop 系统架构设计文档

文档说明

本文档描述了Magic Cake Workshop系统的整体架构设计,包括系统架构、业务流程、数据流转、安全架构等各个方面。

文档目的

  • 明确系统整体架构和技术选型
  • 规范系统设计和开发标准
  • 指导系统实施和运维管理
  • 便于系统维护和扩展

适用范围

  • 系统架构师
  • 开发工程师
  • 运维工程师
  • 项目管理人员

系统概述

Magic Cake Workshop是一个专业的蛋糕定制电商平台,提供3D建模设计、社区分享、智能推荐、在线下单等功能。系统采用微服务架构,支持高并发、高可用、高扩展的业务需求。

目录

  1. 整体架构图
  2. 业务流程图
  3. 服务交互时序图
  4. 数据流转图
  5. 安全架构图
  6. 部署架构图
  7. 监控系统架构图
  8. 系统目标和功能图
  9. 输入输出矩阵图
  10. 外部系统集成图
  11. 硬件资源规划图
  12. 运维管理架构图
  13. RBAC权限模型图
  14. 社区3D模型选购流程图
  15. 智能推荐系统架构图
  16. 社区模型交互流程图
  17. 模型权限管理图
  18. 系统性能指标
  19. 容灾备份方案

1. 整体架构图

flowchart TB
    subgraph 客户端层
        Web[Web客户端]
        App[移动端App]
        Mini[小程序]
        Web --- App --- Mini
    end
    subgraph 接入层
        CDN[CDN]
        Gateway[API Gateway]
        LB[负载均衡]
        CDN --- Gateway --- LB
    end
    subgraph 应用层
        User[用户服务]
        Design[设计服务]
        Order[订单服务]
        Merchant[商户服务]
        Recommend[推荐服务]
        Search[搜索服务]
        Community[社区服务]
        Content[内容服务]
        
        User --- Design --- Order --- Merchant
        Recommend --- Search --- Community --- Content
    end
    subgraph 中间件层
        MQ[消息队列<br>RabbitMQ/Kafka]
        Registry[服务注册发现<br>Consul/Nacos]
        Config[配置中心<br>Nacos]
        Cache[分布式缓存<br>Redis]
        
        MQ --- Registry --- Config --- Cache
    end
    subgraph 数据存储层
        MySQL[(MySQL<br>关系型数据库)]
        Mongo[(MongoDB<br>文档数据库)]
        Redis[(Redis<br>缓存)]
        ES[(Elasticsearch<br>搜索引擎)]
        
        MySQL --- Mongo --- Redis --- ES
    end
    subgraph 基础设施层
        K8S[Kubernetes]
        Docker[Docker]
        Monitor[监控告警<br>Prometheus/Grafana]
        Log[日志系统<br>ELK Stack]
        
        K8S --- Docker --- Monitor --- Log
    end
    客户端层 --> 接入层
    接入层 --> 应用层
    应用层 --> 中间件层
    中间件层 --> 数据存储层
    数据存储层 --> 基础设施层

2. 业务流程图

graph LR
    %% 用户入口
    A[游客] --> B1[浏览社区]
    A --> B2[注册/登录]
    B2 --> B1
    
    %% 社区浏览
    B1 --> C1[查看3D模型]
    B1 --> C2[浏览社区动态]
    C2 --> C3[点赞/收藏/评论]
    
    %% 模型处理
    C1 --> D1{是否付费模型}
    D1 -->|免费| E1[直接复刻]
    D1 -->|付费| E2[购买模型]
    E2 --> E1
    
    %% 个人模型库
    E1 --> F[个人模型库]
    F --> F1[编辑模型]
    F --> F2[分享模型]
    F --> F3[发布到社区]
    F3 --> F4{是否收费}
    F4 -->|是| F5[设置价格]
    F4 -->|否| F6[免费分享]
    
    %% 下单流程
    F --> G1[智能推荐商家]
    G1 --> G2[查看商家详情]
    G2 --> G3[查看商家评价]
    G3 --> H1[选择商家]
    H1 --> H2[确认定制需求]
    H2 --> H3[选择配送方式]
    H3 --> H4[使用优惠券]
    H4 --> H5[支付订单]
    
    %% 订单后续
    H5 --> I1[订单跟踪]
    I1 --> I2[确认收货]
    I2 --> I3[评价订单]
    I3 --> I4[分享体验]
    
    %% 样式设置
    style A fill:#f9f,stroke:#333,stroke-width:2px
    style B1 fill:#bbf,stroke:#333,stroke-width:2px
    style B2 fill:#bbf,stroke:#333,stroke-width:2px
    style C1 fill:#bfb,stroke:#333,stroke-width:2px
    style C2 fill:#bfb,stroke:#333,stroke-width:2px
    style C3 fill:#bfb,stroke:#333,stroke-width:2px
    style D1 fill:#fbf,stroke:#333,stroke-width:2px
    style E1 fill:#bfb,stroke:#333,stroke-width:2px
    style E2 fill:#fbb,stroke:#333,stroke-width:2px
    style F fill:#bbf,stroke:#333,stroke-width:2px
    style F1 fill:#bfb,stroke:#333,stroke-width:2px
    style F2 fill:#bfb,stroke:#333,stroke-width:2px
    style F3 fill:#bfb,stroke:#333,stroke-width:2px
    style F4 fill:#fbf,stroke:#333,stroke-width:2px
    style F5 fill:#fbb,stroke:#333,stroke-width:2px
    style F6 fill:#bfb,stroke:#333,stroke-width:2px
    style G1 fill:#fbf,stroke:#333,stroke-width:2px
    style G2 fill:#bbf,stroke:#333,stroke-width:2px
    style G3 fill:#bbf,stroke:#333,stroke-width:2px
    style H1 fill:#bfb,stroke:#333,stroke-width:2px
    style H2 fill:#bfb,stroke:#333,stroke-width:2px
    style H3 fill:#bfb,stroke:#333,stroke-width:2px
    style H4 fill:#bfb,stroke:#333,stroke-width:2px
    style H5 fill:#fbb,stroke:#333,stroke-width:2px
    style I1 fill:#bbf,stroke:#333,stroke-width:2px
    style I2 fill:#bbf,stroke:#333,stroke-width:2px
    style I3 fill:#bfb,stroke:#333,stroke-width:2px
    style I4 fill:#bfb,stroke:#333,stroke-width:2px

3. 服务交互时序图

sequenceDiagram
    participant U as 用户
    participant D as 设计服务
    participant O as 订单服务
    participant P as 支付服务
    
    U->>D: 1. 创建设计
    D->>D: 2. 保存设计
    U->>O: 3. 创建订单
    O->>P: 4. 发起支付
    P-->>O: 5. 支付结果
    O-->>U: 6. 订单确认

4. 数据流转图

graph TB
    subgraph 数据采集
        A1[业务数据] --> B1[数据采集服务]
        A2[日志数据] --> B1
        A3[监控数据] --> B1
    end
    
    subgraph 数据处理
        B1 --> C1[实时处理]
        B1 --> C2[离线计算]
    end
    
    subgraph 数据存储
        C1 --> D1[实时数据库]
        C2 --> D2[数据仓库]
    end
    
    style A1 fill:#f9f
    style A2 fill:#bbf
    style A3 fill:#bfb

5. 安全架构图

graph TB
    subgraph 安全防护层
        WAF[WAF防火墙]
        DDOS[DDoS防护]
        SSL[SSL证书]
        Audit[安全审计]
        
        WAF --- DDOS --- SSL --- Audit
    end
    
    subgraph 认证授权层
        JWT[JWT认证]
        OAuth[OAuth2.0]
        RBAC[RBAC权限]
        SSO[SSO单点登录]
        
        JWT --- OAuth --- RBAC --- SSO
    end
    
    subgraph 数据安全层
        Encrypt[数据加密]
        Mask[数据脱敏]
        Backup[数据备份]
        Access[访问控制]
        
        Encrypt --- Mask --- Backup --- Access
    end
    
    安全防护层 --> 认证授权层
    认证授权层 --> 数据安全层
    
    style WAF fill:#f96
    style JWT fill:#9f6
    style Encrypt fill:#69f

6. 部署架构图

graph TB
    subgraph 生产环境
        LB[负载均衡器]
        C1[应用集群1]
        C2[应用集群2]
        DB1[(主数据库)]
        DB2[(从数据库)]
        
        LB --> C1 & C2
        C1 & C2 --> DB1
        DB1 --> DB2
    end
    
    subgraph 灾备环境
        BC[备用集群]
        BDB[(备用数据库)]
        
        BC --> BDB
    end
    
    生产环境 -.-> 灾备环境
    
    style LB fill:#bbf
    style DB1 fill:#bfb
    style BDB fill:#fbf

7. 监控系统架构图

graph TB
    subgraph 数据采集层
        M1[业务监控]
        M2[性能监控]
        M3[日志监控]
        M4[链路追踪]
        
        M1 & M2 & M3 & M4
    end
    
    subgraph 数据处理层
        P1[日志聚合]
        P2[指标计算]
        P3[告警规则]
        P4[数据分析]
        
        P1 & P2 & P3 & P4
    end
    
    subgraph 可视化层
        V1[监控大盘]
        V2[告警通知]
        V3[报表统计]
        V4[趋势分析]
        
        V1 & V2 & V3 & V4
    end
    
    数据采集层 --> 数据处理层
    数据处理层 --> 可视化层
    
    style M1 fill:#f96
    style P1 fill:#9f6
    style V1 fill:#69f

8. 系统目标和功能图

mindmap
    root((Magic Cake Workshop))
        设计目标
            提供专业的蛋糕定制服务
            建立高效的商家管理体系
            打造活跃的用户社区
        功能期望
            设计功能
                3D建模精准度99%
                渲染速度<2s
                支持多人协作
            订单管理
                下单转化率>30%
                支付成功率>99.9%
            用户体验
                页面加载<3s
                操作响应<1s
        质量要求
            系统可用性>99.99%
            数据安全性
            性能稳定性

9. 输入输出矩阵图

graph TB
    subgraph 输入源
        I1[用户输入]
        I2[传感器数据]
        I3[外部系统]
        I4[管理员配置]
    end

    subgraph 处理过程
        P1[数据验证]
        P2[业务处理]
        P3[数据转换]
    end

    subgraph 输出结果
        O1[页面展示]
        O2[数据报表]
        O3[接口响应]
        O4[消息通知]
    end

    I1 & I2 & I3 & I4 --> P1
    P1 --> P2 --> P3
    P3 --> O1 & O2 & O3 & O4

    style I1 fill:#f9f
    style P1 fill:#bbf
    style O1 fill:#bfb

10. 外部系统集成图

graph LR
    subgraph 支付系统
        P1[支付宝]
        P2[微信支付]
        P3[银联]
    end

    subgraph 物流系统
        L1[顺丰]
        L2[中通]
        L3[圆通]
    end

    subgraph 第三方服务
        S1[短信服务]
        S2[邮件服务]
        S3[对象存储]
    end

    Magic[Magic Cake Workshop] --> P1 & P2 & P3
    Magic --> L1 & L2 & L3
    Magic --> S1 & S2 & S3

    style Magic fill:#f96

11. 硬件资源规划图

graph TB
    subgraph 计算资源
        C1[应用服务器]
        C2[数据库服务器]
        C3[缓存服务器]
        C4[搜索服务器]
    end

    subgraph 网络资源
        N1[负载均衡器]
        N2[防火墙]
        N3[交换机]
        N4[路由器]
    end

    subgraph 存储资源
        S1[块存储]
        S2[对象存储]
        S3[文件存储]
        S4[备份存储]
    end

    C1 & C2 & C3 & C4 --> N1 --> N2 --> N3 --> N4
    N4 --> S1 & S2 & S3 & S4

12. 运维管理架构图

graph TB
    subgraph 运维角色
        R1[系统管理员]
        R2[安全管理员]
        R3[运维工程师]
        R4[监控人员]
    end

    subgraph 管理职责
        D1[资源管理]
        D2[安全管理]
        D3[监控告警]
        D4[变更管理]
    end

    subgraph 运维工具
        T1[运维平台]
        T2[监控系统]
        T3[CMDB]
        T4[工单系统]
    end

    R1 & R2 & R3 & R4 --> D1 & D2 & D3 & D4
    D1 & D2 & D3 & D4 --> T1 & T2 & T3 & T4

    style R1 fill:#f9f
    style D1 fill:#bbf
    style T1 fill:#bfb

13. RBAC权限模型图

graph TB
    subgraph 用户管理
        U1[超级管理员]
        U2[运营管理员]
        U3[商家管理员]
        U4[普通用户]
    end

    subgraph 角色定义
        R1[系统管理]
        R2[内容管理]
        R3[订单管理]
        R4[用户管理]
    end

    subgraph 权限控制
        P1[读取权限]
        P2[写入权限]
        P3[执行权限]
        P4[管理权限]
    end

    U1 --> R1 & R2 & R3 & R4
    U2 --> R2 & R3 & R4
    U3 --> R3
    U4 --> P1
    
    R1 & R2 & R3 & R4 --> P1 & P2 & P3 & P4

    style U1 fill:#f96
    style R1 fill:#9f6
    style P1 fill:#69f

14. 社区3D模型选购流程图

graph LR
    subgraph 社区浏览
        A1[浏览社区] --> A2[查看3D模型]
        A2 --> A3[模型详情]
        A3 --> A4[收藏/分享]
    end

    subgraph 商家匹配
        B1[智能推荐商家]
        B2[查看商家评分]
        B3[商家接单能力]
        B4[商家距离排序]
        A3 --> B1 & B2 & B3 & B4
    end

    subgraph 下单流程
        C1[选择商家]
        C2[确认定制需求]
        C3[协商价格]
        C4[支付订单]
        B1 & B2 & B3 & B4 --> C1
        C1 --> C2 --> C3 --> C4
    end

    style A1 fill:#f9f
    style B1 fill:#bbf
    style C1 fill:#bfb

15. 智能推荐系统架构图

graph TB
    subgraph 数据采集层
        D1[用户行为数据]
        D2[商家评分数据]
        D3[订单完成数据]
        D4[地理位置数据]
    end

    subgraph 特征工程
        F1[用户画像特征]
        F2[商家画像特征]
        F3[时间特征]
        F4[地理特征]
        D1 & D2 & D3 & D4 --> F1 & F2 & F3 & F4
    end

    subgraph 推荐算法
        R1[协同过滤]
        R2[内容推荐]
        R3[实时排序]
        R4[多目标优化]
        F1 & F2 & F3 & F4 --> R1 & R2 & R3 & R4
    end

    subgraph 业务规则
        B1[商家接单量控制]
        B2[配送范围限制]
        B3[商家评分过滤]
        B4[价格区间匹配]
        R1 & R2 & R3 & R4 --> B1 & B2 & B3 & B4
    end

    subgraph 推荐结果
        O1[商家列表]
        O2[匹配度评分]
        O3[预计配送时间]
        O4[参考价格区间]
        B1 & B2 & B3 & B4 --> O1 & O2 & O3 & O4
    end

    style D1 fill:#f96
    style F1 fill:#9f6
    style R1 fill:#69f
    style B1 fill:#f9f
    style O1 fill:#bfb

16. 社区模型交互流程图

sequenceDiagram
    participant G as 游客
    participant U as 用户
    participant C as 社区服务
    participant M as 模型服务
    participant P as 支付服务
    participant O as 订单服务
    
    G->>C: 1. 浏览社区
    G->>C: 2. 查看模型详情
    G-->>U: 3. 注册/登录
    
    U->>C: 4. 查看模型详情
    C->>C: 5. 检查模型权限
    
    alt 免费模型
        U->>M: 6a. 直接复刻到个人库
        M-->>U: 7a. 复刻成功
    else 付费模型
        U->>P: 6b. 发起模型购买
        P-->>U: 7b. 支付结果
        U->>M: 8b. 复刻到个人库
        M-->>U: 9b. 复刻成功
    end
    
    U->>O: 10. 选择商家下单
    O-->>U: 11. 订单确认

17. 模型权限管理图

graph TB
    subgraph 模型分类
        M1[免费模型]
        M2[付费模型]
        M3[私有模型]
    end
    
    subgraph 权限控制
        P1[浏览权限]
        P2[复刻权限]
        P3[编辑权限]
        P4[分享权限]
    end
    
    subgraph 用户角色
        U1[游客]
        U2[注册用户]
        U3[模型创建者]
        U4[模型购买者]
    end
    
    M1 --> P1 & P2
    M2 --> P1
    M3 --> P3 & P4
    
    U1 --> P1
    U2 --> P1
    U3 --> P1 & P2 & P3 & P4
    U4 --> P1 & P2
    
    style M1 fill:#f9f
    style P1 fill:#bbf
    style U1 fill:#bfb

18. 系统性能指标

mindmap
    root((系统性能指标))
        响应时间
            页面加载 < 3s
            接口响应 < 1s
            3D渲染 < 2s
        并发能力
            日活用户 > 100万
            峰值QPS > 5000
            订单处理 > 100/s
        可用性指标
            系统可用性 > 99.99%
            数据可用性 > 99.999%
            故障恢复 < 10min
        资源利用
            CPU利用率 < 70%
            内存使用率 < 80%
            存储空间 < 85%

19. 容灾备份方案

graph TB
    subgraph 数据备份
        B1[实时同步]
        B2[增量备份]
        B3[全量备份]
        B4[归档备份]
    end
    
    subgraph 灾备策略
        D1[同城双活]
        D2[异地灾备]
        D3[多机房部署]
        D4[负载均衡]
    end
    
    subgraph 恢复机制
        R1[自动故障转移]
        R2[数据一致性校验]
        R3[服务降级策略]
        R4[快速恢复流程]
    end
    
    B1 & B2 & B3 & B4 --> D1 & D2 & D3 & D4
    D1 & D2 & D3 & D4 --> R1 & R2 & R3 & R4
    
    style B1 fill:#f96
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系统规格说明

技术栈选型

  1. 前端技术栈

    • 框架:React
    • UI组件:Ant Design
    • 3D引擎:Three.js
    • 状态管理:Redux
  2. 后端技术栈

    • 语言:Golang
    • 框架:Go-Zero
    • 通信:gRPC + GraphQL
    • 消息队列:RabbitMQ/Kafka
  3. 数据存储

    • 关系型:MySQL
    • 文档型:MongoDB
    • 缓存:Redis
    • 搜索:Elasticsearch
  4. 运维技术

    • 容器:Docker + Kubernetes
    • 监控:Prometheus + Grafana
    • 日志:ELK Stack
    • CI/CD:Gitee

系统限制

  1. 业务限制

    • 单个模型最大尺寸:100MB
    • 每日上传模型数:50个
    • 订单处理时效:24小时
  2. 技术限制

    • 最大并发用户:10万
    • 单服务最大内存:16GB
    • 数据库连接数:1000
  3. 安全限制

    • 密码长度:8-20位
    • 登录失败次数:5次/小时
    • 敏感操作需二次验证

扩展性设计

  1. 水平扩展

    • 服务无状态化
    • 数据分片策略
    • 负载均衡机制
  2. 垂直扩展

    • 服务模块化
    • 数据库读写分离
    • 缓存多级架构

可用性设计

  1. 故障转移

    • 服务自动发现
    • 健康检查机制
    • 自动扩缩容
  2. 限流降级

    • 接口限流
    • 服务降级
    • 熔断策略

安全性设计

  1. 访问控制

    • 身份认证
    • 权限验证
    • 操作审计
  2. 数据安全

    • 传输加密
    • 存储加密
    • 敏感数据脱敏