End-to-End-Systemdesign für eine React Java Cosmos DB-Anwendung

In diesem Leitfaden entwerfen wir eine skalierbare React Java-Anwendung mit Cosmos DB als Datenbank. Dieses Setup ist ideal für Anwendungen, die eine hohe Skalierbarkeit, geringe Latenz und Verfügbarkeit in mehreren Regionen erfordern. Wir decken alles von der Architektur bis zur Bereitstellung ab und unterteilen es in umsetzbare Schritte.

1. Planung und Bedarfsanalyse

Anforderungen sammeln

• Frontend-Anforderungen:
  • Dynamische Benutzeroberfläche.
  • Echtzeit-Updates.
  • Intuitive Navigation.
• Backend-Anforderungen:
  • Skalierbare APIs.
  • Komplexe Datenverarbeitung.
  • Sichere Datenspeicherung und -verarbeitung.
• Datenbankanforderungen:
  • NoSQL-Struktur für Flexibilität.
  • Geringe Latenz für globale Benutzer.
  • Konsistenzebenen für Transaktionsvorgänge.

Technologie-Stack

• Frontend: React.js mit TypeScript (optional), Redux für die Zustandsverwaltung.
• Backend: Java mit Spring Boot.
• Datenbank: Azure Cosmos DB.
• Kommunikation: RESTful APIs.
• Bereitstellung: Docker Kubernetes.

2. Architekturdesign

High-Level-Architektur

• Frontend: React-App für clientseitiges Rendering, API-Verbrauch und dynamische Benutzeroberfläche.
• Backend: Java Spring Boot für RESTful API-Entwicklung.
• Datenbank: Cosmos DB für hochverfügbare und partitionierte Datenspeicherung.
• Kommunikation: JSON-basierte REST-APIs für die Interaktion zwischen Frontend und Backend.

3. Frontend-Entwicklung

Ordnerstruktur

Organisieren Sie das React-Projekt für Skalierbarkeit und Wartbarkeit:

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

Routing

Verwenden Sie „react-router-dom“ für die Navigation:

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;

Staatsverwaltung

Wählen Sie zwischen Redux oder Kontext-API:

• Verwenden Sie Redux für große Anwendungen, die eine zentralisierte Zustandsverwaltung benötigen.
• Verwenden Sie die Kontext-API für einfachere Statusfreigabeszenarien.

4. Backend-Entwicklung

Spring Boot Setup

Richten Sie eine Spring Boot-Anwendung mit Maven oder Gradle ein. Schließen Sie die folgenden Abhängigkeiten ein:

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

Projektstruktur

Organisieren Sie Ihr Backend für Skalierbarkeit:

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-Konfiguration

Fügen Sie die erforderliche Konfiguration in application.properties hinzu:

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

Modelle definieren

Verwenden Sie Anmerkungen, um Java-Klassen Cosmos DB zuzuordnen:

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

Repository

Erstellen Sie eine Repository-Schnittstelle für Datenbankoperationen:

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

Service

Geschäftslogik in einer Serviceklasse implementieren:

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

    // Getters and setters
}

Controller

APIs für die Interaktion mit der Datenbank verfügbar machen:

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

5. Datenbankdesign

Cosmos DB-Funktionen

• Partitionierung: Verwenden Sie ein eindeutiges Feld wie userId, um die Skalierbarkeit zu optimieren.
• Konsistenzstufen:
  • Verwenden Sie für die meisten Szenarien die Sitzungskonsistenz.
  • Wechseln Sie auf Starke Konsistenz für kritische Vorgänge.
• Indizierung: Nutzen Sie die automatische Indizierung von Cosmos DB zur Abfrageoptimierung.

6. Integration

Frontend mit Backend verbinden

Verwenden Sie Axios oder Fetch in der React-App:

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

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

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

Daten in React anzeigen

@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);
    }
}

7. Testen

Frontend-Tests

• Verwenden Sie Jest und React Testing Library für Unit-Tests.
• Integrationstests für API-Aufrufe schreiben.

Backend-Tests

• Verwenden Sie JUnit und Mockito für Unit-Tests.
• Testen Sie Datenbankvorgänge mit eingebetteter Cosmos DB:

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;
};

8. Bereitstellung

Containerisierung mit Docker

Erstellen Sie Docker-Dateien für Frontend und Backend:

• Frontend-Docker-Datei:

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;

• Backend-Docker-Datei:

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

Orchestrierung mit Kubernetes

Stellen Sie Dienste mithilfe von Kubernetes-Manifesten bereit:

• Definieren Sie Bereitstellung und Dienst für Frontend und Backend.
• Verwenden Sie ConfigMaps und Secrets zum Speichern von Cosmos DB-Anmeldeinformationen.

9. Beobachtbarkeit

Protokollierung

• Verwenden Sie Logback für die Backend-Protokollierung.
• Verwenden Sie Browser-Entwicklertools für das Frontend-Debugging.

Überwachung

• Richten Sie Prometheus und Grafana für die Backend-Überwachung ein.
• Verwenden Sie Azure Monitor für Cosmos DB-Einblicke.

10. Best Practices

• Verwenden Sie Umgebungsvariablen, um vertrauliche Informationen zu speichern.
• API-Aufrufe mit Paginierung und Filterung optimieren.
• Befolgen Sie die ordnungsgemäßen Vorgehensweisen zur Fehlerbehandlung.

Dieser Leitfaden gewährleistet ein robustes und skalierbares Design für eine React Java Cosmos DB-Anwendung. Sie können diese Architektur an bestimmte Anwendungsfälle anpassen und so die Wartbarkeit und Leistung Ihres Projekts sicherstellen.

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonEnd-to-End-Systemdesign für eine React Java Cosmos DB-Anwendung. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!