React Java Cosmos DB アプリケーションのエンドツーエンド システム設計

このガイドでは、データベースとして Cosmos DB を使用してスケーラブルな React Java アプリケーションを設計します。このセットアップは、高いスケーラビリティ、低遅延、およびマルチリージョンの可用性を必要とするアプリケーションに最適です。アーキテクチャから展開まですべてを取り上げ、実行可能なステップに分けて説明します。

1.計画と要件の分析

要件を収集する

• フロントエンドのニーズ:
  • 動的 UI。
  • リアルタイム更新。
  • 直感的なナビゲーション。
• バックエンドのニーズ:
  • スケーラブルな API。
  • 複雑なデータ処理。
  • 安全なデータの保管と処理。
• データベースのニーズ:
  • 柔軟性を備えた NoSQL 構造。
  • グローバル ユーザー向けの低遅延。
  • トランザクション操作の一貫性レベル。

テクノロジースタック

• フロントエンド: TypeScript を使用した React.js (オプション)、状態管理用の Redux。
• バックエンド: Spring Boot を使用した Java。
• データベース: Azure Cosmos DB。
• 通信: RESTful API。
• デプロイ: Docker Kubernetes。

2.建築設計

高レベルのアーキテクチャ

• フロントエンド: クライアント側レンダリング、API 消費、および動的 UI 用の React アプリ。
• バックエンド: RESTful API 開発用の Java Spring Boot。
• データベース: 高可用性のパーティション分割されたデータ ストレージ用の Cosmos DB。
• 通信: フロントエンドとバックエンド間の対話用の JSON ベースの REST API。

3.フロントエンド開発

フォルダー構造

拡張性と保守性を考慮して React プロジェクトを編成します:

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

ルーティング

ナビゲーションにはreact-router-domを使用します:

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;

状態管理

Redux または Context API のいずれかを選択します:

• 一元的な状態管理が必要な大規模なアプリケーションには Redux を使用してください。
• より単純な状態共有シナリオには Context API を使用します。

4.バックエンド開発

スプリングブートセットアップ

Maven または Gradle を使用して Spring Boot アプリケーションをセットアップします。次の依存関係を含めます:

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

プロジェクトの構造

スケーラビリティを考慮してバックエンドを整理します:

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 構成

application.properties に必要な構成を追加します:

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

モデルの定義

アノテーションを使用して Java クラスを Cosmos DB にマップします:

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

リポジトリ

データベース操作用のリポジトリ インターフェースを作成します:

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

サービス

サービス クラスにビジネス ロジックを実装します:

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

    // Getters and setters
}

コントローラー

データベースと対話するための API を公開します:

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

5.データベース設計

Cosmos DB の機能

• パーティショニング: スケーラビリティを最適化するには、userId などの一意のフィールドを使用します。
• 整合性レベル:
  • ほとんどのシナリオでは、セッション の一貫性を使用します。
  • 重要な操作については、強力な 一貫性に切り替えます。
• インデックス作成: Cosmos DB の自動インデックス作成を利用してクエリを最適化します。

6.統合

フロントエンドとバックエンドの接続

React アプリで Axios または Fetch を使用する:

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

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

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

React でのデータの表示

@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.テスト中

フロントエンドのテスト

• 単体テストには Jest と React Testing Library を使用します。
• API 呼び出しの統合テストを作成します。

バックエンドテスト

• 単体テストには JUnit と Mockito を使用します。
• 埋め込み Cosmos DB を使用してデータベース操作をテストします。

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.導入

Docker によるコンテナ化

フロントエンドとバックエンドの両方の Dockerfile を作成します:

• フロントエンド 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;

• バックエンド Dockerfile:

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

Kubernetes を使用したオーケストレーション

Kubernetes マニフェストを使用してサービスをデプロイします:

• フロントエンドとバックエンドの デプロイメント と サービス を定義します。
• Cosmos DB 資格情報の保存には ConfigMap と Secret を使用します。

9.可観測性

ロギング

• バックエンドのログ記録には Logback を使用します。
• フロントエンドのデバッグにはブラウザー開発者ツールを使用します。

モニタリング

• バックエンド監視用に Prometheus と Grafana をセットアップします。
• Cosmos DB の分析情報には Azure Monitor を使用します。

10.ベストプラクティス

• 環境変数を使用して機密情報を保存します。
• ページネーションとフィルタリングを使用して API 呼び出しを最適化します。
• 適切なエラー処理手順に従ってください。

このガイドは、React Java Cosmos DB アプリケーションの堅牢でスケーラブルな設計を保証します。このアーキテクチャを特定のユースケースに合わせて調整し、プロジェクトの保守性とパフォーマンスを確保できます。

以上がReact Java Cosmos DB アプリケーションのエンドツーエンド システム設計の詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。