React Java Cosmos DB 應用程式的端對端系統設計

在本指南中，我們將設計一個以 Cosmos DB 作為資料庫的可擴展 React Java 應用程式。此設定非常適合需要高可擴展性、低延遲和多區域可用性的應用程式。我們將涵蓋從架構到部署的所有內容，並將其分解為可操作的步驟。

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1.規劃與需求分析

收集要求

• 前端需求：
  • 動態使用者介面。
  • 即時更新。
  • 直覺的導航。
• 後端需求：
  • 可擴充的 API。
  • 複雜的資料處理。
  • 安全的資料儲存與處理。
• 資料庫需求：
  • NoSQL 結構具有彈性。
  • 為全球用戶提供低延遲。
  • 事務操作的一致性等級。

技術堆疊

• 前端：帶有 TypeScript 的 React.js（可選），用於狀態管理的 Redux。
• 後端：帶有 Spring Boot 的 Java。
• 資料庫：Azure Cosmos DB。
• 通訊：RESTful API。
• 部署：Docker Kubernetes。

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2.建築設計

高層架構

• 前端：用於客戶端渲染、API 消耗和動態 UI 的 React 應用程式。
• 後端：用於 RESTful API 開發的 Java Spring Boot。
• 資料庫：高可用性和分區資料儲存的 Cosmos DB。
• 通訊：基於JSON的REST API，用於前端和後端之間的交互作用。

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3.前端開發

資料夾結構

組織 React 專案以實現可擴展性和可維護性：

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進行導航：

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;

狀態管理

選擇 Redux 或 Context API:

• 將 Redux 用於需要集中狀態管理的大型應用程式。
• 使用 Context API 來實作更簡單的狀態共用場景。

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4.後端開發

Spring 啟動設定

使用 Maven 或 Gradle 設定 Spring Boot 應用程式。包含以下相依性：

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

專案結構

組織後端以實現可擴展性：

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中加入必要的設定：

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

定義模型

使用註解將 Java 類別對應到 Cosmos DB：

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

儲存庫

建立資料庫操作的儲存庫介面：

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

服務

在服務類別中實作業務邏輯：

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

    // Getters and setters
}

控制器

公開 API 以與資料庫互動：

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

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5.資料庫設計

Cosmos DB 功能

• 分區：使用像userId這樣的獨特欄位來最佳化可擴充性。
• 一致性等級：
  • 在大多數情況下使用會話一致性。
  • 關鍵操作切換到強一致性。
• 索引：利用 Cosmos DB 的自動索引來最佳化查詢。

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6.整合

連接前端與後端

在 React 應用程式中使用 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 中顯示資料

@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.測試

前端測試

• 使用 Jest 和 React 測試庫 進行單元測試。
• 為 API 呼叫編寫整合測試。

後端測試

• 使用 JUnit 和 Mockito 進行單元測試。
• 使用嵌入式 Cosmos DB 測試資料庫操作：

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 進行容器化

為前端和後端建立 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;

• 後端 Dockerfile：

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

與 Kubernetes 編排

使用 Kubernetes 清單部署服務：

• 為前端和後端定義部署和服務。
• 使用 ConfigMap 和 Secrets 來儲存 Cosmos DB 憑證。

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9.可觀察性

記錄

• 使用Logback進行後端日誌記錄。
• 使用瀏覽器開發者工具進行前端偵錯。

監控

• 設定Prometheus和Grafana進行後端監控。
• 使用 Azure Monitor 取得 Cosmos DB 洞察。

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10。最佳實務

• 使用環境變數儲存敏感資訊。
• 透過分頁和過濾優化 API 呼叫。
• 遵循正確的錯誤處理實務。

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本指南確保 React Java Cosmos DB 應用程式的健全且可擴展的設計。您可以調整此架構以適應特定的用例，確保專案的可維護性和效能。

以上是React Java Cosmos DB 應用程式的端對端系統設計的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！