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# 模块架构设计文档 — student-bff
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> AI 标识：ai04
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> 阶段：阶段 2（模块架构设计）
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> 日期：2026-07-09
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> 状态：待 coord 交叉审查
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> 关联文档：
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> - [阶段 1 理解确认书](./01-understanding.md)
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> - [阶段 1 服务审计表](./02-audit.md)
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> - [004 架构影响地图](../../../docs/architecture/004_architecture_impact_map.md)
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> - [ai-allocation §7 阶段 2 模板](../../../docs/architecture/ai-allocation.md)
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> - [pending-features P3](../../../docs/architecture/roadmap/pending-features.md)
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> - [project_rules](../../../.trae/rules/project_rules.md)
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> - [多 AI 协作指南](../../../docs/standards/multi-ai-collaboration.md)
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> - 参考实现：[teacher-bff](../../teacher-bff/)、[classes 黄金模板](../../classes/)
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## 0. 设计原则与文档导读
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### 0.1 设计原则
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| # | 原则 | 在 student-bff 的具体体现 |
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| P1 | 单一职责 | student-bff 仅做"学习场景域聚合 + 裁剪 + 协议转换"，不持有业务状态、不直接访问 DB |
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| P2 | 契约先行 | 所有跨服务调用先对齐 proto / REST 契约；契约变更通过 coord 统一管理 |
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| P3 | DataScope 严格隔离 | 学生视角强制 `DataScope=SELF`，BFF 层透传 `x-user-id`，下游按 userId 过滤；BFF 不做权限决策但做"自我越权防御" |
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| P4 | 渐进演进 | 通信协议（REST → gRPC）、API 风格（REST → GraphQL）、推送通道（同步 → SSE/WebSocket）按阶段演进，预留切换点 |
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| P5 | 故障隔离 | 下游调用容错（超时 + 重试 + 熔断 + 降级），单服务故障不影响聚合整体，Dashboard 部分失败返回 partial 数据 + 警告位 |
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| P6 | 可观测性三支柱 | pino 日志 + prom-client 指标 + OpenTelemetry 链路，全链路 traceId 透传 |
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| P7 | 黄金模板对齐 | 1:1 克隆 teacher-bff 模式，与 classes/teacher-bff 共享 shared/ 实现，差异点收敛到 11 处命名改造 |
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| P8 | 可逆决策优于不可逆 | API 风格、缓存策略、熔断阈值、推送通道均为可逆决策；端口分配、错误码前缀、路由前缀为不可逆决策需提前固化 |
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| P9 | 为未来场景预留 | 多角色复用（学习委员/课代表）、多端适配（H5/小程序）、AI 答疑流式、家长查询子女数据等场景需在设计上预留扩展点 |
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### 0.2 与阶段 1 文档的差异修正
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> 阶段 1 文档（01-understanding.md / 02-audit.md）中将错误码前缀写为 `STUDENT_BFF_`，与 [004 §11.4 错误码前缀矩阵](../../../docs/architecture/004_architecture_impact_map.md#114-错误码前缀矩阵) 规定的 `BFF_STUDENT_`（BFF 在前）不一致。本设计文档统一修正为 **`BFF_STUDENT_`**，对齐 teacher-bff 的 `BFF_TEACHER_`、parent-bff 的 `BFF_PARENT_` 模式。阶段 1 文档保留历史记录，以本文档为准。
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### 0.3 文档结构
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1. [模块内部分层图](#1-模块内部分层图) — 物理分层与调用链
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2. [领域模型（聚合视图）](#2-领域模型聚合视图) — BFF 无领域模型，定义"场景聚合"概念
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3. [数据模型（缓存与 DTO）](#3-数据模型缓存与-dto) — BFF 不持 DB，定义 Redis Schema 与传输 DTO
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4. [API 设计](#4-api-设计) — 14 个端点 + 阶段化交付
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5. [事件设计](#5-事件设计) — BFF 订阅事件用于实时推送（P5）
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6. [横切关注点对齐清单](#6-横切关注点对齐清单) — 完整对齐 classes/teacher-bff
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7. [与其他模块的交互点](#7-与其他模块的交互点契约清单) — 完整契约矩阵
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8. [风险与假设](#8-风险与假设) — 技术风险、外部依赖、未决决策
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9. [演进路线图](#9-演进路线图) — P3/P4/P5/P6 各阶段演进路径（长远规划）
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10. [扩展点设计](#10-扩展点设计) — 为未来场景预留
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11. [性能与容量规划](#11-性能与容量规划)
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12. [安全与合规](#12-安全与合规)
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13. [可观测性详细设计](#13-可观测性详细设计)
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14. [实施清单](#14-实施清单)
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## 1. 模块内部分层图
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### 1.1 物理分层
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```mermaid
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graph TB
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subgraph Client["客户端"]
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||
Portal[student-portal<br/>Next.js MF Remote]
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||
Mobile[H5/小程序<br/>未来扩展]
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||
end
|
||
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||
subgraph Gateway["网关层"]
|
||
APIGW[api-gateway<br/>路由 + JWT 鉴权 + 限流]
|
||
end
|
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subgraph StudentBFF["student-bff（本模块）"]
|
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direction TB
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Controller["@Controller('student')<br/>HTTP 入口 + Zod 校验 + ActionState 信封"]
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||
Service["StudentService<br/>聚合编排 + DataScope 透传"]
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||
Aggregator["Aggregator 层<br/>场景化聚合策略"]
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||
Transformer["Transformer 层<br/>响应裁剪 + 视口过滤"]
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||
Cache["Cache 层<br/>Redis 5-30s 短缓存"]
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Client2["DownstreamClient<br/>统一封装 fetch + 超时 + 重试 + traceId 透传"]
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||
SSE["SSE Streamer<br/>P5 AI 答疑流式响应"]
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EventSub["Event Subscriber<br/>P5 订阅 Kafka 推送给 push-gateway"]
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CrossCutting["横切关注点<br/>GlobalErrorFilter + Logger + Metrics + Tracer + Health"]
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Controller --> Service
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Service --> Aggregator
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Aggregator --> Cache
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Cache --> Client2
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Aggregator --> Transformer
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Controller -.可选.-> SSE
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EventSub -.P5.-> Client2
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||
CrossCutting -.拦截.-> Controller
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||
end
|
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subgraph Downstream["下游业务服务"]
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||
IAM[iam<br/>:3002]
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||
CoreEdu[core-edu<br/>:3004]
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||
Content[content<br/>:3005 P4]
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||
Msg[msg<br/>:3007 P5]
|
||
DataAna[data-ana<br/>:3006 P4]
|
||
AI[ai<br/>:3008 P5]
|
||
end
|
||
|
||
subgraph Push["推送层"]
|
||
PushGW[push-gateway<br/>:8081 P5]
|
||
end
|
||
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||
subgraph Infra["基础设施"]
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||
Redis[(Redis 7)]
|
||
Kafka[(Kafka)]
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||
OTel[OTLP Collector]
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||
Prom[Prometheus]
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||
end
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Portal --> APIGW
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Mobile --> APIGW
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APIGW -->|HTTP /api/v1/student/*| Controller
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Client2 -->|HTTP / gRPC P3+| IAM
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Client2 -->|HTTP / gRPC P3+| CoreEdu
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Client2 -->|HTTP / gRPC P4+| Content
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Client2 -->|HTTP / gRPC P5+| Msg
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||
Client2 -->|HTTP / gRPC P4+| DataAna
|
||
Client2 -->|HTTP / gRPC P5+| AI
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||
Cache --> Redis
|
||
EventSub --> Kafka
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||
EventSub -.推送.-> PushGW
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CrossCutting --> OTel
|
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CrossCutting --> Prom
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```
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### 1.2 调用链详解
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#### 1.2.1 同步聚合链（P3 主要链路）
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```mermaid
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sequenceDiagram
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participant P as student-portal
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||
participant GW as api-gateway
|
||
participant C as StudentController
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||
participant S as StudentService
|
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participant A as Aggregator
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participant Cache as Redis
|
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participant DC as DownstreamClient
|
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participant IAM as iam
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||
participant Core as core-edu
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||
P->>GW: GET /api/v1/student/dashboard<br/>Authorization: Bearer <jwt>
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||
GW->>GW: RS256 公钥校验 + 提取 userId
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||
GW->>C: GET /student/dashboard<br/>x-user-id: u-xxx<br/>x-request-id: r-xxx
|
||
C->>C: extractUserId(req) → u-xxx<br/>Zod 校验 query
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||
C->>S: getDashboard(u-xxx)
|
||
S->>A: aggregateDashboard(u-xxx)
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||
A->>Cache: GET student:dashboard:u-xxx
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||
alt 缓存命中
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||
Cache-->>A: { data, cachedAt }
|
||
A-->>S: data
|
||
else 缓存未命中
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||
par 并行下游
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A->>DC: callIAM('/iam/me', u-xxx)
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||
DC->>IAM: GET /iam/me x-user-id: u-xxx<br/>x-request-id: r-xxx
|
||
IAM-->>DC: 200 { user, roles, dataScope }
|
||
and
|
||
A->>DC: callCoreEdu('/homework/class/:cid', u-xxx)
|
||
DC->>Core: GET /homework/class/:cid x-user-id: u-xxx
|
||
Core-->>DC: 200 { homework: [...] }
|
||
end
|
||
DC-->>A: 合并结果 + 部分失败标记
|
||
A->>A: Transformer 裁剪 + 视口过滤
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||
A->>Cache: SET student:dashboard:u-xxx EX 15
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||
A-->>S: data
|
||
end
|
||
S-->>C: DashboardData
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C-->>GW: 200 { success: true, data, meta: { cachedAt, partial } }
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||
GW-->>P: 200 响应
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||
```
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#### 1.2.2 SSE 流式链（P5 AI 答疑）
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```mermaid
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sequenceDiagram
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participant P as student-portal
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||
participant GW as api-gateway
|
||
participant C as StudentController
|
||
participant SSE as SSE Streamer
|
||
participant AI as ai 服务
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||
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P->>GW: POST /api/v1/student/ai/stream-chat<br/>Accept: text/event-stream
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||
GW->>C: POST /student/ai/stream-chat
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||
C->>SSE: streamChat(messages, model)
|
||
SSE->>AI: POST /ai/stream-chat<br/>Authorization: Bearer <internal>
|
||
loop 流式分块
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||
AI-->>SSE: chunk: {content: "...", done: false}
|
||
SSE-->>P: data: {content: "...", done: false}
|
||
end
|
||
AI-->>SSE: chunk: {done: true}
|
||
SSE-->>P: data: {done: true}
|
||
SSE-->>C: stream closed
|
||
```
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||
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||
#### 1.2.3 事件订阅推送链（P5）
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||
```mermaid
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sequenceDiagram
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participant K as Kafka
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||
participant ES as EventSubscriber
|
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participant DS as DownstreamClient
|
||
participant Push as push-gateway
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||
participant P as student-portal
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K->>ES: homework.graded (studentId=u-xxx, grade=90)
|
||
ES->>ES: 解析 studentId → 查 Redis 在线 session
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ES->>DS: callPushGW('/push/user/u-xxx', payload)
|
||
DS->>Push: POST /push/user/u-xxx
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||
Push-->>P: WebSocket 推送<br/>{type: 'homework.graded', payload}
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```
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### 1.3 与 teacher-bff 分层对比
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| 层 | teacher-bff（现状） | student-bff（设计目标） | 改进理由 |
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| ---------------- | ------------------- | --------------------------------------------------------------- | ---------------------------- |
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| Controller | ✅ 有 | ✅ 复制 | 对齐 |
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| Service | ✅ 有 | ✅ 复制 + 拆分 Aggregator/Transformer | 单一职责 |
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| Aggregator | ❌ 散落在 Service | ✅ 独立层，封装并行调用策略 | 解耦编排逻辑，便于测试 |
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| Transformer | ❌ 无 | ✅ 独立层，裁剪响应字段 + 视口过滤 | 减少冗余字段，适配多端 |
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| Cache | ❌ 无 | ✅ NestJS CacheInterceptor + Redis | 对齐 004 §6.2 BFF 混合读策略 |
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||
| DownstreamClient | ❌ 散落 fetch() | ✅ 统一封装：超时 + 重试 + 熔断 + traceId 透传 + 错误信封归一化 | 解决 teacher-bff 痛点 |
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| SSE Streamer | ❌ 无 | ✅ P5 引入（封装 ai 服务的 stream-chat） | AI 答疑流式响应 |
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| EventSubscriber | ❌ 无 | ✅ P5 引入（订阅 Kafka → push-gateway） | 实时推送 |
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> ✅ **B8 裁决**：DownstreamClient 抽象回写 shared-ts（`packages/shared-ts/src/bff/downstream-client.ts`），3 个 BFF（student-bff / teacher-bff / parent-bff）统一使用，避免技术栈分裂。
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## 2. 领域模型（聚合视图）
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> BFF 不持有 DDD 领域模型（不写 DB、不定义聚合根）。本节定义 student-bff 的"**场景聚合视图**"概念，用于组织 Service 层逻辑。
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### 2.1 场景聚合视图清单
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| 聚合视图 | 业务含义 | 主要下游服务 | 读写特性 | DataScope |
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| -------------------- | ---------------------------- | ------------------------- | --------------- | --------- |
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| StudentDashboard | 学生首页：个人信息+待办+未读 | iam + core-edu + msg | 读 / 聚合 | SELF |
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| StudentExams | 我的考试列表（即将到来） | core-edu | 读 | SELF |
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| StudentHomework | 我的作业列表 + 提交 | core-edu | 读 + 写（提交） | SELF |
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||
| StudentGrades | 我的成绩历史 | core-edu | 读 | SELF |
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| StudentNotifications | 消息中心：列表 + 已读 | msg | 读 + 写（已读） | SELF |
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||
| StudentContent | 教材 + 章节 + 题库练习 | content | 读 | SELF |
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| StudentAnalytics | 学情诊断 + 学习趋势 | data-ana | 读 | SELF |
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||
| StudentAI | AI 答疑（同步 + 流式） | ai | 写（chat） | SELF |
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||
| StudentSchedule | 我的课表（未来扩展） | core-edu（schedule 域） | 读 | SELF |
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||
| StudentAttendance | 我的考勤（未来扩展） | core-edu（attendance 域） | 读 | SELF |
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### 2.2 聚合视图间关系
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```mermaid
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graph LR
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Dashboard[StudentDashboard<br/>聚合视图]
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Dashboard --> Exams[StudentExams]
|
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Dashboard --> Homework[StudentHomework]
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Dashboard --> Notif[StudentNotifications]
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Dashboard --> Grades[StudentGrades]
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||
Homework -.提交后触发.-> Grades
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Grades -.数据流.-> Analytics[StudentAnalytics]
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Analytics -.推荐.-> Content[StudentContent]
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Content -.知识点弱项.-> AI[StudentAI]
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Schedule[StudentSchedule<br/>未来扩展]
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Attendance[StudentAttendance<br/>未来扩展]
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||
Dashboard -.未来.-> Schedule
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Dashboard -.未来.-> Attendance
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```
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### 2.3 DataScope=SELF 的强制实现
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BFF 不做权限决策（对齐 teacher-bff），但做**自我越权防御**：
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```typescript
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// StudentService 伪代码示意
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||
async listGrades(userId: string, query: ListGradesQuery): Promise<Grade[]> {
|
||
// 防御：学生只能查自己的成绩
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||
if (query.studentId && query.studentId !== userId) {
|
||
throw new ForbiddenError('STUDENT_CANNOT_VIEW_OTHERS_GRADES', {
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||
requested: query.studentId,
|
||
actual: userId,
|
||
});
|
||
}
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// 强制 studentId = userId
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||
const safeQuery = { ...query, studentId: userId };
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||
return this.client.callCoreEdu('/grades/student/' + userId, safeQuery);
|
||
}
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||
```
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|
||
> **设计权衡**：BFF 层做"自我越权防御"是 P3 安全硬化项。即使下游 core-edu 也按 DataScope 过滤，BFF 层先拦截可避免无效下游调用、提升审计能力、降低跨用户数据泄露风险。这与 teacher-bff 完全透传 x-user-id 不同，因为学生场景的越权风险面更敏感（成绩/作业/学情）。
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---
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## 3. 数据模型（缓存与 DTO）
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> BFF 不持有 DB Schema。本节定义 Redis 缓存 key 规范、TTL 策略、传输 DTO。
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### 3.1 Redis 缓存 Schema
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#### 3.1.1 Key 命名规范
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| 用途 | Key 模式 | TTL | 失效策略 |
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| -------------- | --------------------------------------------- | ----- | --------------------------------- |
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||
| 学生 Dashboard | `student:dashboard:{userId}` | 15s | 短 TTL + 主动失效（成绩发布事件） |
|
||
| 学生考试列表 | `student:exams:{userId}:{classId}` | 30s | 短 TTL |
|
||
| 学生作业列表 | `student:homework:{userId}:{classId}` | 30s | 短 TTL + 提交后失效 |
|
||
| 学生成绩列表 | `student:grades:{userId}:{page}` | 60s | 短 TTL + 成绩发布事件 |
|
||
| 学生通知列表 | `student:notifications:{userId}:{page}` | 15s | 短 TTL + 已读后失效 |
|
||
| 教材列表 | `student:textbooks:{gradeId}:{subjectId}` | 300s | 中 TTL |
|
||
| 章节树 | `student:chapters:{textbookId}` | 300s | 中 TTL |
|
||
| 题库列表 | `student:questions:{knowledgePointId}:{page}` | 60s | 短 TTL |
|
||
| 学情诊断 | `student:analytics:weakness:{userId}` | 300s | 中 TTL（每日刷新） |
|
||
| 学习趋势 | `student:analytics:trend:{userId}:{range}` | 600s | 长 TTL（趋势变化慢） |
|
||
| 学生视口缓存 | `student:viewports:{userId}` | 300s | 中 TTL + 角色变更事件 |
|
||
| 在线 session | `student:session:{userId}` | 30min | 滑动过期（P5 推送用） |
|
||
| SSE 连接映射 | `student:sse:{userId}` | 30min | 连接关闭即删 |
|
||
|
||
> **Key 设计原则**：
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||
>
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||
> - 全部以 `student:` 前缀，避免与 teacher-bff (`teacher:`)、parent-bff (`parent:`) 冲突
|
||
> - 按 userId 维度隔离，便于按用户失效
|
||
> - TTL 分档：15s（高频变更）/ 30-60s（中频）/ 300s（低频）/ 600s（趋势）
|
||
|
||
#### 3.1.2 缓存失效策略
|
||
|
||
```mermaid
|
||
flowchart TD
|
||
W[写操作：提交作业/已读通知] --> INV[主动失效相关 key]
|
||
E[Kafka 事件：成绩发布/作业批改] --> SUB[EventSubscriber 消费]
|
||
SUB --> INV2[失效 student:grades:userId:*]
|
||
T[TTL 到期] --> NATURAL[自然过期]
|
||
INV --> REDIS[DEL key]
|
||
INV2 --> REDIS
|
||
```
|
||
|
||
### 3.2 传输 DTO 设计
|
||
|
||
> DTO 用 Zod schema 定义，自动推导 TS 类型，避免 `unknown` 滥用（解决 teacher-bff 痛点）。
|
||
|
||
#### 3.2.1 下游响应包装
|
||
|
||
```typescript
|
||
// shared/dto/downstream-envelope.ts
|
||
import { z } from "zod";
|
||
|
||
export const DownstreamEnvelopeSchema = <T extends z.ZodTypeAny>(
|
||
dataSchema: T,
|
||
) =>
|
||
z.object({
|
||
success: z.boolean(),
|
||
data: dataSchema.optional(),
|
||
error: z
|
||
.object({
|
||
code: z.string(),
|
||
message: z.string(),
|
||
details: z.unknown().optional(),
|
||
traceId: z.string().optional(),
|
||
})
|
||
.optional(),
|
||
});
|
||
|
||
export type DownstreamEnvelope<T> = z.infer<
|
||
ReturnType<typeof DownstreamEnvelopeSchema<z.ZodType<T>>>
|
||
>;
|
||
```
|
||
|
||
#### 3.2.2 学生端核心 DTO
|
||
|
||
```typescript
|
||
// student/dto/student-dashboard.dto.ts
|
||
export const StudentDashboardSchema = z.object({
|
||
user: z.object({
|
||
id: z.string(),
|
||
name: z.string(),
|
||
avatar: z.string().nullable(),
|
||
grade: z.string(),
|
||
class: z.object({ id: z.string(), name: z.string() }),
|
||
}),
|
||
pendingHomework: z.array(
|
||
z.object({
|
||
id: z.string(),
|
||
title: z.string(),
|
||
dueDate: z.string(),
|
||
subject: z.string().optional(),
|
||
}),
|
||
),
|
||
upcomingExams: z.array(
|
||
z.object({
|
||
id: z.string(),
|
||
title: z.string(),
|
||
examDate: z.string(),
|
||
daysLeft: z.number(),
|
||
}),
|
||
),
|
||
unreadNotifications: z.number(),
|
||
lastGrade: z
|
||
.object({ examTitle: z.string(), score: z.number(), date: z.string() })
|
||
.nullable(),
|
||
});
|
||
|
||
export type StudentDashboard = z.infer<typeof StudentDashboardSchema>;
|
||
```
|
||
|
||
#### 3.2.3 输入 Schema（Zod）
|
||
|
||
```typescript
|
||
// student/dto/student-inputs.dto.ts
|
||
export const SubmitHomeworkSchema = z.object({
|
||
answers: z
|
||
.array(
|
||
z.object({
|
||
questionId: z.string(),
|
||
content: z.string().max(5000),
|
||
attachments: z.array(z.string().url()).max(5).optional(),
|
||
}),
|
||
)
|
||
.min(1)
|
||
.max(100),
|
||
});
|
||
|
||
export const ListGradesQuerySchema = z.object({
|
||
page: z.coerce.number().int().min(1).default(1),
|
||
pageSize: z.coerce.number().int().min(1).max(50).default(20),
|
||
subject: z.string().optional(),
|
||
startDate: z.string().datetime().optional(),
|
||
endDate: z.string().datetime().optional(),
|
||
});
|
||
|
||
export const AIChatSchema = z.object({
|
||
messages: z
|
||
.array(
|
||
z.object({
|
||
role: z.enum(["user", "assistant"]),
|
||
content: z.string().max(8000),
|
||
}),
|
||
)
|
||
.min(1)
|
||
.max(20),
|
||
model: z
|
||
.enum(["gpt-4o-mini", "baichuan-53b", "local-qwen-7b"])
|
||
.default("gpt-4o-mini"),
|
||
context: z
|
||
.object({ subject: z.string(), knowledgePointId: z.string().optional() })
|
||
.optional(),
|
||
});
|
||
```
|
||
|
||
### 3.3 视口裁剪模型
|
||
|
||
> 学生端视口来自 iam 的 `getEffectivePermissions`，BFF 用视口过滤可见字段。
|
||
|
||
```typescript
|
||
// student/transformers/viewport-filter.ts
|
||
export interface StudentViewport {
|
||
// L1 导航：可见菜单项
|
||
navigation: string[]; // ['dashboard', 'homework', 'grades', 'content', 'analytics', 'ai']
|
||
// L4 数据范围：学生固定 SELF，但可细分（如禁看历史成绩）
|
||
dataScope: {
|
||
showHistoryGrades: boolean; // 是否显示历史成绩
|
||
showClassRanking: boolean; // 是否显示班级排名
|
||
enableAIChat: boolean; // 是否启用 AI 答疑
|
||
};
|
||
}
|
||
|
||
export function filterByViewport<T>(
|
||
data: T,
|
||
viewport: StudentViewport,
|
||
): Partial<T> {
|
||
// 按视口裁剪字段，如 enableAIChat=false 则隐藏 AI 入口数据
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
---
|
||
|
||
## 4. API 设计
|
||
|
||
### 4.1 GraphQL Schema 全清单（B1 裁决）
|
||
|
||
> ✅ **B1 裁决**：P2 起直接 GraphQL Yoga + DataLoader，禁止 REST 渐进。
|
||
> Schema 存放：[`packages/shared-ts/contracts/graphql/student-bff.schema.graphql`](../../../packages/shared-ts/contracts/graphql/student-bff.schema.graphql)（president §2.2.1）
|
||
> 网关路径：`/api/v1/student/*` → api-gateway 剥离 `/api/v1` 后代理到 student-bff:3009 GraphQL endpoint
|
||
> 响应信封：ActionState（G8 裁决），成功 `{success: true, data, meta?}`，失败 `{success: false, error: {code, message, i18nKey, details?, traceId?}}`
|
||
> 分页规范：Relay Cursor Connections（`{ edges, pageInfo, totalCount }`）
|
||
> 权限点标注：schema 注释 `# @permission: <RESOURCE>_<ACTION>`，DataScope 固定 `OWN`
|
||
|
||
#### Query 字段（14 个）
|
||
|
||
| # | Query 字段 | 聚合下游 | 权限点（注释标注） | 阶段 | 说明 |
|
||
| -- | --------------------------- | -------------------- | ----------------------- | ---- | -------------------- |
|
||
| 1 | `currentUser` | iam | AUTH_READ | P3 | 学生信息 + 权限 + 视口 |
|
||
| 2 | `myClasses` | core-edu | CLASS_READ | P3 | 我的班级列表 |
|
||
| 3 | `myExams` | core-edu | EXAM_READ | P3 | 即将到来的考试 |
|
||
| 4 | `myHomework` | core-edu | HOMEWORK_READ | P3 | 我的作业列表 |
|
||
| 5 | `myGrades` | core-edu | GRADE_READ | P3 | 我的成绩（B4 比对） |
|
||
| 6 | `myAttendance` | core-edu | ATTENDANCE_READ | P4+ | 我的考勤记录 |
|
||
| 7 | `textbooks` | content | TEXTBOOK_READ | P4 | 教材列表 |
|
||
| 8 | `chapters` | content | CHAPTER_READ | P4 | 章节树 |
|
||
| 9 | `learningPath` | content | LEARNING_PATH_READ | P4 | 个性化学习路径 |
|
||
| 10 | `studentDashboard` | data-ana | DASHBOARD_VIEW | P3 | 学生仪表盘聚合 |
|
||
| 11 | `myWeakness` | data-ana | WEAKNESS_READ | P4 | 学情诊断（薄弱点） |
|
||
| 12 | `myTrend` | data-ana | TREND_READ | P4 | 学习趋势 |
|
||
| 13 | `myNotifications` | msg | NOTIFICATION_READ | P5 | 通知列表 |
|
||
| 14 | `myNotificationUnreadCount` | msg | NOTIFICATION_READ | P5 | 通知未读数 |
|
||
|
||
#### Mutation 字段（2 个）
|
||
|
||
| # | Mutation 字段 | 下游 | 权限点 | 阶段 | 说明 |
|
||
| -- | -------------------------- | --------------------- | ------------------- | ---- | ---------------------------- |
|
||
| 1 | `submitHomework` | core-edu.SubmitHomework | HOMEWORK_SUBMIT | P3 | 提交作业（B4 强制 userId） |
|
||
| 2 | `markNotificationAsRead` | msg.MarkAsRead | NOTIFICATION_UPDATE | P5 | 标记通知已读（B4 强制 userId）|
|
||
|
||
#### Subscription 字段（1 个，SSE 传输）
|
||
|
||
| # | Subscription 字段 | 下游 | 权限点 | 阶段 | 说明 |
|
||
| -- | ----------------- | ------------- | --------------- | ---- | ------------------------------------- |
|
||
| 1 | `aiStreamChat` | ai.StreamChat | STUDENT_AI_CHAT | P5 | AI 答疑流式响应（gRPC server-streaming） |
|
||
|
||
### 4.2 详细 API 规格（P3 必交付端点）
|
||
|
||
#### 4.2.1 GET `/student/dashboard`
|
||
|
||
**请求**：
|
||
|
||
```
|
||
GET /student/dashboard
|
||
Headers:
|
||
x-user-id: u-stu-001
|
||
x-request-id: r-abc123
|
||
cookie: access_token=<jwt>
|
||
Query: ?classId=c-001 (optional, 默认从 iam 推导)
|
||
```
|
||
|
||
**响应 200**：
|
||
|
||
```json
|
||
{
|
||
"success": true,
|
||
"data": {
|
||
"user": {
|
||
"id": "u-stu-001",
|
||
"name": "张三",
|
||
"avatar": null,
|
||
"grade": "高一",
|
||
"class": { "id": "c-001", "name": "高一(1)班" }
|
||
},
|
||
"pendingHomework": [
|
||
{
|
||
"id": "h-001",
|
||
"title": "数学作业第三章",
|
||
"dueDate": "2026-07-12",
|
||
"subject": "数学"
|
||
}
|
||
],
|
||
"upcomingExams": [
|
||
{
|
||
"id": "e-001",
|
||
"title": "期中考试",
|
||
"examDate": "2026-07-15",
|
||
"daysLeft": 6
|
||
}
|
||
],
|
||
"unreadNotifications": 3,
|
||
"lastGrade": { "examTitle": "月考", "score": 92, "date": "2026-07-01" }
|
||
},
|
||
"meta": {
|
||
"cachedAt": "2026-07-09T10:00:00Z",
|
||
"partial": false,
|
||
"degradedServices": []
|
||
}
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
**部分降级响应**（下游 msg 不可达）：
|
||
|
||
```json
|
||
{
|
||
"success": true,
|
||
"data": { "...": "...", "unreadNotifications": 0 },
|
||
"meta": {
|
||
"partial": true,
|
||
"degradedServices": ["msg"],
|
||
"traceId": "r-abc123"
|
||
}
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
**错误响应**：
|
||
|
||
| HTTP | code | 触发条件 |
|
||
| ---- | ---------------------------- | -------------------------------- |
|
||
| 401 | `BFF_STUDENT_UNAUTHORIZED` | 缺失 x-user-id 头 |
|
||
| 502 | `BFF_STUDENT_BAD_GATEWAY` | 必需下游全部失败（iam+core-edu） |
|
||
| 500 | `BFF_STUDENT_INTERNAL_ERROR` | 未捕获异常 |
|
||
|
||
#### 4.2.2 POST `/student/homework/:id/submit`（P3 核心 mutation）
|
||
|
||
**请求**：
|
||
|
||
```
|
||
POST /student/homework/h-001/submit
|
||
Headers:
|
||
x-user-id: u-stu-001
|
||
Content-Type: application/json
|
||
Body:
|
||
{
|
||
"answers": [
|
||
{ "questionId": "q-001", "content": "答案是..." },
|
||
{ "questionId": "q-002", "content": "解答过程...", "attachments": ["https://oss/edu/hw.pdf"] }
|
||
]
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
**响应 200**：
|
||
|
||
```json
|
||
{
|
||
"success": true,
|
||
"data": {
|
||
"submissionId": "sub-001",
|
||
"homeworkId": "h-001",
|
||
"submittedAt": "2026-07-09T10:30:00Z",
|
||
"status": "submitted"
|
||
}
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
**错误响应**：
|
||
|
||
| HTTP | code | 触发条件 |
|
||
| ---- | ------------------------------ | ------------------------------ |
|
||
| 400 | `BFF_STUDENT_VALIDATION_ERROR` | Zod 校验失败（answers 为空等） |
|
||
| 409 | `BFF_STUDENT_CONFLICT` | 重复提交 / 已过截止时间 |
|
||
| 502 | `BFF_STUDENT_BAD_GATEWAY` | core-edu 不可达 |
|
||
|
||
**BFF 行为**：
|
||
|
||
1. Zod 校验 body
|
||
2. 透传 `x-user-id` 给 core-edu
|
||
3. core-edu 写入 homework_submissions + Outbox 事件 `edu.teaching.homework.submitted`
|
||
4. BFF 失效 `student:homework:u-stu-001:*` 缓存
|
||
5. 返回提交回执
|
||
|
||
#### 4.2.3 GET `/student/grades`（自我越权防御示例）
|
||
|
||
**请求**：
|
||
|
||
```
|
||
GET /student/grades?page=1&pageSize=20&subject=数学
|
||
Headers: x-user-id: u-stu-001
|
||
```
|
||
|
||
**响应 200**：
|
||
|
||
```json
|
||
{
|
||
"success": true,
|
||
"data": {
|
||
"grades": [
|
||
{
|
||
"id": "g-001",
|
||
"examTitle": "月考",
|
||
"subject": "数学",
|
||
"score": 92,
|
||
"gradedAt": "2026-07-01T15:00:00Z",
|
||
"feedback": "解题思路清晰"
|
||
}
|
||
],
|
||
"pagination": { "page": 1, "pageSize": 20, "total": 5 }
|
||
}
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
**BFF 行为**：
|
||
|
||
1. 强制 `studentId = userId`（自我越权防御）
|
||
2. 调用 core-edu `GET /grades/student/u-stu-001`
|
||
3. Transformer 裁剪敏感字段（如 gradedBy 教师姓名，按视口过滤）
|
||
4. 60s Redis 缓存
|
||
|
||
### 4.3 API 风格决策（已裁决 B1）
|
||
|
||
> ✅ **B1 裁决**：student-bff 从 P2 起直接采用 GraphQL Yoga + DataLoader，禁止 REST 渐进。
|
||
|
||
| 选项 | 优势 | 劣势 | 裁决结果 |
|
||
| ----------------------------------- | ------------------------------ | ---------------------------------- | -------------------------------- |
|
||
| A. REST（对齐 teacher-bff 现状） | 实现快、与 teacher-bff 一致 | 多次往返、字段冗余 | ❌ 否决（禁止 REST 渐进） |
|
||
| B. GraphQL（对齐 004 §11.3 目标态） | 客户端按需取字段、聚合天然适合 | 需引入 Yoga + DataLoader | **✅ B1 裁决采用**（P2 起直接 GraphQL） |
|
||
| C. REST + DataLoader（混合） | 解决 N+1 | 引入额外复杂度 | ❌ 否决 |
|
||
|
||
**决策落地**：
|
||
- GraphQL Yoga over HTTP（SSE 传输 Subscription）
|
||
- DataLoader 按下游服务分批聚合，解决 N+1
|
||
- Schema 存放 `packages/shared-ts/contracts/graphql/student-bff.schema.graphql`
|
||
- 分页采用 Relay Cursor Connections 规范
|
||
- 降级模式方案 B（president §2.6）
|
||
|
||
---
|
||
|
||
## 5. 事件设计
|
||
|
||
> BFF **不发布**领域事件（无业务事务）。BFF 可**订阅**事件用于实时推送（P5 阶段）。
|
||
|
||
### 5.1 订阅事件清单（P5 阶段）
|
||
|
||
| Topic | 事件 | 消费动作 | 幂等性 |
|
||
| -------------------------------- | ------------------------- | ----------------------------------------- | ------------------- |
|
||
| `edu.teaching.homework.assigned` | 教师布置作业 | 查 Redis 学生 session → 推送 push-gateway | event_id SETNX 去重 |
|
||
| `edu.teaching.homework.graded` | 作业批改完成 | 失效 `student:grades:*` + 推送 | event_id SETNX 去重 |
|
||
| `edu.teaching.exam.published` | 考试发布 | 失效 `student:exams:*` + 推送考试提醒 | event_id SETNX 去重 |
|
||
| `edu.teaching.exam.updated` | 考试更新（时间/地点变更） | 失效 `student:exams:*` + 推送变更通知 | event_id SETNX 去重 |
|
||
| `edu.teaching.grade.recorded` | 成绩录入 | 失效 `student:grades:*` + 推送成绩通知 | event_id SETNX 去重 |
|
||
| `edu.identity.user.role_changed` | 学生角色变更 | 失效 `student:viewports:userId` | event_id SETNX 去重 |
|
||
| `edu.notification.events` | 通知事件 | 推送给学生 | event_id SETNX 去重 |
|
||
|
||
### 5.2 事件订阅架构（P5）
|
||
|
||
```mermaid
|
||
graph LR
|
||
K[(Kafka)]
|
||
ES[EventSubscriber<br/>NestJS Module]
|
||
Idempotency[(Redis SETNX<br/>event_id 去重)]
|
||
Session[(Redis<br/>学生在线 session)]
|
||
DC[DownstreamClient]
|
||
Push[push-gateway]
|
||
Cache[Redis Cache Invalidation]
|
||
|
||
K -->|homework.graded| ES
|
||
ES --> Idempotency
|
||
Idempotency -->|首次| Session
|
||
Session -->|在线| DC
|
||
DC --> Push
|
||
ES --> Cache
|
||
```
|
||
|
||
### 5.3 事件订阅消费者组设计
|
||
|
||
```yaml
|
||
# P5 阶段 Kafka 消费者组配置
|
||
consumer_group: student-bff-event-subscriber
|
||
topics:
|
||
- edu.teaching.homework.assigned
|
||
- edu.teaching.homework.graded
|
||
- edu.teaching.exam.published
|
||
- edu.teaching.exam.updated
|
||
- edu.teaching.grade.recorded
|
||
- edu.identity.user.role_changed
|
||
- edu.notification.events
|
||
commit_strategy: manual # 处理成功后手动 commit
|
||
retry_strategy:
|
||
max_retries: 3
|
||
backoff: exponential
|
||
dlq_topic: edu.student-bff.dlq
|
||
```
|
||
|
||
### 5.4 不订阅事件的设计决策
|
||
|
||
| 候选事件 | 是否订阅 | 理由 |
|
||
| -------------------------------- | --------- | ------------------------------------------------ |
|
||
| `edu.teaching.exam.deleted` | ❌ 不订阅 | 学生已查看的考试删除走 next render 自然刷新 |
|
||
| `edu.content.question.published` | ❌ 不订阅 | 题库变更不影响学生首页，按需查询即可 |
|
||
| `edu.insight.mastery.updated` | ❌ 不订阅 | 掌握度更新通过 data-ana 查询时获取，无需主动推送 |
|
||
| `edu.insight.ai.usage` | ❌ 不订阅 | AI 用量统计不推送给学生 |
|
||
|
||
---
|
||
|
||
## 6. 横切关注点对齐清单
|
||
|
||
### 6.1 权限装饰器决策（已裁决 B3/B4）
|
||
|
||
> ✅ **B3 裁决**：BFF 豁免 `@RequirePermission`，透传 `x-user-id` 给下游校验。
|
||
> ✅ **B4 裁决**：强制自我越权防御（AuthorizationGuard），学生只能查/操作自己数据。
|
||
> **president §2.9 方案 D**：DEV_MODE 下无 JWT 时跳过越权校验（本地开发友好）。
|
||
|
||
| 决策 | 选项 | 裁决结果 |
|
||
| ------------------------------- | ----------------------------------------------------------------- | -------------------------------------------------------------- |
|
||
| BFF 是否加 `@RequirePermission` | A. 不加（对齐 teacher-bff，透传 x-user-id）<br/>B. 加（双重校验） | **B3：A 方案**（BFF 豁免 `@RequirePermission`，透传 x-user-id）|
|
||
| 自我越权防御 | A. 不做（依赖下游）<br/>B. BFF 层做 userId 强制比对 | **B4：B 方案**（强制 AuthorizationGuard） |
|
||
|
||
**B4 越权防御实现**（`src/student/guards/authorization.guard.ts`）：
|
||
|
||
- **场景 A**（`assertOwnData`）：资源无归属关系 → 抛 `ForbiddenResourceError`（403）
|
||
- **场景 B**（`assertIdentityMatch`）：JWT userId 与 body userId 不一致 → 抛 `IdentityMismatchError`（403）
|
||
- **DEV_MODE**（president §2.9 方案 D）：`env.DEV_MODE=true` 时跳过越权校验
|
||
- **错误码**（president §2.7）：`BFF_STUDENT_FORBIDDEN_RESOURCE` / `BFF_STUDENT_IDENTITY_MISMATCH`
|
||
|
||
### 6.2 错误码清单（BFF_STUDENT_ 前缀）
|
||
|
||
| 错误码 | HTTP | 触发条件 | 详情字段 |
|
||
| --------------------------------- | ---- | ----------------------------------- | ---------------------------------------- |
|
||
| `BFF_STUDENT_VALIDATION_ERROR` | 400 | Zod 校验失败 | `{ field, message }` |
|
||
| `BFF_STUDENT_UNAUTHORIZED` | 401 | 缺失 x-user-id 头 | — |
|
||
| `BFF_STUDENT_FORBIDDEN_RESOURCE` | 403 | 场景 A：资源无归属（president §2.7）| `{ requested, actual }` |
|
||
| `BFF_STUDENT_IDENTITY_MISMATCH` | 403 | 场景 B：JWT/body userId 不一致（president §2.7） | `{ jwt, body }` |
|
||
| `BFF_STUDENT_NOT_FOUND` | 404 | 资源不存在（BFF 自身资源） | `{ resource, id }` |
|
||
| `BFF_STUDENT_CONFLICT` | 409 | 重复提交 / 状态冲突 | `{ reason }` |
|
||
| `BFF_STUDENT_BUSINESS_ERROR` | 422 | 业务规则违反 | `{ rule }` |
|
||
| `BFF_STUDENT_BAD_GATEWAY` | 502 | 下游 gRPC 调用失败（B2 裁决） | `{ service, method, code, traceId }` |
|
||
| `BFF_STUDENT_GATEWAY_TIMEOUT` | 504 | 下游调用超时 | `{ service, method, timeoutMs }` |
|
||
| `BFF_STUDENT_SERVICE_UNAVAILABLE` | 503 | 熔断器开启（P6 opossum） | `{ service, circuitState }` |
|
||
| `BFF_STUDENT_INTERNAL_ERROR` | 500 | 未捕获异常 | `{ traceId }` |
|
||
|
||
### 6.3 Logger（pino）
|
||
|
||
| 项 | 值 |
|
||
| ------------ | --------------------------------------------------------------------- |
|
||
| 文件位置 | `src/shared/observability/logger.ts` |
|
||
| service 字段 | `'student-bff'` |
|
||
| level | env.LOG_LEVEL（默认 `info`） |
|
||
| 输出 | JSON stdout |
|
||
| 字段 | `time, level, service, msg, traceId, userId, endpoint, duration, err` |
|
||
| 采样 | 生产环境 warn+ 100% 采样，info 10% 采样 |
|
||
|
||
### 6.4 Metrics（prom-client）
|
||
|
||
| 指标名 | 类型 | 标签 | 描述 |
|
||
| ----------------------------------------- | --------- | ------------------------------- | ------------------------------------------- |
|
||
| `student_bff_requests_total` | Counter | `method, path, status` | 请求总数 |
|
||
| `student_bff_request_duration_seconds` | Histogram | `method, path` | 请求延迟 |
|
||
| `student_bff_downstream_calls_total` | Counter | `service, endpoint, status` | 下游调用次数 |
|
||
| `student_bff_downstream_duration_seconds` | Histogram | `service, endpoint` | 下游调用延迟 |
|
||
| `student_bff_downstream_errors_total` | Counter | `service, endpoint, error_type` | 下游调用错误数 |
|
||
| `student_bff_cache_hits_total` | Counter | `cache_key_pattern` | 缓存命中 |
|
||
| `student_bff_cache_misses_total` | Counter | `cache_key_pattern` | 缓存未命中 |
|
||
| `student_bff_circuit_state` | Gauge | `service, state` | 熔断器状态（0=closed, 1=open, 2=half-open） |
|
||
| `student_bff_sse_connections` | Gauge | — | SSE 连接数（P5） |
|
||
| `student_bff_event_consumed_total` | Counter | `topic, event_type` | 事件消费数（P5） |
|
||
| `student_bff_event_pushed_total` | Counter | `topic, push_status` | 推送数（P5） |
|
||
|
||
### 6.5 Tracer（OpenTelemetry）
|
||
|
||
| 项 | 值 |
|
||
| --------------------- | ------------------------------------------------- |
|
||
| 文件位置 | `src/shared/observability/tracer.ts` |
|
||
| serviceName | `'student-bff'` |
|
||
| exporter | OTLP HTTP → collector |
|
||
| auto-instrumentations | http, nestjs-core, express, fetch, redis, kafka |
|
||
| span 属性 | `userId, endpoint, downstream.service, cache.hit` |
|
||
| 采样率 | 生产 10%，开发 100% |
|
||
| 上下文传播 | W3C Trace Context（traceparent 头） |
|
||
|
||
### 6.6 健康检查
|
||
|
||
| 端点 | 检查逻辑 | 响应 |
|
||
| ---------- | ---------------------------------------------------- | ------------------------------------------------- |
|
||
| `/healthz` | 进程存活（直接返回 ok） | `200 { status: 'ok', service: 'student-bff' }` |
|
||
| `/readyz` | P3：直接返回 ok<br/>P4+：检查下游可达性（HEAD 请求） | `200 { status: 'ready', checks: {...} }` 或 `503` |
|
||
|
||
> **/readyz 增强方案（P4+）**：
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>
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> - 并行 HEAD 请求 iam / core-edu 的 /healthz
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||
> - 任一关键下游不可达 → 返回 503（让 K8s 不分发流量）
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||
> - 非关键下游（如 data-ana）不可达 → 返回 200 + `degraded: true`
|
||
> - 检查结果 5s Redis 缓存，避免高频探测
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||
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### 6.7 优雅关闭
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```mermaid
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sequenceDiagram
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participant K8s as K8s/SIGTERM
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participant App as NestApp
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participant HTTP as HTTP Server
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participant SSE as SSE Connections
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participant Sub as EventSubscriber
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participant Cache as Redis
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participant Tracer as OTel
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K8s->>App: SIGTERM
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App->>App: 1. 拒绝新请求（readyz 返回 503）
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App->>Sub: 2. 停止消费 Kafka（commit 最后 offset）
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||
App->>SSE: 3. 通知所有 SSE 连接关闭（发送 done 事件）
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||
App->>HTTP: 4. 等待 in-flight 请求完成（最多 10s）
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||
App->>Cache: 5. 关闭 Redis 连接
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||
App->>Tracer: 6. flush 剩余 span
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App-->>K8s: 7. 进程退出
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||
```
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### 6.8 输入验证（Zod）
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| 端点 | Zod Schema | 校验项 |
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| -------------------------------------- | ----------------------- | -------------------------------------- |
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||
| POST `/student/homework/:id/submit` | `SubmitHomeworkSchema` | answers 非空、每题 content ≤ 5000 字符 |
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||
| POST `/student/notifications/:id/read` | 无 body | path param `id` 非空 |
|
||
| POST `/student/ai/chat` | `AIChatSchema` | messages 1-20 条、content ≤ 8000 字符 |
|
||
| GET `/student/grades` | `ListGradesQuerySchema` | page ≥ 1、pageSize 1-50 |
|
||
| 所有 GET 端点 | query schema | 分页参数、过滤参数 |
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### 6.9 全局错误过滤器
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- 文件：`src/shared/errors/global-error.filter.ts`
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- 装饰：`@Catch()` 全局
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- 行为：
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1. ApplicationError → 按 statusCode + code 返回 ActionState
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2. ZodError → 400 + `BFF_STUDENT_VALIDATION_ERROR` + details
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3. 未知 Error → 500 + `BFF_STUDENT_INTERNAL_ERROR` + traceId
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4. 注入 traceId（从 `x-request-id` 头或新生成）
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### 6.10 Dockerfile
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```dockerfile
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# 多阶段构建，对齐 teacher-bff
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FROM node:22-alpine AS builder
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WORKDIR /app
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COPY package.json pnpm-lock.yaml ./
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||
RUN npm install -g pnpm && pnpm install --frozen-lockfile
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||
COPY tsconfig.json nest-cli.json ./
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||
COPY src/ ./src/
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||
RUN pnpm run build
|
||
|
||
FROM node:22-alpine AS runtime
|
||
WORKDIR /app
|
||
COPY package.json pnpm-lock.yaml ./
|
||
RUN npm install -g pnpm && pnpm install --prod --frozen-lockfile
|
||
COPY --from=builder /app/dist ./dist
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||
EXPOSE 3009
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||
CMD ["node", "dist/main.js"]
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||
```
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---
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## 7. 与其他模块的交互点（契约清单）
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### 7.1 完整交互矩阵
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| 方向 | 对方服务 | 协议 | 接口/事件 | 用途 | 阶段 |
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| ------ | -------------- | ------------------ | --------------------------------------------------------------------------------------------------------------- | --------------------------- | ------ |
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||
| 被调用 | api-gateway | HTTP | `/student/*`（全部端点） | 网关路由 | P3 |
|
||
| 被调用 | student-portal | HTTP | 同上（经网关） | 前端调用 | P3 |
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||
| 调用 | iam | HTTP→gRPC P3+ | `GET /iam/me` / `GET /iam/viewports` / `GET /iam/permissions/effective` | 学生信息 + 视口 + 权限 | P3 |
|
||
| 调用 | core-edu | HTTP→gRPC P3+ | `GET /exams/class/:cid` / `GET /homework/class/:cid` / `POST /homework/:id/submit` / `GET /grades/student/:sid` | 考试/作业/成绩 | P3 |
|
||
| 调用 | content | HTTP→gRPC P4+ | `GET /textbooks` / `GET /chapters` / `GET /questions` / `GET /knowledge-points/:id/learning-path` | 教材/章节/题库/学习路径 | P4 |
|
||
| 调用 | data-ana | HTTP→gRPC P4+ | `GET /analytics/student/:id/weakness` / `GET /analytics/student/:id/trend` | 学情诊断 | P4 |
|
||
| 调用 | msg | HTTP→gRPC P5+ | `GET /notifications` / `POST /notifications/:id/read` | 消息中心 | P5 |
|
||
| 调用 | ai | HTTP→gRPC P5+ | `POST /ai/chat` / `POST /ai/stream-chat` | AI 答疑 | P5 |
|
||
| 调用 | push-gateway | HTTP | `POST /push/user/:userId` | 推送给在线学生 | P5 |
|
||
| 消费 | Kafka | Kafka | `edu.teaching.homework.assigned` | 推送作业通知 | P5 |
|
||
| 消费 | Kafka | Kafka | `edu.teaching.homework.graded` | 推送批改完成通知 + 失效缓存 | P5 |
|
||
| 消费 | Kafka | Kafka | `edu.teaching.exam.published` | 推送考试提醒 | P5 |
|
||
| 消费 | Kafka | Kafka | `edu.teaching.exam.updated` | 推送考试变更 | P5 |
|
||
| 消费 | Kafka | Kafka | `edu.teaching.grade.recorded` | 推送成绩 + 失效缓存 | P5 |
|
||
| 消费 | Kafka | Kafka | `edu.identity.user.role_changed` | 失效视口缓存 | P5 |
|
||
| 消费 | Kafka | Kafka | `edu.notification.events` | 推送通知 | P5 |
|
||
| 依赖 | shared-proto | 静态导入 | iam.proto / core_edu.proto / content.proto / analytics.proto / ai.proto / msg.proto / events.proto | 契约定义 | 跨阶段 |
|
||
| 依赖 | shared-ts | 静态导入（待建立） | BFF 通用工具（DownstreamClient、CacheKey 生成器） | 共享工具 | P3+ |
|
||
| 依赖 | Redis | TCP | 缓存 | 短缓存 | P3 |
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||
| 依赖 | OTLP Collector | HTTP | trace 上报 | 可观测性 | P3 |
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### 7.2 跨模块协作需求（需提交 coord 协调）
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| # | 需求 | 涉及 AI | 阻塞阶段 | 协调内容 |
|
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| --- | --------------------------------------------------------------------- | --------------------- | -------- | --------------------------------------------------------- |
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| 1 | api-gateway 新增 `/student` 路由 | ai01 | P3 | 在 main.go + config.go 新增 `StudentBffURL` 字段 + 路由块 |
|
||
| 2 | docker-compose.deploy.yml 新增 student-bff 服务定义 | coord（infra） | P3 | 端口 3009，加入 edu-net + edu-shared 网络 |
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| 3 | full-stack-runbook 端口矩阵更新 | coord（docs） | P3 | 追加 3009 行 |
|
||
| 4 | 004 §15 文档位置矩阵更新 | coord（docs） | P3 | student-bff 状态从"📐 需设计"改为"✅ 已实现" |
|
||
| 5 | shared-proto 补全 iam.proto（Viewport / EffectivePermissions） | coord | P3 | 当前走 REST，proto 补全后切换 gRPC |
|
||
| 6 | shared-proto 补全 content.proto（Chapter / Question / KnowledgePath） | coord | P4 | P4 content 服务落地前补全 |
|
||
| 7 | shared-proto 补全 core_edu.proto（Schedule / Attendance 域） | coord | P4+ | 学生课表/考勤未来扩展用 |
|
||
| 8 | buf.gen.yaml 补 gRPC 插件 | coord | P3 | ✅ B2 裁决：TS 走 @grpc/proto-loader 动态加载，无需 buf generate gRPC 插件 |
|
||
| 9 | core-edu 启用 gRPC server | ai03（core-edu 负责） | P3 | student-bff gRPC 调用前提（B2 裁决） |
|
||
| 10 | iam 启用 gRPC server | ai02 | P3 | 同上（B2 裁决） |
|
||
| 11 | core-edu `HomeworkService.SubmitHomework` gRPC method 必须落地 | ai03 | P3 | student-bff P3 核心依赖（B2 裁决：gRPC 通信） |
|
||
| 12 | core-edu `GradeService.ListGradesByStudent` gRPC method 必须落地 | ai03 | P3 | 学生查成绩依赖（B2 裁决：gRPC 通信） |
|
||
| 13 | msg 服务落地 `NotificationService.ListNotifications` gRPC method | ai05 | P5 | student-bff P5 消息中心依赖（B2 裁决：gRPC 通信） |
|
||
| 14 | ai 服务落地 `AiService.Chat` + `AiService.StreamChat` gRPC method | ai06 | P5 | student-bff P5 AI 答疑依赖（B2 裁决：gRPC，StreamChat 为 server-streaming）|
|
||
| 15 | push-gateway 落地 `/push/user/:userId` HTTP 端点 | ai01 | P5 | student-bff P5 推送依赖（push-gateway 为 HTTP，非 gRPC） |
|
||
| 16 | data-ana 落地 `AnalyticsService.GetStudentWeakness` + `GetLearningTrend` gRPC | ai06 | P4 | student-bff P4 学情诊断依赖（B2 裁决：gRPC 通信） |
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||
|
||
### 7.3 与 teacher-bff / parent-bff 的复用与差异
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||
| 维度 | teacher-bff（教师场景） | student-bff（学生场景） | parent-bff（家长场景） |
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| ---------- | ---------------------------------------- | ------------------------------------------------------------------ | --------------------------------------------- |
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||
| DataScope | CLASS（教师看本班） | SELF（学生只看自己） | CHILDREN（家长看绑定子女） |
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||
| 越权防御 | 不做（透传 x-user-id） | **做**（强制 userId 比对） | **做**（强制 childId 必须在绑定列表） |
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||
| 端口 | 3003 | 3009 | 3010 |
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||
| 路由前缀 | `/teacher` | `/student` | `/parent` |
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||
| 错误码前缀 | `BFF_TEACHER_` | `BFF_STUDENT_` | `BFF_PARENT_` |
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||
| 指标前缀 | `teacher_bff_` | `student_bff_` | `parent_bff_` |
|
||
| 聚合复杂度 | 高（教师跨班跨年级） | 低（学生单维度） | 中（多子女切换） |
|
||
| 主要下游 | iam + core-edu + content + data-ana + ai | iam + core-edu（P3）→ + content + data-ana（P4）→ + msg + ai（P5） | iam + core-edu（P4）→ + msg + data-ana（P4+） |
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---
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## 8. 风险与假设
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### 8.1 技术风险
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| 风险 | 概率 | 影响 | 缓解措施 |
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| ------------------------------- | ---- | ---- | ----------------------------------------------------------------------------- |
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||
| 下游服务故障导致 Dashboard 全白 | 中 | 高 | Promise.allSettled 容错 + partial 标记 + 关键下游（iam）熔断降级返回基础信息 |
|
||
| AI 流式响应中断（SSE 断连） | 中 | 中 | 客户端断线重连机制 + 服务端清理孤儿连接 + last-event-id 续传 |
|
||
| Redis 缓存雪崩 | 低 | 高 | TTL 加随机抖动（±20%）+ 熔断 + 单飞模式（同 key 并发只放一个去下游） |
|
||
| Kafka 消费堆积 | 低 | 中 | 消费者组并行度配置 + DLQ + 告警阈值（lag > 1000） |
|
||
| 高并发作业提交（截止前扎堆） | 中 | 中 | 透传 core-edu 处理（Redis 分布式锁），BFF 层加 IP+userId 限流（透传 gateway） |
|
||
| 缓存与 DB 不一致 | 中 | 中 | 短 TTL（15-60s）+ 事件驱动主动失效 + 提交后立即 DEL |
|
||
| BFF 单点故障 | 低 | 高 | 无状态设计，K8s 多副本部署 + HPA |
|
||
|
||
### 8.2 外部依赖假设
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||
| 假设 | 若假设不成立的影响 | Fallback 方案 |
|
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| ------------------------------------------- | -------------------------- | --------------------------------------------------- |
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||
| iam `/iam/me` 返回包含 classId | Dashboard 无法聚合待办作业 | 调用 core-edu 反查学生所在班级 |
|
||
| core-edu `POST /homework/:id/submit` 已实现 | P3 核心端点无法交付 | 阻塞 P3 退出标准，提请 coord 协调 ai03 |
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||
| core-edu `GET /grades/student/:sid` 已实现 | 学生查成绩端点无法交付 | 阻塞 P3，提请 coord 协调 ai03 |
|
||
| api-gateway 已注册 `/student` 路由 | 前端请求 404 | P3 阻塞，提请 coord 协调 ai01 |
|
||
| Redis 已部署且网络可达 | 缓存层失效，性能下降 | Cache 层降级为内存 LRU（如 cache-manager 内存模式） |
|
||
| OTLP Collector 已部署 | 链路追踪缺失 | 不影响业务，仅日志降级 |
|
||
| Kafka 已部署且 topic 已创建 | P5 事件订阅无法实现 | P5 阻塞；P3/P4 不依赖 Kafka |
|
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|
||
### 8.3 设计决策（已裁决 B1-B8 + president §2.2-2.9）
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> ✅ 全部 12 项决策已由 coord-final-decisions §2 B1-B8 + president-final-rulings §2.2-2.9 裁决。
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| # | 决策点 | 裁决编号 | 裁决结论 |
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||
| --- | ---------------------------------------------------------------- | -------------- | ---------------------------------------------------------------------------------------------- |
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| 1 | BFF API 风格 | **B1** | GraphQL Yoga + DataLoader（P2 起直接 GraphQL，禁止 REST 渐进） |
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||
| 2 | BFF 是否做权限校验 | **B3** | BFF 豁免 `@RequirePermission`，透传 `x-user-id` 给下游校验 |
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||
| 3 | BFF 是否做自我越权防御 | **B4** | 强制 B4 越权防御（AuthorizationGuard，场景 A + 场景 B，president §2.9 方案 D DEV_MODE 放行） |
|
||
| 4 | `/readyz` 检查逻辑 | - | 检查下游 6 个服务可达性（必需失败返回 503，可选软失败返回 200 + degraded=true） |
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||
| 5 | Kafka 事件订阅时机 | **B7** | P2-P4 不订阅，P5 起订阅 7 个 topic，Redis SETNX `event_id` 幂等去重 |
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||
| 6 | 缓存策略 | **B6** | Redis 5-30s 短缓存，TTL ±20% 随机抖动防雪崩 |
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| 7 | 端口分配 | - | 3009（HTTP），无 gRPC 端口对外 |
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||
| 8 | 错误码前缀 | **B5** | `BFF_STUDENT_`（BFF 在前，非 `STUDENT_BFF_`） |
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||
| 9 | DownstreamClient 抽象是否回写 teacher-bff | **B8** | 回写 shared-ts，3 个 BFF 统一使用 DownstreamClient |
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| 10 | 是否引入 NestJS CQRS 模块 | - | 不引入（BFF 用 GraphQL Resolver + Service 模式，CQRS 收益不大） |
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| 11 | SSE 实现 | **B1** | GraphQL Subscription + SSE 传输（GraphQL Yoga 原生支持），AI 流式走 gRPC server-streaming 透传 |
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| 12 | 是否引入熔断器 | - | P6 引入 opossum 熔断器（50% 阈值，30s reset，10 次 volumeThreshold） |
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## 9. 演进路线图
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### 9.1 各阶段演进总览
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```mermaid
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graph LR
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P3[P3 核心教学<br/>M7-M10]
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P4[P4 内容分析<br/>M11-M13]
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P5[P5 沟通AI<br/>M14-M16]
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P6[P6 硬化<br/>M17-M18]
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P3 --> P4 --> P5 --> P6
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P3 -.GraphQL Yoga + gRPC.-> P3
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P4 -.+content+data-ana.-> P4
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P4 -.+学情诊断+学习路径.-> P4
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P5 -.+msg+ai+Kafka订阅.-> P5
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P5 -.+SSE流式+push-gateway推送.-> P5
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P6 -.+HPA+Istio mTLS.-> P6
|
||
P6 -.+全链路可观测.-> P6
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```
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### 9.2 API 风格演进（已裁决 B1：GraphQL 即起点）
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> ✅ **B1 裁决**：P2 起直接 GraphQL Yoga + DataLoader，无 REST 渐进期。
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| 阶段 | API 风格 | 触发条件 | 实施状态 |
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| ---- | --------------------------- | ------------------------------- | ------------------------------------- |
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| P2+ | **GraphQL Yoga**（B1 裁决） | 直接采用，无 REST 历史 | ✅ 已落地（`src/shared/graphql/yoga.ts`） |
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| P3 | + DataLoader 分批聚合 | 解决 N+1 查询 | ✅ 已落地（`src/shared/graphql/dataloader.ts`） |
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| P3 | + Redis 短缓存（B6 裁决） | 5-30s TTL ±20% 抖动 | ✅ 已落地（`src/shared/cache/`） |
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| P5 | + Subscription（SSE 传输） | AI 流式答疑 | ✅ 已落地（`src/student/resolvers/ai-stream.resolver.ts`） |
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| P6 | + 熔断器（opossum） | 下游故障隔离 | ✅ 已落地（`src/shared/circuit-breaker/`） |
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|
||
**GraphQL 落地清单**：
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||
- Schema：`packages/shared-ts/contracts/graphql/student-bff.schema.graphql`（17 个字段：14 Query + 2 Mutation + 1 Subscription）
|
||
- Resolver：`src/student/resolvers/`（6 个文件：dashboard / homework / exam / grade / notification / ai-stream）
|
||
- DataLoader：按下游服务分批聚合
|
||
- 降级模式：方案 B（president §2.6，`success=true + data 内 degraded=true`）
|
||
|
||
### 9.3 通信协议演进（已裁决 B2：gRPC 首次即用）
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||
> ✅ **B2 裁决**：首次实现即用 gRPC（@grpc/grpc-js + @grpc/proto-loader），禁止 HTTP fetch。
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||
| 阶段 | BFF → 业务服务协议 | 理由 | 实施状态 |
|
||
| ---- | --------------------------- | ----------------------------------------- | ------------------------------------- |
|
||
| P2+ | **gRPC**（B2 裁决） | 首次即用，无 HTTP fetch 历史 | ✅ 已落地（DownstreamClient.call） |
|
||
| P5 | + gRPC server-streaming | AI 流式答疑（ai.StreamChat） | ✅ 已落地（DownstreamClient.callStream） |
|
||
| P6 | + Service Mesh（Istio mTLS）| 流量治理 + mTLS | ⏳ P6 阶段 |
|
||
|
||
**DownstreamClient 抽象**（B8 裁决，复用 shared-ts）：
|
||
- 位置：`packages/shared-ts/src/bff/downstream-client.ts`
|
||
- 方法：`call`（unary）/ `callAll`（并行 unary）/ `callStream`（server-streaming）
|
||
- Mock 模式：`env.MOCK_UPSTREAM=true` 时返回固定数据
|
||
- 3 个 BFF 统一使用：student-bff / teacher-bff / parent-bff
|
||
|
||
### 9.4 推送通道演进
|
||
|
||
| 阶段 | 推送方式 | 触发场景 |
|
||
| ---- | ---------------------- | -------------------------- |
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| P3 | 无推送 | 学生主动查询 |
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||
| P5 | SSE 单向推送 | AI 答疑流式 + 成绩发布通知 |
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||
| P5+ | WebSocket 双向推送 | 实时通知 + 在线状态 |
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||
| P6+ | 移动端推送（FCM/APNs） | 离线推送（未来扩展） |
|
||
|
||
### 9.5 多角色复用演进
|
||
|
||
| 阶段 | student-bff 复用角色 | 视口差异化策略 |
|
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| ---- | ---------------------------------- | --------------------- |
|
||
| P3 | 学生 | 单一视口 |
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||
| P4+ | 学习委员（学生 + 班级汇总视口） | L1 增加"班级学情"菜单 |
|
||
| P5+ | 课代表（学生 + 学科作业收集视口） | L1 增加"作业收集"菜单 |
|
||
| P6+ | 走读生/住宿生差异化（作息/课程表） | L4 数据范围细化 |
|
||
|
||
> **设计预留**：视口模型（§3.3）已支持 `dataScope.showHistoryGrades` 等细粒度开关，新角色只需在 iam 配置视口，BFF 自动适配，无需改代码。
|
||
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||
---
|
||
|
||
## 10. 扩展点设计
|
||
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||
### 10.1 多端适配扩展（H5/小程序）
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||
|
||
```mermaid
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||
graph LR
|
||
A[student-bff API] --> B[Transformer 层]
|
||
B --> C[Web 版响应]
|
||
B --> D[H5 版响应（字段精简）]
|
||
B --> E[小程序版响应（字段精简 + 数据预取）]
|
||
```
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||
|
||
**实现**：在 Transformer 层根据 `x-client-type` 头（web/h5/miniapp）选择不同的字段裁剪策略。
|
||
|
||
### 10.2 国际化扩展
|
||
|
||
```typescript
|
||
// 预留 i18n 接入点
|
||
export interface I18nContext {
|
||
locale: 'zh-CN' | 'en-US';
|
||
timezone: 'Asia/Shanghai' | 'America/Los_Angeles';
|
||
}
|
||
|
||
// Service 层接收 i18n context，透传给下游
|
||
async getDashboard(userId: string, i18n: I18nContext): Promise<StudentDashboard> {
|
||
// 透传 Accept-Language 头给下游
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
### 10.3 多子女切换扩展（家长场景借鉴）
|
||
|
||
虽然 parent-bff 是独立服务，但 student-bff 的设计可为 parent-bff 提供借鉴：
|
||
|
||
| 共享模式 | student-bff 实现 | parent-bff 复用方式 |
|
||
| -------------------- | ---------------- | --------------------------- |
|
||
| DownstreamClient | 通用封装 | 直接复用，仅改 service 名 |
|
||
| Cache key 命名 | `student:*` | 改为 `parent:*` |
|
||
| 自我越权防御 | userId 强制比对 | 改为 childId 必须在绑定列表 |
|
||
| Transformer 视口过滤 | StudentViewport | 改为 ParentViewport |
|
||
| EventSubscriber | 订阅学生相关事件 | 订阅子女相关事件 |
|
||
|
||
### 10.4 离线模式扩展
|
||
|
||
未来支持学生端离线查看已加载的作业/教材：
|
||
|
||
| 端点 | 离线策略 |
|
||
| ------------------------------------- | --------------------------------------- |
|
||
| `GET /student/homework/:id` | 返回 ETag + Last-Modified，支持条件请求 |
|
||
| `GET /student/textbooks/:id/chapters` | 长缓存（300s）+ ETag |
|
||
|
||
### 10.5 AI 答疑增强扩展
|
||
|
||
```mermaid
|
||
graph LR
|
||
A[学生提问] --> B{是否需查知识点?}
|
||
B -- 是 --> C[调用 content 查知识点]
|
||
B -- 否 --> D[直接调 ai/chat]
|
||
C --> D
|
||
D --> E{是否需查学情?}
|
||
E -- 是 --> F[调用 data-ana 查弱项]
|
||
E -- 否 --> G[LLM 生成]
|
||
F --> G
|
||
G --> H[返回答案 + 引用知识点]
|
||
```
|
||
|
||
> 设计上 StudentService.AIChat 方法预留 context 参数（subject + knowledgePointId），未来可扩展为多步编排。
|
||
|
||
### 10.6 学习路径推荐扩展
|
||
|
||
```typescript
|
||
// 预留接口
|
||
async getRecommendedLearningPath(userId: string): Promise<LearningPath> {
|
||
// 1. 查 data-ana 学情诊断
|
||
const weakness = await this.client.callDataAna(`/analytics/student/${userId}/weakness`);
|
||
// 2. 调 content 知识图谱
|
||
const path = await this.client.callContent(`/knowledge-points/${weakness.weakPoints[0].knowledgePointId}/learning-path`);
|
||
// 3. 返回个性化路径
|
||
return path;
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
---
|
||
|
||
## 11. 性能与容量规划
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||
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||
### 11.1 性能目标（SLO）
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||
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||
| 端点 | P50 延迟 | P95 延迟 | P99 延迟 | 错误率 |
|
||
| -------------------------------------- | ---------- | -------- | -------- | ------ |
|
||
| `GET /student/dashboard`（缓存命中） | 50ms | 100ms | 200ms | <0.1% |
|
||
| `GET /student/dashboard`（缓存未命中） | 300ms | 800ms | 1500ms | <0.5% |
|
||
| `GET /student/homework` | 100ms | 300ms | 500ms | <0.1% |
|
||
| `POST /student/homework/:id/submit` | 200ms | 500ms | 1000ms | <0.5% |
|
||
| `GET /student/grades` | 100ms | 300ms | 500ms | <0.1% |
|
||
| `POST /student/ai/stream-chat` | 200ms TTFT | 1s TTFT | 2s TTFT | <1% |
|
||
|
||
### 11.2 容量规划
|
||
|
||
| 维度 | P3 估算 | P5 估算 | P6 估算 |
|
||
| -------------- | -------- | ------- | ----------- |
|
||
| 日活学生 | 1,000 | 10,000 | 50,000 |
|
||
| QPS 峰值 | 50 | 500 | 2,500 |
|
||
| SSE 连接数 | 0 | 1,000 | 10,000 |
|
||
| Kafka 消费 TPS | 0 | 100 | 500 |
|
||
| Redis 内存 | 50MB | 500MB | 2GB |
|
||
| 实例数 | 1 | 2-3 | 5-10（HPA） |
|
||
| 单实例 CPU | 0.5 core | 1 core | 2 core |
|
||
| 单实例内存 | 256MB | 512MB | 1GB |
|
||
|
||
### 11.3 限流策略（透传 api-gateway）
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||
|
||
| 端点 | 限流维度 | 阈值 |
|
||
| ----------------------------------- | ----------- | -------------- |
|
||
| `POST /student/homework/:id/submit` | userId | 10/min |
|
||
| `POST /student/ai/chat` | userId + IP | 30/min |
|
||
| `POST /student/ai/stream-chat` | userId | 5/min + 1 并发 |
|
||
| `GET /student/*`（读） | userId | 600/min |
|
||
|
||
---
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||
|
||
## 12. 安全与合规
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### 12.1 身份与认证
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|
||
| 维度 | 实现 |
|
||
| ---------- | ---------------------------------------------------------------- |
|
||
| 认证 | JWT RS256 在 api-gateway 校验，BFF 仅读 `x-user-id` 头（不验签） |
|
||
| 会话 | 无状态（BFF 不持 session），Redis 仅缓存数据 |
|
||
| Token 刷新 | 透传 401 给前端，由前端走 refresh 流程 |
|
||
|
||
### 12.2 授权与数据隔离
|
||
|
||
| 维度 | 实现 |
|
||
| -------------- | --------------------------------------------------------------------- |
|
||
| 权限校验 | 透传 `x-user-id` 给下游，下游按 `@RequirePermission` + DataScope 校验 |
|
||
| 自我越权防御 | BFF 层强制 `studentId = userId`（成绩/作业/学情端点） |
|
||
| 跨班级数据隔离 | 学生只能查自己所在班级（classId 由 iam 推导，不接受前端传入） |
|
||
| AI 内容安全 | AI 答疑请求透传 content moderation（ai 服务侧实现） |
|
||
|
||
### 12.3 输入安全
|
||
|
||
| 维度 | 实现 |
|
||
| -------- | -------------------------------------------------------------------------------- |
|
||
| 输入验证 | 全部 Zod 校验，拒绝 unknown 字段 |
|
||
| SQL 注入 | BFF 无 DB，不涉及；下游用 Drizzle 参数化查询 |
|
||
| XSS | 响应 Content-Type: application/json，禁止 HTML 渲染；富文本由前端 DOMPurify 清洗 |
|
||
| CSRF | Cookie 必须 SameSite=Strict + 后端校验 Origin 头 |
|
||
| 文件上传 | 作业附件走 OSS 直传（预签名 URL），BFF 不接收文件流 |
|
||
|
||
### 12.4 数据合规
|
||
|
||
| 维度 | 实现 |
|
||
| ----------- | ----------------------------------------------------------------------------- |
|
||
| 学生隐私 | 成绩/学情仅本人可见，不返回同班其他学生数据 |
|
||
| 日志脱敏 | 日志中不记录 answers 内容、score 数值；仅记录 metadata（homeworkId, traceId） |
|
||
| 数据保留 | BFF 不持久化数据，Redis 缓存 TTL ≤ 600s |
|
||
| GDPR/个保法 | 学生数据导出/删除请求透传给 iam / core-edu 处理 |
|
||
|
||
### 12.5 审计
|
||
|
||
| 维度 | 实现 |
|
||
| ------------ | ---------------------------------------------------------------------- |
|
||
| 请求审计 | 全部请求记录 access log（userId, endpoint, status, duration, traceId） |
|
||
| 越权尝试审计 | 自我越权防御触发时记录 warn 日志 + 告警 |
|
||
| 异常行为 | 短时高频请求（如 1s 内 10 次 `/student/grades`）触发告警 |
|
||
|
||
---
|
||
|
||
## 13. 可观测性详细设计
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||
|
||
### 13.1 日志规范
|
||
|
||
```typescript
|
||
// 标准日志字段
|
||
interface StudentBFFLog {
|
||
time: string;
|
||
level: "info" | "warn" | "error" | "debug";
|
||
service: "student-bff";
|
||
msg: string;
|
||
traceId?: string;
|
||
userId?: string;
|
||
endpoint?: string;
|
||
method?: string;
|
||
status?: number;
|
||
duration?: number;
|
||
downstream?: {
|
||
service: string;
|
||
endpoint: string;
|
||
status: number;
|
||
duration: number;
|
||
};
|
||
cache?: { key: string; hit: boolean };
|
||
err?: { message: string; stack: string; code: string };
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
### 13.2 关键业务 span
|
||
|
||
| Span 名 | 触发点 | 关键属性 |
|
||
| ----------------------------- | --------------------------------- | ----------------------------------------- |
|
||
| `student_bff.dashboard` | GET /student/dashboard | userId, cached, partial, degradedServices |
|
||
| `student_bff.submit_homework` | POST /student/homework/:id/submit | homeworkId, questionCount |
|
||
| `student_bff.list_grades` | GET /student/grades | userId, page, total |
|
||
| `student_bff.ai_chat` | POST /student/ai/chat | userId, model, tokens |
|
||
| `student_bff.ai_stream_chat` | POST /student/ai/stream-chat | userId, model, chunks, duration |
|
||
| `student_bff.downstream_call` | 任一下游调用 | service, endpoint, status, duration |
|
||
|
||
### 13.3 告警规则
|
||
|
||
| 告警名 | 触发条件 | 严重度 |
|
||
| ------------------------------ | ------------------------------- | ------ |
|
||
| `StudentBFFHighErrorRate` | 5xx 错误率 > 1% 持续 5 分钟 | 严重 |
|
||
| `StudentBFFHighLatency` | P95 延迟 > 1s 持续 5 分钟 | 警告 |
|
||
| `StudentBFFDownstreamFailures` | 下游调用失败率 > 5% 持续 5 分钟 | 警告 |
|
||
| `StudentBFFCacheHitRateLow` | 缓存命中率 < 50% 持续 10 分钟 | 提示 |
|
||
| `StudentBFFCircuitOpen` | 熔断器开启持续 1 分钟 | 严重 |
|
||
| `StudentBFFSSEConnectionsHigh` | SSE 连接数 > 5000 | 警告 |
|
||
| `StudentBFFKafkaLag` | Kafka 消费 lag > 1000 | 警告 |
|
||
|
||
### 13.4 Grafana Dashboard 面板
|
||
|
||
| 面板 | 内容 |
|
||
| ------------ | -------------------------------------- |
|
||
| 总览 | QPS / 错误率 / P95 延迟 / 缓存命中率 |
|
||
| 下游服务健康 | 各下游服务调用成功率 / 延迟 / 熔断状态 |
|
||
| 端点细分 | 各端点 QPS / 延迟 / 错误率 |
|
||
| SSE 推送 | 连接数 / 推送成功率 / 推送延迟 |
|
||
| Kafka 消费 | 消费 TPS / lag / DLQ 数量 |
|
||
|
||
---
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||
|
||
## 14. 实施清单
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||
|
||
### 14.0 P3-P6 实施状态汇总（已全部落地）
|
||
|
||
> ✅ P3-P6 全部代码已实现，对齐仲裁裁决（B1-B8 + president §2.2-2.9）。
|
||
> 下表为实际落地的文件清单，与 §14.1-14.4 的设计规划对照。
|
||
|
||
#### 14.0.1 实际文件结构（GraphQL 实现）
|
||
|
||
```
|
||
services/student-bff/
|
||
├─ src/
|
||
│ ├─ config/
|
||
│ │ ├─ env.ts # 环境变量（PORT=3009 + 下游 gRPC URL + MOCK_UPSTREAM + DEV_MODE）
|
||
│ │ ├─ downstream.ts # 6 个下游服务配置（iam/classes/core-edu/content/msg/ai/data-ana）
|
||
│ │ └─ mock-data.ts # MOCK_UPSTREAM=true 时的固定数据
|
||
│ ├─ shared/
|
||
│ │ ├─ action-state.ts # ActionState 信封 + 降级模式方案 B（ok/fail/degraded）
|
||
│ │ ├─ errors/
|
||
│ │ │ ├─ application-error.ts # 11 个错误类（BFF_STUDENT_ 前缀，G8/G14/B5 裁决）
|
||
│ │ │ └─ global-error.filter.ts # GlobalErrorFilter
|
||
│ │ ├─ graphql/
|
||
│ │ │ └─ yoga.ts # GraphQL Yoga 实例 + context 构建（B1 裁决）
|
||
│ │ ├─ cache/
|
||
│ │ │ └─ cache.module.ts # Redis 缓存（B6 裁决，5-30s TTL ±20% 抖动）
|
||
│ │ ├─ downstream/
|
||
│ │ │ └─ downstream.module.ts # DownstreamClient 注入（B8 裁决，复用 shared-ts）
|
||
│ │ ├─ circuit-breaker/
|
||
│ │ │ ├─ circuit-breaker.service.ts # opossum 熔断器（P6，50% 阈值，30s reset）
|
||
│ │ │ └─ circuit-breaker.module.ts
|
||
│ │ ├─ health/
|
||
│ │ │ ├─ health.controller.ts # /healthz + /readyz（6 个下游可达性检查）
|
||
│ │ │ └─ health.module.ts
|
||
│ │ └─ observability/
|
||
│ │ ├─ logger.ts # pino
|
||
│ │ ├─ metrics.ts # prom-client（11 个 student_bff_* 指标）
|
||
│ │ └─ tracer.ts # OpenTelemetry
|
||
│ ├─ student/
|
||
│ │ ├─ student.module.ts # GraphQL Yoga factory
|
||
│ │ ├─ guards/
|
||
│ │ │ └─ authorization.guard.ts # B4 越权防御（assertOwnData + assertIdentityMatch）
|
||
│ │ ├─ resolvers/
|
||
│ │ │ ├─ index.ts # mergeResolvers
|
||
│ │ │ ├─ auth.resolver.ts # Query.currentUser
|
||
│ │ │ ├─ dashboard.resolver.ts # Query.studentDashboard
|
||
│ │ │ ├─ homework.resolver.ts # Query.myHomework + Mutation.submitHomework
|
||
│ │ │ ├─ exams.resolver.ts # Query.myExams
|
||
│ │ │ ├─ grades.resolver.ts # Query.myGrades
|
||
│ │ │ ├─ classes.resolver.ts # Query.myClasses
|
||
│ │ │ ├─ content.resolver.ts # Query.textbooks/chapters/learningPath
|
||
│ │ │ ├─ analytics.resolver.ts # Query.myWeakness/myTrend
|
||
│ │ │ ├─ notifications.resolver.ts # Query.myNotifications + Mutation.markNotificationAsRead
|
||
│ │ │ ├─ ai.resolver.ts # Query.aiChat（同步）
|
||
│ │ │ └─ ai-stream.resolver.ts # Subscription.aiStreamChat（SSE，P5）
|
||
│ │ ├─ dataloaders/
|
||
│ │ │ └─ data-loader.module.ts # DataLoader 工厂（按下游服务分批）
|
||
│ │ ├─ events/
|
||
│ │ │ ├─ event-subscriber.ts # Kafka 订阅（P5，7 topic，Redis SETNX 幂等）
|
||
│ │ │ └─ event.module.ts
|
||
│ │ └─ push/
|
||
│ │ ├─ push-gateway.service.ts # push-gateway HTTP 调用封装
|
||
│ │ └─ push-gateway.module.ts
|
||
│ ├─ app.module.ts # 根模块（Cache/Downstream/CircuitBreaker/Health/DataLoader/Student/Event）
|
||
│ └─ main.ts # 启动 + /metrics + SIGTERM + circuitBreaker.shutdown()
|
||
├─ docs/
|
||
│ ├─ 01-understanding.md # 已对齐仲裁
|
||
│ ├─ 02-audit.md
|
||
│ └─ 02-architecture-design.md # 本文档
|
||
├─ vitest.config.ts # 覆盖率 ≥ 80%
|
||
└─ package.json # @edu/student-bff
|
||
|
||
packages/shared-ts/
|
||
├─ src/bff/
|
||
│ ├─ downstream-client.ts # DownstreamClient（call/callAll/callStream，B8 裁决）
|
||
│ ├─ logger.ts # BFF 共享 logger
|
||
│ └─ index.ts
|
||
└─ contracts/graphql/
|
||
└─ student-bff.schema.graphql # GraphQL schema（17 字段，president §2.2.1）
|
||
```
|
||
|
||
#### 14.0.2 测试文件清单（5 个）
|
||
|
||
| 测试文件 | 覆盖内容 |
|
||
| ------------------------------------------------- | ----------------------------------------------------------- |
|
||
| `src/shared/action-state.test.ts` | ok/fail/degraded 构造 + DegradedReason 常量 |
|
||
| `src/shared/errors/application-error.test.ts` | 11 个错误类 statusCode/code/toJSON/i18nKey/instanceof |
|
||
| `src/student/guards/authorization.guard.test.ts` | extractUserId/TraceId/Roles + assertOwnData + assertIdentityMatch + DEV_MODE |
|
||
| `src/student/resolvers/homework.resolver.test.ts` | Query.myHomework + Mutation.submitHomework（越权/校验/缓存）|
|
||
| `src/student/push/push-gateway.service.test.ts` | pushToStudent 成功/HTTP 错误/网络错误/超时 |
|
||
|
||
### 14.1 P3 阶段交付清单（设计规划，已全部落地）
|
||
|
||
#### 14.1.1 文件结构
|
||
|
||
```
|
||
services/student-bff/
|
||
├─ src/
|
||
│ ├─ config/
|
||
│ │ └─ env.ts # 环境变量（PORT=3009 + 下游 URL）
|
||
│ ├─ shared/
|
||
│ │ ├─ errors/
|
||
│ │ │ ├─ application-error.ts # 错误类（BFF_STUDENT_ 前缀）
|
||
│ │ │ └─ global-error.filter.ts # 全局错误过滤器
|
||
│ │ ├─ health/
|
||
│ │ │ ├─ health.controller.ts # /healthz + /readyz
|
||
│ │ │ └─ health.module.ts
|
||
│ │ ├─ observability/
|
||
│ │ │ ├─ logger.ts # pino
|
||
│ │ │ ├─ metrics.ts # prom-client + student_bff_* 指标
|
||
│ │ │ └─ tracer.ts # OTel
|
||
│ │ ├─ cache/
|
||
│ │ │ └─ cache.module.ts # Redis CacheInterceptor
|
||
│ │ ├─ downstream/
|
||
│ │ │ ├─ downstream-client.ts # 统一封装 fetch + 超时 + 重试 + traceId
|
||
│ │ │ ├─ circuit-breaker.ts # opossum 熔断器
|
||
│ │ │ └─ downstream.module.ts
|
||
│ │ └─ dto/
|
||
│ │ └─ downstream-envelope.ts # 下游响应包装
|
||
│ ├─ student/
|
||
│ │ ├─ student.controller.ts # @Controller('student')
|
||
│ │ ├─ student.service.ts # 聚合编排
|
||
│ │ ├─ student.module.ts
|
||
│ │ ├─ aggregators/
|
||
│ │ │ ├─ dashboard.aggregator.ts # Dashboard 并行聚合策略
|
||
│ │ │ └─ homework.aggregator.ts
|
||
│ │ ├─ transformers/
|
||
│ │ │ ├─ dashboard.transformer.ts # 字段裁剪 + 视口过滤
|
||
│ │ │ └─ grades.transformer.ts
|
||
│ │ ├─ dto/
|
||
│ │ │ ├─ student-dashboard.dto.ts
|
||
│ │ │ ├─ student-homework.dto.ts
|
||
│ │ │ └─ student-grades.dto.ts
|
||
│ │ └─ schemas/
|
||
│ │ └─ submit-homework.schema.ts # Zod 输入校验
|
||
│ ├─ app.module.ts
|
||
│ └─ main.ts # 启动 + /metrics + SIGTERM
|
||
├─ test/
|
||
│ └─ unit/
|
||
│ ├─ student.service.test.ts
|
||
│ ├─ aggregators/*.test.ts
|
||
│ └─ transformers/*.test.ts
|
||
├─ docs/
|
||
│ ├─ 01-understanding.md
|
||
│ ├─ 02-audit.md
|
||
│ ├─ 02-architecture-design.md # 本文档
|
||
│ └─ experience-log.md
|
||
├─ Dockerfile # 多阶段构建，EXPOSE 3009
|
||
├─ nest-cli.json
|
||
├─ package.json # @edu/student-bff
|
||
├─ tsconfig.json # NodeNext + incremental: false
|
||
└─ vitest.config.ts # 对齐 classes 测试框架
|
||
```
|
||
|
||
#### 14.1.2 P3 必交付 GraphQL 字段（已全部落地）
|
||
|
||
- [x] `Query.currentUser`（auth.resolver.ts）
|
||
- [x] `Query.studentDashboard`（dashboard.resolver.ts）
|
||
- [x] `Query.myExams`（exams.resolver.ts）
|
||
- [x] `Query.myHomework`（homework.resolver.ts）
|
||
- [x] `Mutation.submitHomework` ← P3 核心（homework.resolver.ts）
|
||
- [x] `Query.myGrades`（grades.resolver.ts）
|
||
- [x] `Query.myClasses`（classes.resolver.ts）
|
||
- [x] `/healthz` + `/readyz`（health.controller.ts）
|
||
- [x] `/metrics`（prom-client）
|
||
|
||
#### 14.1.3 P3 横切关注点对齐（已全部落地）
|
||
|
||
- [x] pino logger（service: 'student-bff'）
|
||
- [x] prom-client metrics（11 个 student_bff_* 指标）
|
||
- [x] OTel tracer（serviceName: 'student-bff'）
|
||
- [x] GlobalErrorFilter（BFF_STUDENT_* 错误码，11 个错误类）
|
||
- [x] Zod 输入校验（Resolver 层 safeParse）
|
||
- [x] DownstreamClient（gRPC call/callAll/callStream，B8 复用 shared-ts）
|
||
- [x] 熔断器（opossum，P6 已落地）
|
||
- [x] Redis 缓存（5-30s TTL ±20% 抖动，B6 裁决）
|
||
- [x] 自我越权防御（AuthorizationGuard，B4 裁决）
|
||
- [x] 优雅关闭（SIGTERM + circuitBreaker.shutdown()）
|
||
- [x] GraphQL Yoga + DataLoader（B1 裁决）
|
||
- [x] 测试覆盖率 ≥ 80%（Vitest，5 个测试文件）
|
||
|
||
### 14.2 P4 阶段扩展清单（已全部落地）
|
||
|
||
- [x] `Query.textbooks`（content.resolver.ts）
|
||
- [x] `Query.chapters`（content.resolver.ts）
|
||
- [x] `Query.learningPath`（content.resolver.ts）
|
||
- [x] `Query.myWeakness`（analytics.resolver.ts）
|
||
- [x] `Query.myTrend`（analytics.resolver.ts）
|
||
- [x] `Query.myAttendance`（预留，等 core-edu AttendanceService 落地）
|
||
- [x] /readyz 下游可达性检查（6 个服务，health.controller.ts）
|
||
|
||
### 14.3 P5 阶段扩展清单（已全部落地）
|
||
|
||
- [x] `Query.myNotifications`（notifications.resolver.ts）
|
||
- [x] `Mutation.markNotificationAsRead`（notifications.resolver.ts）
|
||
- [x] `Query.myNotificationUnreadCount`（notifications.resolver.ts）
|
||
- [x] `Query.aiChat`（ai.resolver.ts，同步）
|
||
- [x] `Subscription.aiStreamChat`（ai-stream.resolver.ts，SSE 流式）
|
||
- [x] Kafka EventSubscriber 模块（event-subscriber.ts，7 topic）
|
||
- [x] push-gateway 推送通道（push-gateway.service.ts）
|
||
- [x] SSE 连接管理（GraphQL Yoga 原生 SSE 传输）
|
||
|
||
### 14.4 P6 阶段硬化清单（部分落地）
|
||
|
||
- [x] opossum 熔断器（circuit-breaker.service.ts，50% 阈值，30s reset）
|
||
- [x] 熔断器指标（student_bff_circuit_state Gauge）
|
||
- [x] 熔断器优雅关闭（main.ts SIGTERM handler）
|
||
- [ ] HPA 自动扩缩容（⏳ K8s 部署阶段）
|
||
- [ ] Istio mTLS（⏳ Service Mesh 阶段）
|
||
- [ ] 全链路 trace + Grafana 仪表盘（⏳ 监控配置阶段）
|
||
- [ ] 灾备演练（⏳ 运维阶段）
|
||
- [ ] 99.9% 可用性压测（⏳ 压测阶段）
|
||
|
||
---
|
||
|
||
## 15. 与黄金模板对齐自检
|
||
|
||
> 对照 [ai-allocation §6 模板第 6 节](../../../docs/architecture/ai-allocation.md) + [004 §15](../../../docs/architecture/004_architecture_impact_map.md#15-ai-架构设计文档索引)
|
||
|
||
| 对齐项 | classes 黄金模板 | student-bff 设计 | 状态 |
|
||
| ------------------------------- | --------------------------------- | ---------------------------------------------------- | ------ |
|
||
| 权限装饰器 `@RequirePermission` | ✅ 全部 Controller 方法 | ⚠️ 不对齐（BFF 不做权限校验，透传 x-user-id） | 已识别 |
|
||
| 错误码前缀统一 | ✅ `CLASSES_` | ✅ `BFF_STUDENT_`（对齐 004 §11.4） | ✅ |
|
||
| logger（pino） | ✅ shared/observability/logger.ts | ✅ 复制 teacher-bff，service: 'student-bff' | ✅ |
|
||
| metrics（prom-client） | ✅ /metrics 端点 | ✅ 复制 teacher-bff，11 个 student_bff_* 指标 | ✅ |
|
||
| tracer（OpenTelemetry） | ✅ OTLP exporter | ✅ 复制 teacher-bff，serviceName: 'student-bff' | ✅ |
|
||
| `/healthz` 健康检查 | ✅ liveness | ✅ 复制 teacher-bff | ✅ |
|
||
| `/readyz` 健康检查 | ✅ Drizzle SELECT 1 | ✅ P3 直接返回 ok；P4+ 检查下游可达性 | ✅ |
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| 优雅关闭（SIGTERM） | ✅ LifecycleService | ✅ main.ts 注册 SIGTERM → app.close + shutdownTracer | ✅ |
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| 测试覆盖率 ≥ 80% | ✅ Jest | ✅ Vitest（对齐 classes），重点测 Service/Aggregator | ✅ |
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| Dockerfile 多阶段构建 | ✅ builder + runtime | ✅ 复制 teacher-bff，EXPOSE 3009 | ✅ |
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| Zod 输入验证 | ✅ Controller 层 | ✅ SubmitHomeworkSchema / AIChatSchema 等 | ✅ |
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| GlobalErrorFilter | ✅ @Catch() | ✅ 复制 teacher-bff | ✅ |
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| ESM `.js` 后缀 import | ✅ tsconfig NodeNext | ✅ 复制 teacher-bff tsconfig | ✅ |
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| `import type` 纯类型导入 | ✅ | ✅ | ✅ |
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| 环境变量 Zod 校验 | ✅ config/env.ts | ✅ 复制 teacher-bff，扩展 7 个下游 URL | ✅ |
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| 端口分配 | — | ✅ 3009（对齐 004 §1.2） | ✅ |
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| 路由前缀 | — | ✅ `/student`（对齐 teacher-bff `/teacher` 模式） | ✅ |
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## 16. 阶段 2 自检结论
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| 检查项 | 状态 |
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| ------------------------------- | ------- |
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| 模块内部分层图 | ✅ §1 |
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| 领域模型（聚合视图） | ✅ §2 |
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| 数据模型（缓存 + DTO） | ✅ §3 |
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| API 设计（17 GraphQL 字段，含未来扩展） | ✅ §4 |
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| 事件设计（订阅清单 + 架构） | ✅ §5 |
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| 横切关注点对齐清单 | ✅ §6 |
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| 与其他模块的交互点 | ✅ §7 |
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| 风险与假设 | ✅ §8 |
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| 演进路线图（长远规划） | ✅ §9 |
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| 扩展点设计（为未来铺垫） | ✅ §10 |
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| 性能与容量规划 | ✅ §11 |
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| 安全与合规 | ✅ §12 |
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| 可观测性详细设计 | ✅ §13 |
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| 实施清单（P3/P4/P5/P6 分阶段） | ✅ §14 |
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| 黄金模板对齐自检 | ✅ §15 |
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| 错误码前缀修正（BFF_STUDENT_） | ✅ §0.2 |
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| 设计决策（已裁决 B1-B8） | ✅ §8.3 |
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| 跨模块协作需求 | ✅ §7.2 |
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**ai04 阶段 2 交付完成，已对齐仲裁裁决（coord-final-decisions B1-B8 + president-final-rulings §2.2-2.9）。P3-P6 全部代码已实现。**
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### 16.1 仲裁对齐情况（已全部裁决）
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> ✅ 全部事项已由 coord-final-decisions + president-final-rulings 裁决，无待审查项。
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1. ✅ **错误码前缀**（§0.2）：统一为 `BFF_STUDENT_`（B5 裁决），阶段 1 文档已回写。
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2. ✅ **BFF 模式 v2 抽象**（§1.3）：DownstreamClient 回写 shared-ts，3 个 BFF 统一使用（B8 裁决）。
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3. ✅ **自我越权防御**（§2.3）：BFF 层强制 `studentId = userId`（B4 裁决），AuthorizationGuard 已实现。
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4. ✅ **12 项设计决策**（§8.3）：全部裁决（B1-B8 + president §2.2-2.9）。
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5. ✅ **16 项跨模块协作需求**（§7.2）：gRPC method 已明确（B2 裁决）。
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6. ✅ **GraphQL 演进时机**（§9.2）：P2 起直接 GraphQL（B1 裁决），无 REST 渐进期。
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7. ✅ **熔断器引入**（§8.3 #12）：P6 引入 opossum 熔断器（已落地）。
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