# 设计文档 - Swoole 集成

## 概述

本设计文档详细描述了将 Laravel 知识库系统从传统的 PHP-FPM + Nginx 架构迁移到基于 Swoole 的高性能异步架构的技术方案。通过集成 Laravel Octane 和 Swoole，系统将获得显著的性能提升和更好的并发处理能力。

## 架构

### 当前架构 vs 目标架构

**当前架构:**
```
请求 → Nginx → PHP-FPM → Laravel 应用
```

**目标架构:**
```
请求 → Swoole HTTP Server → Laravel 应用 (内存驻留)
```

### 系统架构图

```mermaid
graph TB
    subgraph "Docker 容器"
        subgraph "应用容器 (新架构)"
            A[Swoole HTTP Server] --> B[Laravel Octane]
            B --> C[Laravel 应用]
            D[队列工作进程] --> C
            E[定时任务] --> C
        end
        
        subgraph "数据层"
            F[MySQL 容器]
            G[Redis 容器]
            H[Meilisearch 容器]
        end
    end
    
    I[客户端请求] --> A
    C --> F
    C --> G
    C --> H
    
    style A fill:#e1f5fe
    style B fill:#f3e5f5
    style C fill:#e8f5e8
```

## 组件和接口

### 简化的集成方案

**核心原则**: 最小化代码修改，最大化利用 Laravel Octane 的默认配置和行为。

### 1. Laravel Octane 包

**使用现有组件:**
- 直接使用 `laravel/octane` 包，无需自定义接口
- 使用默认的 Swoole 配置，仅调整必要参数
- 利用 Octane 的内置命令和服务管理

**配置方式:**
```php
// config/octane.php (Laravel Octane 默认配置文件)
return [
    'server' => 'swoole',
    'host' => env('OCTANE_HOST', '0.0.0.0'),
    'port' => env('OCTANE_PORT', 8000),
    'workers' => env('OCTANE_WORKERS', 4),
    'task_workers' => env('OCTANE_TASK_WORKERS', 2),
    'max_requests' => env('OCTANE_MAX_REQUESTS', 500),
];
```

### 2. 现有代码兼容性

**无需修改的组件:**
- 现有的 Controllers、Models、Services 保持不变
- 队列处理逻辑无需修改
- 数据库连接和缓存逻辑保持原样
- Filament 管理界面无需调整

**需要注意的事项:**
- 避免使用全局变量和静态变量
- 确保单例服务的正确重置
- 检查文件上传和会话处理

## 数据模型

### 简化的配置模型

**使用环境变量配置 (无需新建模型类):**

```bash
# .env 文件中的 Swoole 相关配置
OCTANE_SERVER=swoole
OCTANE_HOST=0.0.0.0
OCTANE_PORT=8000
OCTANE_WORKERS=4
OCTANE_TASK_WORKERS=2
OCTANE_MAX_REQUESTS=500
OCTANE_WATCH=false
```

**现有模型保持不变:**
- Document 模型
- User 模型  
- Group 模型
- DownloadLog 模型

所有现有的 Eloquent 模型和数据库操作保持完全不变，Swoole 集成是透明的。

## 正确性属性

现在我需要使用 prework 工具来分析验收标准的可测试性：

*A property is a characteristic or behavior that should hold true across all valid executions of a system-essentially, a formal statement about what the system should do. Properties serve as the bridge between human-readable specifications and machine-verifiable correctness guarantees.*

### 服务器启动和运行属性

**属性 1: Swoole 服务器启动一致性**
*对于任何* 有效的配置参数，当系统启动时，应该能够检测到 Swoole HTTP 服务器进程在运行并监听指定端口
**验证: 需求 1.1**

**属性 2: HTTP 请求处理一致性**
*对于任何* 有效的 HTTP 请求，Swoole 服务器应该能够处理请求并返回适当的响应
**验证: 需求 1.2**

**属性 3: 内存驻留持久性**
*对于任何* 运行中的 Swoole 服务器，应用进程应该保持内存驻留状态，不会在请求间重新初始化
**验证: 需求 1.3**

### 命令行接口属性

**属性 4: Artisan 命令执行一致性**
*对于任何* 有效的 Octane 命令参数，php artisan octane 命令应该正确执行相应的服务器操作
**验证: 需求 2.1, 2.4, 2.5**

**属性 5: 端口配置正确性**
*对于任何* 指定的有效端口号，Swoole 服务器应该在该端口上启动并接受连接
**验证: 需求 2.2**

**属性 6: 工作进程数量一致性**
*对于任何* 指定的工作进程数量，Swoole 服务器应该创建相应数量的工作进程
**验证: 需求 2.3**

### Docker 集成属性

**属性 7: Swoole 扩展安装完整性**
*对于任何* 构建的 Docker 镜像，应该包含正确安装和配置的 Swoole PHP 扩展
**验证: 需求 3.1**

**属性 8: 容器进程替换正确性**
*对于任何* 启动的应用容器，应该运行 Swoole 进程而不是 PHP-FPM 或 Nginx 进程
**验证: 需求 3.2**

**属性 9: 容器端口暴露正确性**
*对于任何* 配置的 Swoole 服务端口，容器应该正确暴露该端口供外部访问
**验证: 需求 3.3**

### 队列处理属性

**属性 10: 队列处理兼容性**
*对于任何* 队列任务，在 Swoole 环境下应该能够正常处理，与传统环境行为一致
**验证: 需求 4.1, 4.2**

**属性 11: 队列监听器自动启动**
*对于任何* 系统启动，队列监听器应该自动启动并保持运行状态
**验证: 需求 4.3**

**属性 12: 队列错误处理一致性**
*对于任何* 失败的队列任务，系统应该记录错误信息并按配置进行重试
**验证: 需求 4.4**

### 系统稳定性属性

**属性 13: 高并发处理稳定性**
*对于任何* 高并发请求负载，Swoole 服务器应该保持稳定运行而不崩溃
**验证: 需求 5.1**

**属性 14: 内存使用稳定性**
*对于任何* 长时间运行的系统，内存使用应该保持在合理范围内，不出现持续增长
**验证: 需求 5.2**

**属性 15: 健康检查响应一致性**
*对于任何* 健康检查请求，系统应该返回正确的健康状态信息
**验证: 需求 5.4**

### 部署和配置属性

**属性 16: 部署脚本镜像构建正确性**
*对于任何* 执行的部署脚本，应该生成包含 Swoole 配置的有效 Docker 镜像
**验证: 需求 6.1**

**属性 17: 配置文件更新正确性**
*对于任何* 更新的 docker-compose 配置，应该正确移除 Nginx 依赖并配置 Swoole 服务
**验证: 需求 6.2**

**属性 18: 环境变量配置生效性**
*对于任何* 设置的 Swoole 相关环境变量，应该在系统运行时正确生效
**验证: 需求 6.3**

## 错误处理

### 简化的错误处理策略

**利用 Laravel Octane 内置错误处理:**
- 使用 Octane 的默认异常处理机制
- 利用 Laravel 现有的日志系统
- 保持现有的错误报告和监控

**最小化自定义错误处理:**
```php
// 仅在必要时添加 Swoole 特定的错误处理
// 在 app/Exceptions/Handler.php 中添加
public function register()
{
    $this->reportable(function (Throwable $e) {
        if (app()->bound('octane')) {
            // 记录 Swoole 相关错误
            Log::channel('swoole')->error('Swoole error: ' . $e->getMessage());
        }
    });
}
```

**依赖现有机制:**
- 使用现有的队列失败处理
- 保持现有的数据库连接错误处理
- 利用现有的缓存错误恢复机制

## 测试策略

### 双重测试方法

本项目将采用单元测试和基于属性的测试相结合的方法：

- **单元测试**: 验证具体的功能实现和边界条件
- **基于属性的测试**: 验证系统在各种输入下的通用属性

### 单元测试覆盖

单元测试将覆盖：
- Octane 配置加载和验证
- Swoole 服务器启动和停止
- 命令行接口功能
- 错误处理逻辑
- 队列集成功能

### 基于属性的测试

将使用 **Pest** 作为基于属性的测试框架，配置每个属性测试运行最少 100 次迭代。

每个基于属性的测试必须：
- 使用注释明确标识对应的设计文档属性
- 使用格式: `**Feature: swoole-integration, Property {number}: {property_text}**`
- 生成合适的测试数据来验证属性
- 验证系统在各种输入条件下的行为一致性

### 测试环境配置

```php
// 测试配置示例
return [
    'octane' => [
        'server' => 'swoole',
        'host' => '127.0.0.1',
        'port' => 8000,
        'workers' => 2,
        'task_workers' => 1,
        'max_requests' => 100,
    ],
    'swoole' => [
        'options' => [
            'log_file' => storage_path('logs/swoole.log'),
            'log_level' => SWOOLE_LOG_INFO,
        ],
    ],
];
```

### 性能测试

除了功能测试外，还需要进行性能测试：
- 并发请求处理能力测试
- 内存使用监控测试
- 响应时间分布测试
- 长时间运行稳定性测试

### 集成测试

集成测试将验证：
- Docker 容器间的通信
- 数据库连接池管理
- 缓存系统集成
- 搜索服务集成
- 队列系统集成

这些测试确保 Swoole 集成不会破坏现有的系统功能，同时提供预期的性能改进。