light-system-design

# 后端系统与数据库设计 ## 适用场景 科研系统、管理系统、数据分析/可视化平台、竞赛作品、软著申请项目。设计要既能落地(交 a03 实现)又能写进软著/论文(交 m15/m07)。 ## 系统架构 - 模块划分(分层：接口层/业务层/数据层)、职责边界、数据流转图。 - 技术选型按需(见 a09)： - **FastAPI**：路由 `@app.get`，Pydantic 模型做请求/响应校验，`response_model` 隐藏内部字段，`Depends` 注入(yield 依赖管理 DB session)，`/docs` 自带 Swagger。 - **Django REST**：serializer + `ModelViewSet` + `DefaultRouter` 三件套；权限/认证/分页/限流在 `REST_FRAMEWORK` settings 集中配。 - **Spring Boot**：`@RestController→@Service→@Repository(JpaRepository)` 分层，构造器注入，`application-{profile}.yml` 多环境。 - 非功能性：性能(缓存/索引/分页)、可扩展、可观测。 ## 数据库设计 - **ER 图**：实体、关系、基数。 - **表结构**：字段、类型、约束、主外键、范式 vs 反范式权衡。刻意选型，别无脑 text/超大 numeric。 - **索引**：按查询模式选型——B-Tree(等值/范围/排序/前缀 `LIKE 'x%'`)、GIN(数组/JSONB/全文/trigram)、BRIN(超大表+物理有序时间列)、GiST(几何/最近邻)、Hash(纯等值)。**外键必须建索引**(最常见漏建)；生产建索引用 `CREATE INDEX CONCURRENTLY` 避免锁表；上线前 `EXPLAIN ANALYZE` 验证计划。 - **迁移**： - Alembic：`env.py` 设 `target_metadata=Base.metadata`，`revision --autogenerate -m` 生成后**必须人工审**(检不出重命名/匿名约束，报成 drop+add)，`upgrade head` 应用，CI 用 `alembic check`。 - Prisma：开发 `migrate dev`，**生产只能 `migrate deploy`**(不 reset/不用 shadow DB)，需手改 SQL 用 `--create-only`。 - **ORM 防 N+1**：SQLAlchemy 用 `selectinload`(二次 IN 查询)/`joinedload`(JOIN) 预加载；DRF 用 `select_related`/`prefetch_related`。连接必须用连接池。 - 最佳实践参考 supabase-postgres-best-practices(下方安全段含 RLS 具体写法、命名规范)。 ## 接口设计 - RESTful/OpenAPI 3.x 规范：顶层 `openapi`/`info`/`servers`(完整 base URL，版本化放 `/v1`)/`paths`/`components`。 - 资源命名、方法、状态码(201 Created/204/4xx)、版本化。 - 请求/响应 schema 放 `components.schemas` 用 `$...