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# EchoChat 系统架构设计
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> 本文档从整体设计方案中提取并深化架构设计部分，便于独立查阅。
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> 完整设计方案见 `docs/plans/2026-02-27-echochat-system-design.md`
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## 一、架构概述
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EchoChat 采用 **「精简单体 + 媒体微服务」** 架构，核心思想是 **控制面与媒体面彻底分离、业务系统与实时系统解耦**。
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- **Go 单体服务**：处理所有业务逻辑（认证、IM、会议控制、好友、通知、后台管理），内部按模块化组织，保留后期拆分为微服务的能力
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- **mediasoup Node 服务**：独立的媒体控制微服务，管理 SFU Worker，不涉及任何业务逻辑
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- **mediasoup Worker**：C++ SFU 引擎，负责 RTP 转发、拥塞控制、带宽自适应
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## 二、架构分层图
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┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
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│ 接入层 (Nginx) │
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│ SSL 终止 · 反向代理 · WebSocket 升级 · 静态资源 · 负载均衡 │
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└─────┬───────────────────────┬───────────────────────────────┘
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│ │
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│ HTTPS / WSS │ HTTPS
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│ │
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┌─────┴──────────┐ ┌──────┴──────────┐
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│ 前台用户端 │ │ 后台管理端 │
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│ uniapp │ │ Vue3+Element │
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│ (H5/App/小程序)│ │ Plus (PC Web) │
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└─────┬──────────┘ └──────┬──────────┘
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│ │
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│ WebSocket + HTTP │ HTTP (RESTful)
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│ │
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┌─────┴───────────────────────┴──────────────────────────────┐
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│ Go 单体服务（模块化） │
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│ ┌──────────┐ ┌──────────┐ ┌──────────┐ ┌──────────────┐ │
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│ │ auth │ │ im │ │ meeting │ │ admin │ │
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│ │ 认证鉴权 │ │ 即时通讯 │ │ 会议控制 │ │ 后台管理 │ │
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│ └──────────┘ └──────────┘ └──────────┘ └──────────────┘ │
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│ ┌──────────┐ ┌──────────┐ │
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│ │ contact │ │ notify │ 每个模块: Controller → │
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│ │ 联系人 │ │ 通知 │ Service → DAO → Model │
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│ └──────────┘ └──────────┘ │
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│ │ │ │ │
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│ ┌────┴──────────────┴──────────────┴──────┐ │
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│ │ 公共基础设施层 (pkg/) │ │
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│ │ db · redis · ws · middleware · utils │ │
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│ └─────────────────────────────────────────┘ │
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└────────┬──────────────────────┬─────────────────────────────┘
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│ │
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PostgreSQL Redis HTTP
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(持久化数据) (实时状态) │
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┌─────┴─────────────┐
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│ mediasoup Node 服务 │
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│ Router 管理 │
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│ Transport 管理 │
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│ Producer/Consumer │
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└─────┬─────────────┘
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│ IPC
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┌─────┴─────────────┐
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│ mediasoup Worker │
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│ (C++ SFU 引擎) │
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│ RTP 转发 │
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│ 拥塞控制 │
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│ 带宽自适应 │
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└───────────────────┘
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```
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## 三、各层职责说明
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### 3.1 接入层 (Nginx)
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| 职责 | 说明 |
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| SSL 终止 | 处理 HTTPS/WSS 加密，内部服务间通信使用 HTTP |
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| 反向代理 | 将请求分发到 Go 服务或前端静态资源 |
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| WebSocket 升级 | 处理 WebSocket 协议升级 |
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| 负载均衡 | 后期多实例部署时进行请求分发 |
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### 3.2 Go 单体服务
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系统的 **"大脑"**，处理所有业务逻辑。
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| 模块 | 职责 |
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| auth | 用户注册/登录、JWT Token 管理、RBAC 角色权限 |
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| im | 即时消息收发、会话管理、消息存储 |
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| contact | 好友关系管理、好友分组 |
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| meeting | 会议创建/管理、信令转发、mediasoup 资源编排 |
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| notify | 通知推送、会议邀请、好友申请通知 |
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| admin | 后台管理（用户管理、会议监控、系统配置） |
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**不负责的事情：** 不处理 RTP 媒体数据、不参与音视频转发、不做 WebRTC 协议协商。
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### 3.3 mediasoup Node 服务
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mediasoup C++ SFU 的 **"遥控器"**，不懂业务、不懂用户、只懂媒体对象。
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| 职责 | 说明 |
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| Worker 管理 | 创建和管理 mediasoup C++ Worker 进程 |
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| Router 管理 | 每个会议房间对应一个 Router |
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| Transport 管理 | 为每个参与者创建 WebRTC Transport |
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| Producer/Consumer | 管理音视频流的推送和消费 |
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### 3.4 mediasoup Worker
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真正的 **"发动机"**，纯 C++ 实现的 SFU 引擎。
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| 职责 | 说明 |
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| RTP 转发 | 接收发送者的 RTP 包，转发给所有接收者 |
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| 拥塞控制 | 根据网络状况动态调整 |
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| 带宽自适应 | Simulcast/SVC 支持 |
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## 四、数据流说明
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### 4.1 即时消息流
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客户端A Go 服务 客户端B
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│ │ │
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│── WS: 发送消息 ──→ │ │
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│ │── 写入 PostgreSQL │
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│ │── 更新 Redis 未读数 │
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│ ←── WS: 发送确认 ──│ │
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│ │── WS: 推送新消息 ────────→ │
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│ │ │
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```
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### 4.2 音视频会议流
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```
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客户端 Go 服务 mediasoup Node Worker
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│ │ │ │
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│── HTTP: 加入会议 → │ │ │
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│ │── HTTP: 创建Router→│ │
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│ │ ←── RTP能力 ──────│ │
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│ ←── WS: 房间信息 ──│ │ │
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│ │ │ │
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│── WS: 创建Transport→│ │ │
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│ │── HTTP: 创建 ────→ │── IPC ──────→ │
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│ ←── WS: Transport参数│ │ │
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│ │ │ │
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│── WS: 开始推流 ──→ │ │ │
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│ │── HTTP: Producer → │── IPC ──────→ │
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│ │ │ │
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│════════════════ RTP/DTLS 媒体流直连 ═══════════════════→│
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│ (音视频数据不经过 Go 服务，直连 Worker) │
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```
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## 五、微服务演进路径
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当前架构从第一天起就为微服务拆分做了准备：
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### 5.1 代码层面的预留
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| 规则 | 说明 |
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| 模块间零直接引用 | `auth` 不会 import `im` 内部代码，通过 interface 通信 |
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| 独立路由注册 | 每个模块有自己的 `router.go`，注册独立的路由组 |
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| 数据库表按模块前缀 | `auth_users`、`im_messages`、`meeting_rooms`，后期可分库 |
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| Redis key 按命名空间 | `echo:auth:*`、`echo:im:*`、`echo:meeting:*` |
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### 5.2 演进路径
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第一阶段（当前） 第二阶段 第三阶段
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┌─────────────┐ ┌──────────────────┐ ┌─────────────────┐
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│ Go 单体服务 │ → │ Go 实时服务 │ → │ auth-service │
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│ (模块化) │ │ (信令+会议+IM) │ │ im-service │
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│ │ │ │ │ meeting-service │
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│ │ │ Go 业务服务 │ │ contact-service │
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│ │ │ (用户+好友+管理) │ │ admin-service │
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└─────────────┘ └──────────────────┘ └─────────────────┘
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+ API Gateway
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+ 服务发现
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+ 链路追踪
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## 六、部署架构
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### 6.1 开发环境 (Docker Compose)
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```yaml
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services:
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go-service: # Go 后端 → :8080
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media-server: # mediasoup Node → :3000 + :40000-40100/udp
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postgres: # PostgreSQL 17 → :5432
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redis: # Redis 7 → :6379
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nginx: # 反向代理 → :80/:443
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```
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### 6.2 生产环境 (预留 K8s)
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```
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┌─────────────────────────────────────────┐
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│ Kubernetes 集群 │
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│ │
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│ ┌─────────┐ ┌─────────┐ │
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│ │ Go Pod │ │ Go Pod │ (水平扩展) │
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│ │ (副本1) │ │ (副本N) │ │
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│ └────┬────┘ └────┬────┘ │
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│ └──────┬─────┘ │
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│ │ │
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│ ┌───────────┴───────────┐ │
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│ │ Service (LB) │ │
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│ └───────────────────────┘ │
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│ │
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│ ┌──────────────┐ ┌──────────────┐ │
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│ │ mediasoup │ │ mediasoup │ │
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│ │ Pod (副本1) │ │ Pod (副本N) │ │
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│ └──────────────┘ └──────────────┘ │
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│ │
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│ PostgreSQL (StatefulSet / 外部 RDS) │
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│ Redis (StatefulSet / 外部 ElastiCache) │
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└─────────────────────────────────────────┘
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```
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## 七、技术选型依据
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| 技术 | 选型理由 |
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| **Go (Gin)** | 高并发、静态编译、内存占用小，适合实时系统 |
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| **GORM** | Go 生态最成熟的 ORM，社区活跃 |
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| **Wire** | 编译时依赖注入，零运行时开销 |
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| **zap** | 高性能结构化日志，Uber 出品 |
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| **Viper** | 配置管理标准库，支持 YAML + 环境变量覆盖 |
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| **mediasoup** | 最高性能的开源 SFU，C++ 实现 |
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| **PostgreSQL 17** | 强一致性、JSONB 支持、性能优异 |
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| **Redis 7** | 实时状态存储、发布订阅、高速缓存 |
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| **uniapp (Vue 3)** | 一套代码多端运行（H5/App/小程序） |
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| **Element Plus** | Vue 3 生态最成熟的 PC 端组件库 |
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| **Docker Compose** | 轻量级容器编排，适合初期和开发环境 |
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