99c2f4f86a
- system-architecture.md 8.6: 完整记录策略表、状态码分级、日志输出示例 - phase1 实施计划 Task 2: 更新 logger 中间件描述 Made-with: Cursor
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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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│ ┌──────────┐ ┌──────────┐ ┌──────────┐ ┌──────────────┐ │
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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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|------|------|
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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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|------|------|
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| auth | 用户注册/登录、JWT Token 管理、RBAC 角色权限（当前粗粒度 3 角色，预留细粒度权限点扩展） |
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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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#### 3.2.1 路由架构
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路由采用 **"模块自包含 + 主路由汇总"** 模式，每个模块在自己的目录内维护路由定义，主路由文件仅做注册汇总。这样设计的核心目的是**利于微服务拆分**——拆分时整个模块目录原封不动搬走即可。
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**目录结构：**
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```
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router/
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└── router.go ← 主路由入口，只做汇总注册（不含具体路由定义）
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app/auth/router.go ← auth 模块的具体路由定义
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app/admin/router.go ← admin 模块的具体路由定义
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app/im/router.go ← im 模块的具体路由定义（后续阶段）
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app/contact/router.go ← contact 模块的具体路由定义（后续阶段）
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app/meeting/router.go ← meeting 模块的具体路由定义（后续阶段）
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```
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**调用关系：**
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```
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main.go
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└── router.Setup(engine, app)
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├── engine.GET("/health", ...) // 健康检查
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├── auth.RegisterRoutes(engine, ...) // /api/v1/auth/*
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├── admin.RegisterRoutes(engine, ...) // /api/v1/admin/*
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├── im.RegisterRoutes(engine, ...) // /api/v1/im/* （后续）
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├── contact.RegisterRoutes(engine, ...) // /api/v1/contact/* （后续）
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└── meeting.RegisterRoutes(engine, ...) // /api/v1/meeting/* （后续）
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```
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**路由命名规范：**
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| 端 | 路径前缀 | 中间件 | 说明 |
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|---|---------|--------|------|
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| 前台公开 | `/api/v1/auth/*` | 无 | 注册、登录等不需要认证 |
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| 前台认证 | `/api/v1/{module}/*` | JWT 认证 | 需要登录后访问 |
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| 管理端 | `/api/v1/admin/{module}/*` | JWT + admin 角色 | 需要管理员权限 |
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**微服务拆分时的变化：** 每个独立服务的 main.go 直接调用自己模块的 `RegisterRoutes`，不再需要主路由汇总文件。
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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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|------|------|
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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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|------|------|
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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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```
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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→│ │ │
|
||
│ │── 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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|------|------|
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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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| 模块自包含路由 | 每个模块在自己目录内维护 `router.go`，拆分时整目录搬走 |
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||
| 主路由仅做汇总 | `router/router.go` 只注册各模块路由，不含具体路由定义 |
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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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```
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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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```
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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
|
||
redis: # Redis 7 → :6379
|
||
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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┌─────────────────────────────────────────┐
|
||
│ Kubernetes 集群 │
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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) │ │
|
||
│ └────┬────┘ └────┬────┘ │
|
||
│ └──────┬─────┘ │
|
||
│ │ │
|
||
│ ┌───────────┴───────────┐ │
|
||
│ │ Service (LB) │ │
|
||
│ └───────────────────────┘ │
|
||
│ │
|
||
│ ┌──────────────┐ ┌──────────────┐ │
|
||
│ │ mediasoup │ │ mediasoup │ │
|
||
│ │ Pod (副本1) │ │ Pod (副本N) │ │
|
||
│ └──────────────┘ └──────────────┘ │
|
||
│ │
|
||
│ PostgreSQL (StatefulSet / 外部 RDS) │
|
||
│ Redis (StatefulSet / 外部 ElastiCache) │
|
||
└─────────────────────────────────────────┘
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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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|------|---------|
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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 |
|
||
| **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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## 八、日志系统与链路追踪设计
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### 8.1 设计目标
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- 每一个请求从进入系统到完成响应，全链路可追踪
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- Go 服务内部的函数调用链清晰可见
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- Go 服务与 mediasoup Node 服务之间的调用可关联
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||
- WebSocket 消息的处理过程可追踪
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||
- 日志分级明确，开发/生产环境日志策略不同
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- 日志格式统一、结构化，便于后期接入 ELK/Loki 等日志平台
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### 8.2 请求链路追踪（Trace ID / Request ID）
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每个请求在进入系统时生成唯一的 `trace_id`，贯穿整个处理链路：
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```
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||
客户端请求
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│
|
||
▼
|
||
Nginx（生成或转发 X-Request-ID）
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||
│
|
||
▼
|
||
Go 中间件（提取或生成 trace_id，注入 context）
|
||
│
|
||
├── Controller 日志：[trace_id] 收到请求 POST /api/v1/auth/login
|
||
├── Service 日志： [trace_id] 开始处理登录，account=zhangsan
|
||
├── DAO 日志： [trace_id] SQL查询 auth_users WHERE username=zhangsan
|
||
├── Redis 日志： [trace_id] SET echo:auth:token:1
|
||
│
|
||
├── 如果涉及 mediasoup 调用：
|
||
│ Go 将 trace_id 放入 HTTP Header 传给 Node 服务
|
||
│ Node 服务日志也携带同一个 trace_id
|
||
│
|
||
▼
|
||
Go 中间件：[trace_id] 请求完成 200 OK 耗时 25ms
|
||
```
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||
|
||
**实现方式：**
|
||
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||
```go
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||
// 中间件：为每个请求生成 trace_id 并注入 context
|
||
func TraceMiddleware() gin.HandlerFunc {
|
||
return func(c *gin.Context) {
|
||
traceID := c.GetHeader("X-Request-ID")
|
||
if traceID == "" {
|
||
traceID = generateTraceID() // UUID 或 雪花算法
|
||
}
|
||
ctx := context.WithValue(c.Request.Context(), "trace_id", traceID)
|
||
c.Request = c.Request.WithContext(ctx)
|
||
c.Header("X-Request-ID", traceID)
|
||
c.Next()
|
||
}
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
### 8.3 日志级别规范
|
||
|
||
| 级别 | 使用场景 | 示例 |
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|------|---------|------|
|
||
| **DEBUG** | 开发调试信息，生产环境不输出 | 函数参数详情、SQL 语句、Redis 操作 |
|
||
| **INFO** | 正常业务流程的关键节点 | 用户登录成功、会议创建、消息发送 |
|
||
| **WARN** | 异常但不影响主流程 | 参数格式警告、缓存未命中、重试操作 |
|
||
| **ERROR** | 业务错误，需要关注 | 数据库查询失败、外部服务调用失败 |
|
||
| **FATAL** | 系统级致命错误 | 数据库连接失败、配置加载失败（启动时） |
|
||
|
||
**环境日志策略：**
|
||
|
||
| 环境 | 最低级别 | 输出方式 | 格式 |
|
||
|------|---------|---------|------|
|
||
| 开发 | DEBUG | 控制台（彩色文本）+ 文件（JSON） | 控制台 text / 文件 JSON |
|
||
| 生产 | INFO | 控制台（JSON）+ 文件（JSON） | JSON 结构化 |
|
||
|
||
**日志文件输出（基于 lumberjack 轮转）：**
|
||
|
||
| 文件 | 级别 | 用途 |
|
||
|------|------|------|
|
||
| `logs/app.log` | 全量（与配置级别一致） | 持久化存储、接入 ELK/Loki |
|
||
| `logs/error.log` | 仅 WARN + ERROR | 快速定位问题 |
|
||
|
||
**日志文件轮转策略：**
|
||
|
||
| 配置项 | 开发默认值 | 生产建议值 | 说明 |
|
||
|--------|-----------|-----------|------|
|
||
| `max_size` | 50 MB | 200 MB | 单文件最大大小，超过自动切割 |
|
||
| `max_backups` | 10 | 30 | 保留的旧日志文件数量 |
|
||
| `max_age` | 30 天 | 90 天 | 旧日志保留天数 |
|
||
| `compress` | false | true | 是否压缩归档文件 |
|
||
|
||
### 8.4 日志格式规范
|
||
|
||
**结构化日志字段（每条日志必含）：**
|
||
|
||
```json
|
||
{
|
||
"level": "info",
|
||
"ts": "2026-02-27 10:30:00",
|
||
"trace_id": "abc-123-def-456",
|
||
"module": "auth",
|
||
"func": "service.auth_service.Login",
|
||
"msg": "用户登录成功",
|
||
"user_id": 1,
|
||
"ip": "192.168.1.100",
|
||
"latency_ms": 25
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
### 8.5 函数级日志规范
|
||
|
||
每个 Service 和 DAO 层的关键函数遵循统一的日志模式：
|
||
|
||
```go
|
||
func (s *AuthService) Login(ctx context.Context, req *dto.LoginRequest) (*dto.LoginResponse, error) {
|
||
funcName := "service.auth_service.Login"
|
||
|
||
// 入口日志：记录关键入参（脱敏）
|
||
logs.Info(ctx, funcName, "开始处理登录",
|
||
zap.String("account", req.Account),
|
||
)
|
||
|
||
var err error
|
||
defer func() {
|
||
if err != nil {
|
||
// 出口日志（失败）：记录错误信息
|
||
logs.Error(ctx, funcName, "登录处理失败",
|
||
zap.String("account", req.Account),
|
||
zap.Error(err),
|
||
)
|
||
} else {
|
||
// 出口日志（成功）
|
||
logs.Info(ctx, funcName, "登录处理完成",
|
||
zap.String("account", req.Account),
|
||
)
|
||
}
|
||
}()
|
||
|
||
// 业务逻辑...
|
||
return resp, err
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
### 8.6 请求日志中间件
|
||
|
||
HTTP 请求日志中间件自动记录每个请求的完整信息，包含请求参数和响应数据。
|
||
|
||
#### 请求参数记录策略（INFO 级别，所有环境生效）
|
||
|
||
| 内容 | 记录时机 | 限制 |
|
||
|------|---------|------|
|
||
| **Query 参数** (`?key=val`) | GET/POST/PUT 等所有请求方式 | 无限制 |
|
||
| **Request Body** | POST/PUT/PATCH 等有 Body 的请求 | 最大 4KB，超出自动截断并标记 `[truncated]` |
|
||
| 文件上传 Body | 自动跳过（Content-Type 为 multipart/form-data） | 仅标记 `[file upload]` |
|
||
| 敏感路径密码 | 登录/注册/改密码接口的 Body | `password` 等字段自动替换为 `***` |
|
||
|
||
#### 响应数据记录策略
|
||
|
||
| 状态码 | 日志级别 | 记录内容 |
|
||
|--------|---------|---------|
|
||
| 200-399（正常） | DEBUG | 响应 Body（最大 2KB） |
|
||
| 400-499（客户端错误） | WARN | 请求信息 + 响应 Body |
|
||
| 500+（服务器错误） | ERROR | 请求信息 + 响应 Body |
|
||
|
||
#### 状态码分级输出
|
||
|
||
| 情况 | 日志级别 |
|
||
|------|---------|
|
||
| 5xx 服务器错误 | ERROR |
|
||
| 4xx 客户端错误 | WARN |
|
||
| 请求耗时 > 500ms | WARN（慢请求告警） |
|
||
| 正常请求 | INFO |
|
||
|
||
#### 日志输出示例
|
||
|
||
**GET 请求（带 Query 参数）：**
|
||
|
||
```json
|
||
{
|
||
"level": "INFO",
|
||
"ts": "2026-02-28 15:47:59",
|
||
"trace_id": "178fa038-90bd-4038-b526-e2243ac82408",
|
||
"func": "middleware.Logger",
|
||
"msg": "请求完成",
|
||
"method": "GET",
|
||
"path": "/health",
|
||
"status": 200,
|
||
"latency": 0.000346,
|
||
"ip": "192.168.1.100",
|
||
"user_agent": "Mozilla/5.0",
|
||
"query": "foo=bar&debug=true"
|
||
}
|
||
```
|
||
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**POST 登录请求（密码已脱敏）：**
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```json
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{
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"level": "INFO",
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||
"ts": "2026-02-28 15:48:00",
|
||
"trace_id": "abc-123-def-456",
|
||
"func": "middleware.Logger",
|
||
"msg": "请求完成",
|
||
"method": "POST",
|
||
"path": "/api/v1/auth/login",
|
||
"status": 200,
|
||
"latency": 0.025,
|
||
"ip": "192.168.1.100",
|
||
"req_body": "{\"account\":\"testuser\",\"password\":\"***\"}"
|
||
}
|
||
```
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**错误响应（4xx/5xx 自动记录响应 Body）：**
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||
```json
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{
|
||
"level": "WARN",
|
||
"ts": "2026-02-28 15:48:01",
|
||
"trace_id": "def-456-ghi-789",
|
||
"func": "middleware.Logger",
|
||
"msg": "客户端错误",
|
||
"method": "POST",
|
||
"path": "/api/v1/auth/register",
|
||
"status": 400,
|
||
"req_body": "{\"username\":\"a\",\"email\":\"bad\",\"password\":\"***\"}",
|
||
"resp_body": "{\"code\":400,\"message\":\"邮箱格式不正确\"}"
|
||
}
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```
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### 8.7 WebSocket 日志
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WebSocket 连接和消息也纳入日志追踪体系：
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```
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[INFO] ws_conn=conn-789 | user_id=1 | WebSocket 连接建立
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[INFO] ws_conn=conn-789 | user_id=1 | trace_id=ws-001 | 收到事件: im.message.send | conversation_id=5
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[INFO] ws_conn=conn-789 | user_id=1 | trace_id=ws-001 | 消息处理完成 | msg_id=10086 | latency=8ms
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||
[WARN] ws_conn=conn-789 | user_id=1 | 心跳超时，准备断开连接
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[INFO] ws_conn=conn-789 | user_id=1 | WebSocket 连接断开 | 在线时长=3600s
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```
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### 8.8 跨服务链路追踪（Go ↔ mediasoup Node）
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Go 服务调用 mediasoup Node 服务时，通过 HTTP Header 传递 trace_id：
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```
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Go 服务:
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[INFO] trace_id=abc-123 | 调用 mediasoup: POST /media/transport/create | room=123-456
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mediasoup Node 服务:
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[INFO] trace_id=abc-123 | 收到请求: POST /media/transport/create | room=123-456
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[INFO] trace_id=abc-123 | Transport 创建成功 | transport_id=xxx | latency=5ms
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Go 服务:
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[INFO] trace_id=abc-123 | mediasoup 调用完成 | transport_id=xxx | latency=12ms
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```
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### 8.9 敏感信息脱敏
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日志中的敏感信息必须脱敏处理：
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| 字段 | 脱敏规则 | 示例 |
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|------|---------|------|
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| 密码 | 不记录 | `password=***` |
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| Token | 只记录前后各 4 位 | `token=eyJh...5NiJ` |
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| 邮箱 | 部分隐藏 | `email=zh***@example.com` |
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| 手机号 | 中间 4 位隐藏 | `phone=138****8000` |
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| IP | 完整记录（用于安全审计） | `ip=192.168.1.100` |
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### 8.10 前端日志与错误上报
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前端通过 API 上报关键错误和操作日志：
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```
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POST /api/v1/client/log # 前端错误上报接口
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{
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"level": "error",
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"module": "mediasoup-client",
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"message": "Transport connection failed",
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"stack": "Error: ICE connection failed...",
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||
"page": "/meeting/room",
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"user_agent": "...",
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"time": "2026-02-27 18:06:40"
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}
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```
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前端需要记录的关键场景：
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- WebSocket 连接失败/断线
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- mediasoup-client Transport 连接失败
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- API 请求超时/5xx 错误
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- 页面 JS 异常（通过 `window.onerror` / `Vue.config.errorHandler`）
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