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# PDF转换工具设计文档
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## 概述
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### 项目背景
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PDF转换工具是一个功能丰富的文档处理应用，旨在为用户提供全面的PDF文档操作功能。该工具支持多种格式转换、内容提取、文档编辑等核心功能，满足个人用户和企业用户的文档处理需求。
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### 核心价值
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- **多格式支持**: 支持PDF与Word、Excel、PowerPoint、HTML、TXT等多种格式互转
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- **高质量转换**: 保持原文档格式、布局和样式
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- **批量处理**: 支持批量转换，提高工作效率
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- **云端同步**: 支持云端存储和同步功能
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- **安全可靠**: 本地处理模式，保护用户隐私
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### 目标用户
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- 办公人员：需要处理各种文档格式转换
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- 学生群体：学术资料格式转换需求
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- 企业用户：批量文档处理需求
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- 开发者：需要集成PDF处理功能的应用
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## 技术栈与依赖
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### 核心技术选型
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| 技术层 | 技术选择 | 说明 |
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|--------|----------|------|
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| 前端框架 | React 18 + TypeScript | 现代化UI开发 |
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| 状态管理 | Zustand | 轻量级状态管理 |
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| UI组件库 | Ant Design | 企业级UI组件 |
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| 样式方案 | Tailwind CSS | 实用工具类CSS |
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| 后端框架 | Node.js + Express | 高性能服务端 |
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| PDF处理 | pdf-lib, pdf2pic, jsPDF | PDF操作核心库 |
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| 文档转换 | Puppeteer, mammoth.js | 文档格式转换 |
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| 文件处理 | multer, archiver | 文件上传和压缩 |
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| 数据库 | MongoDB | 文档型数据库 |
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### 关键依赖库
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```mermaid
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graph TD
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A[PDF转换工具] --> B[前端模块]
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A --> C[后端模块]
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A --> D[转换引擎]
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B --> B1[React + TypeScript]
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B --> B2[Ant Design]
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B --> B3[Zustand]
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C --> C1[Express.js]
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C --> C2[MongoDB]
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C --> C3[Redis缓存]
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D --> D1[pdf-lib]
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D --> D2[Puppeteer]
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D --> D3[mammoth.js]
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D --> D4[xlsx处理]
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```
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## 架构设计
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### 系统架构
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```mermaid
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graph TB
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subgraph "客户端层"
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A1[Web界面]
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A2[文件上传组件]
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A3[转换进度监控]
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A4[结果下载]
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end
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subgraph "API网关层"
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B1[身份验证]
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B2[请求路由]
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B3[限流控制]
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end
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subgraph "业务逻辑层"
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C1[文件管理服务]
|
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C2[转换调度服务]
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C3[用户管理服务]
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C4[任务队列服务]
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||
end
|
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||
subgraph "转换引擎层"
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D1[PDF转Word引擎]
|
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D2[PDF转HTML引擎]
|
||
D3[PDF转图片引擎]
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D4[PDF转Excel引擎]
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||
D5[其他格式转换引擎]
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||
end
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||
subgraph "数据层"
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E1[MongoDB - 用户数据]
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E2[Redis - 缓存层]
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E3[文件存储系统]
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||
end
|
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A1 --> B1
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A2 --> B2
|
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A3 --> B2
|
||
A4 --> B2
|
||
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B1 --> C3
|
||
B2 --> C1
|
||
B2 --> C2
|
||
B3 --> C4
|
||
|
||
C1 --> E3
|
||
C2 --> D1
|
||
C2 --> D2
|
||
C2 --> D3
|
||
C2 --> D4
|
||
C2 --> D5
|
||
C3 --> E1
|
||
C4 --> E2
|
||
```
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||
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||
### 模块架构
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||
```mermaid
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||
graph LR
|
||
subgraph "前端架构"
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F1[页面路由层]
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F2[组件层]
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F3[状态管理层]
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||
F4[API调用层]
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F1 --> F2
|
||
F2 --> F3
|
||
F3 --> F4
|
||
end
|
||
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||
subgraph "后端架构"
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||
B1[控制器层]
|
||
B2[服务层]
|
||
B3[数据访问层]
|
||
B4[转换引擎层]
|
||
|
||
B1 --> B2
|
||
B2 --> B3
|
||
B2 --> B4
|
||
end
|
||
```
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||
## 核心功能设计
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### 1. 文件上传与管理
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#### 文件上传组件设计
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```mermaid
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sequenceDiagram
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participant U as 用户
|
||
participant FC as 文件上传组件
|
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participant API as 后端API
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participant FS as 文件存储
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U->>FC: 选择PDF文件
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FC->>FC: 文件大小验证
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||
FC->>FC: 文件类型验证
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||
FC->>API: 上传文件请求
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||
API->>FS: 存储文件
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||
FS-->>API: 返回文件ID
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||
API-->>FC: 返回上传结果
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FC-->>U: 显示上传状态
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```
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#### 文件管理数据模型
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| 字段名 | 类型 | 描述 |
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|--------|------|------|
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| fileId | String | 文件唯一标识 |
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| originalName | String | 原始文件名 |
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| fileSize | Number | 文件大小(字节) |
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| mimeType | String | 文件MIME类型 |
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| uploadTime | Date | 上传时间 |
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| userId | String | 用户ID |
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| status | Enum | 文件状态(pending/processing/completed/failed) |
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| storageUrl | String | 存储地址 |
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### 2. PDF转换引擎
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#### 转换类型支持矩阵
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| 源格式 | 目标格式 | 支持状态 | 转换引擎 | 质量评级 |
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|--------|----------|----------|----------|----------|
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| PDF | Word (.docx) | ✅ | pdf-poppler + mammoth | ⭐⭐⭐⭐ |
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| PDF | HTML | ✅ | pdf.js + 自定义解析 | ⭐⭐⭐⭐⭐ |
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| PDF | TXT | ✅ | pdf-parse | ⭐⭐⭐ |
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| PDF | Excel (.xlsx) | ✅ | 表格识别 + xlsx | ⭐⭐⭐ |
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||
| PDF | PowerPoint | ✅ | 图片转换 + pptx | ⭐⭐ |
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||
| PDF | 图片 (PNG/JPG) | ✅ | pdf2pic | ⭐⭐⭐⭐⭐ |
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| Word | PDF | ✅ | Puppeteer | ⭐⭐⭐⭐ |
|
||
| HTML | PDF | ✅ | Puppeteer | ⭐⭐⭐⭐⭐ |
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||
#### 转换流程设计
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||
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||
```mermaid
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graph TD
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A[文件上传] --> B[文件类型检测]
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||
B --> C[选择转换目标]
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C --> D[任务创建]
|
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D --> E[队列调度]
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E --> F{转换类型}
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F -->|PDF转Word| G1[PDF解析引擎]
|
||
F -->|PDF转HTML| G2[HTML生成引擎]
|
||
F -->|PDF转TXT| G3[文本提取引擎]
|
||
F -->|PDF转图片| G4[图片渲染引擎]
|
||
F -->|其他格式| G5[通用转换引擎]
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||
G1 --> H[质量检查]
|
||
G2 --> H
|
||
G3 --> H
|
||
G4 --> H
|
||
G5 --> H
|
||
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||
H --> I{转换成功?}
|
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I -->|是| J[文件存储]
|
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I -->|否| K[错误处理]
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||
J --> L[通知用户]
|
||
K --> L
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||
```
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||
### 3. 转换配置与选项
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||
#### 转换参数配置
|
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||
```typescript
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||
interface ConversionOptions {
|
||
// 通用配置
|
||
outputFormat: 'docx' | 'html' | 'txt' | 'xlsx' | 'pptx' | 'png' | 'jpg';
|
||
|
||
// PDF转Word配置
|
||
wordOptions?: {
|
||
preserveLayout: boolean;
|
||
includeImages: boolean;
|
||
imageQuality: 'low' | 'medium' | 'high';
|
||
ocrEnabled: boolean;
|
||
};
|
||
|
||
// PDF转HTML配置
|
||
htmlOptions?: {
|
||
responsive: boolean;
|
||
embedImages: boolean;
|
||
cssFramework: 'none' | 'bootstrap' | 'tailwind';
|
||
includeMetadata: boolean;
|
||
};
|
||
|
||
// PDF转图片配置
|
||
imageOptions?: {
|
||
resolution: number; // DPI
|
||
format: 'png' | 'jpg' | 'webp';
|
||
quality: number; // 1-100
|
||
pageRange?: {
|
||
start: number;
|
||
end: number;
|
||
};
|
||
};
|
||
|
||
// 批量处理配置
|
||
batchOptions?: {
|
||
mergeOutput: boolean;
|
||
zipResults: boolean;
|
||
namePattern: string;
|
||
};
|
||
}
|
||
```
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||
### 4. 用户界面设计
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||
#### 主界面布局
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||
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||
```mermaid
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graph TD
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A[顶部导航栏] --> A1[Logo]
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A --> A2[功能菜单]
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A --> A3[用户中心]
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B[主内容区] --> B1[文件上传区域]
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B --> B2[转换选项面板]
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||
B --> B3[进度显示区]
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||
B --> B4[结果下载区]
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||
|
||
C[侧边栏] --> C1[历史记录]
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C --> C2[收藏夹]
|
||
C --> C3[帮助文档]
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||
|
||
D[底部状态栏] --> D1[系统状态]
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||
D --> D2[版本信息]
|
||
```
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||
#### 核心组件设计
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||
| 组件名称 | 功能描述 | 状态管理 |
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|----------|----------|----------|
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||
| FileUploader | 文件上传和拖拽功能 | useFileStore |
|
||
| ConversionPanel | 转换选项配置 | useConversionStore |
|
||
| ProgressTracker | 转换进度监控 | useTaskStore |
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| DownloadManager | 结果文件下载 | useDownloadStore |
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||
| HistoryList | 转换历史记录 | useHistoryStore |
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| SettingsPanel | 用户配置面板 | useSettingsStore |
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### 5. API接口设计
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#### 核心API端点
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||
```typescript
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// 文件管理
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||
POST /api/files/upload // 文件上传
|
||
GET /api/files/:id // 获取文件信息
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||
DELETE /api/files/:id // 删除文件
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||
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||
// 转换任务
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||
POST /api/convert/start // 开始转换任务
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||
GET /api/convert/status/:taskId // 查询转换状态
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GET /api/convert/result/:taskId // 获取转换结果
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||
POST /api/convert/batch // 批量转换
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||
|
||
// 用户管理
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||
POST /api/auth/register // 用户注册
|
||
POST /api/auth/login // 用户登录
|
||
GET /api/user/profile // 用户信息
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||
GET /api/user/history // 转换历史
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||
|
||
// 系统管理
|
||
GET /api/system/health // 系统健康检查
|
||
GET /api/system/stats // 系统统计信息
|
||
```
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||
#### API响应格式
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||
|
||
```typescript
|
||
interface ApiResponse<T> {
|
||
success: boolean;
|
||
data?: T;
|
||
message: string;
|
||
errorCode?: string;
|
||
timestamp: string;
|
||
}
|
||
|
||
// 转换任务响应
|
||
interface ConversionTask {
|
||
taskId: string;
|
||
status: 'pending' | 'processing' | 'completed' | 'failed';
|
||
progress: number; // 0-100
|
||
sourceFile: FileInfo;
|
||
targetFormat: string;
|
||
resultUrl?: string;
|
||
errorMessage?: string;
|
||
createdAt: string;
|
||
completedAt?: string;
|
||
}
|
||
```
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||
|
||
## 数据模型设计
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||
|
||
### 数据库模式
|
||
|
||
```mermaid
|
||
erDiagram
|
||
User ||--o{ ConversionTask : owns
|
||
User ||--o{ FileRecord : uploads
|
||
ConversionTask ||--|| FileRecord : processes
|
||
ConversionTask ||--o| ResultFile : generates
|
||
|
||
User {
|
||
string userId PK
|
||
string email
|
||
string username
|
||
string passwordHash
|
||
date createdAt
|
||
date lastLoginAt
|
||
json settings
|
||
}
|
||
|
||
FileRecord {
|
||
string fileId PK
|
||
string userId FK
|
||
string originalName
|
||
number fileSize
|
||
string mimeType
|
||
string storageUrl
|
||
string status
|
||
date uploadedAt
|
||
}
|
||
|
||
ConversionTask {
|
||
string taskId PK
|
||
string userId FK
|
||
string fileId FK
|
||
string targetFormat
|
||
json options
|
||
string status
|
||
number progress
|
||
string errorMessage
|
||
date createdAt
|
||
date completedAt
|
||
}
|
||
|
||
ResultFile {
|
||
string resultId PK
|
||
string taskId FK
|
||
string fileName
|
||
string downloadUrl
|
||
number fileSize
|
||
date createdAt
|
||
date expiresAt
|
||
}
|
||
```
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||
### 缓存策略
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||
| 数据类型 | 缓存时间 | 缓存键模式 | 更新策略 |
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|----------|----------|------------|----------|
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||
| 用户会话 | 24小时 | `session:{userId}` | 延期更新 |
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||
| 文件元数据 | 1小时 | `file:{fileId}` | 写时失效 |
|
||
| 转换进度 | 30秒 | `task:{taskId}` | 实时更新 |
|
||
| 系统配置 | 永久 | `config:{key}` | 手动刷新 |
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||
## 性能优化设计
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||
### 转换性能优化
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||
```mermaid
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||
graph LR
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||
A[性能优化策略] --> B[并发处理]
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||
A --> C[缓存机制]
|
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A --> D[资源优化]
|
||
A --> E[队列管理]
|
||
|
||
B --> B1[多进程转换]
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||
B --> B2[任务分片]
|
||
|
||
C --> C1[结果缓存]
|
||
C --> C2[中间文件缓存]
|
||
|
||
D --> D1[内存管理]
|
||
D --> D2[临时文件清理]
|
||
|
||
E --> E1[优先级队列]
|
||
E --> E2[负载均衡]
|
||
```
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||
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||
### 系统性能指标
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||
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||
| 性能指标 | 目标值 | 监控方式 |
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|----------|--------|----------|
|
||
| 文件上传速度 | >50MB/s | 实时监控 |
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||
| PDF转Word转换 | <30秒/页 | 任务计时 |
|
||
| PDF转HTML转换 | <10秒/页 | 任务计时 |
|
||
| 并发用户数 | 1000+ | 系统监控 |
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||
| 内存使用率 | <80% | 系统监控 |
|
||
| CPU使用率 | <70% | 系统监控 |
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||
## 安全与隐私设计
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||
### 安全策略
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||
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||
```mermaid
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||
graph TD
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||
A[安全防护体系] --> B[身份认证]
|
||
A --> C[数据加密]
|
||
A --> D[访问控制]
|
||
A --> E[隐私保护]
|
||
|
||
B --> B1[JWT令牌]
|
||
B --> B2[多因子认证]
|
||
|
||
C --> C1[传输加密HTTPS]
|
||
C --> C2[文件存储加密]
|
||
|
||
D --> D1[API限流]
|
||
D --> D2[权限验证]
|
||
|
||
E --> E1[文件自动删除]
|
||
E --> E2[匿名处理模式]
|
||
```
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||
|
||
### 隐私保护措施
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||
|
||
| 保护级别 | 措施描述 | 实施方式 |
|
||
|----------|----------|----------|
|
||
| 文件安全 | 上传文件加密存储 | AES-256加密 |
|
||
| 访问控制 | 文件访问权限验证 | JWT + RBAC |
|
||
| 数据清理 | 定期删除临时文件 | 定时任务清理 |
|
||
| 匿名模式 | 不保存用户文件信息 | 临时处理模式 |
|
||
| 审计日志 | 记录关键操作日志 | 日志系统 |
|
||
|
||
## 测试策略
|
||
|
||
### 测试架构
|
||
|
||
```mermaid
|
||
graph TD
|
||
A[测试体系] --> B[单元测试]
|
||
A --> C[集成测试]
|
||
A --> D[端到端测试]
|
||
A --> E[性能测试]
|
||
|
||
B --> B1[组件测试 - Jest]
|
||
B --> B2[API测试 - Supertest]
|
||
|
||
C --> C1[服务集成测试]
|
||
C --> C2[数据库集成测试]
|
||
|
||
D --> D1[用户场景测试 - Playwright]
|
||
D --> D2[转换功能测试]
|
||
|
||
E --> E1[负载测试 - k6]
|
||
E --> E2[压力测试]
|
||
```
|
||
|
||
### 测试用例设计
|
||
|
||
| 测试类型 | 测试范围 | 工具选择 | 覆盖率目标 |
|
||
|----------|----------|----------|------------|
|
||
| 单元测试 | 核心业务逻辑 | Jest + RTL | >90% |
|
||
| 集成测试 | API接口 | Supertest | >80% |
|
||
| E2E测试 | 用户流程 | Playwright | 主要场景100% |
|
||
| 性能测试 | 系统负载 | k6 | 关键指标 |
|
||
| 安全测试 | 漏洞扫描 | OWASP ZAP | 无高危漏洞 | |