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PixWave

Python

1.0.0

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像素波

PixWave是一種可擴展的高效能數位錢包微服務，旨在使用多網關架構透過PIX處理即時支付。該系統整合了多個支付網關，包括Mercado Pago和Gerencianet ，確保可靠性和無縫回退功能。透過在任何給定時刻動態選擇最可用的網關，PixWave 最大限度地減少停機時間並確保連續的支付處理。

架構具有彈性、模組化和可擴展性，使用Docker進行容器化，使用Kubernetes進行編排，使用Redis進行緩存，使用SNS進行非同步訊息傳遞，使用ELK 堆疊（Logstash、Elasticsearch、Kibana）進行集中日誌記錄和即時監控系統效能。

主要特點

具有即時網關選擇和自動回退功能的多網關架構。
具有重試機制的非同步作業處理，用於處理失敗的事務和長時間運行的任務。
使用ELK 堆疊（Elasticsearch、Logstash、Kibana）進行集中日誌記錄和即時監控。
由 Docker 和 Kubernetes 提供支援的可擴展性和彈性，確保系統能夠處理高負載並在壓力下保持運作。

系統架構

1.基於微服務的架構

PixWave 遵循基於微服務的架構，其中關鍵元件（例如支付處理、用戶管理和交易監控）被解耦為獨立的服務。這種設計可以獨立擴展各個服務並對其進行維護，而不會影響整個系統。

Laravel用作後端框架來管理支付交易、使用者互動和 API 請求。
Docker將每個服務容器化，確保開發、測試和生產環境之間的一致性。
Kubernetes協調這些容器的部署和管理，提供自動擴充、自我修復和負載平衡等功能。

2.付款處理

PixWave的核心是其支付處理模組，旨在處理具有高可用性和容錯性的即時PIX交易。該系統整合了兩個主要支付網關： Mercado Pago和Gerencianet ，並採用智慧網關選擇機制。

2.1.具有後備功能的多網關係統

系統首先嘗試透過主網關（Mercado Pago 或 Gerencianet）處理付款。
Redis儲存每個網關的可用性狀態，可以快速檢索和決策。
如果主網關無法使用，系統會立即切換到後備網關，確保連續支付處理並最大限度地減少停機時間。

2.2.交易管理

所有交易都記錄在MySQL中，包括交易金額、使用者 ID、使用的網關、狀態（成功、失敗或待處理）和時間戳等詳細資訊。
基於枚舉的狀態管理標準化了不同網關之間的交易狀態，以確保資料庫的一致性。
作業佇列非同步處理支付處理，允許使用者無需等待整個過程完成即可發起付款。

3.作業和重試機制

PixWave 中的作業系統對於處理付款處理和重試等任務至關重要。透過非同步分派支付請求作業，PixWave 為使用者提供非阻塞體驗並提升整體系統回應能力。

3.1.工作處理

當請求付款時，會調度一個作業來非同步處理交易，聯繫相關的支付網關來提交交易並檢索結果。
作業並行處理，確保有效率處理大量付款。

3.2.重試機制

如果因為網關問題導致付款嘗試失敗，系統最多會重試3 次，然後才會將交易標記為失敗。
在所有重試嘗試之後，系統切換到後備網關並重試付款。
如果回退也失敗，則交易將被記錄為失敗，並可能透過SNS發送警報以進行進一步調查。

4.使用Redis進行緩存

PixWave 使用Redis進行緩存，以增強效能並減少主資料庫的負載。

網關可用性：快取在Redis中，允許系統快速確定使用哪個支付網關，而無需進行冗餘的API呼叫。
事務查找：最近處理的事務被緩存，從而實現快速查找並減少對 MySQL 資料庫的不必要查詢。

5.集中記錄和監控

Logstash和Elasticsearch用於管理集中式日誌記錄，提供對系統事件、錯誤和效能指標的即時洞察。

Logstash從所有服務（Laravel、作業佇列、支付網關）收集日誌並將其傳送至Elasticsearch進行索引。
Elasticsearch可以為系統健康檢查和故障排除提供強大的查詢功能。
Kibana提供了一個圖形儀表板，用於探索日誌、追蹤錯誤和視覺化系統效能。

6.訊息佇列和非同步通知

PixWave 使用SNS（簡單通知服務）在微服務之間進行訊息傳遞以及向外部系統發送通知。

處理交易時，通知會透過 SNS 發送到外部系統（例如使用者應用程式或第三方服務），確保系統即使在高流量下也能保持回應。
系統元件之間的內部訊息傳遞透過SQL和SNS處理，確保服務之間的解耦通訊。

安裝說明

1.克隆儲存庫

首先，將 PixWave 儲存庫複製到本機：

git clone https://github.com/your-repository/pixwave.git
cd pixwave

2.設定環境變數

將.env.example檔案複製到.env並配置環境變數。這些變數包括資料庫憑證、支付網關憑證（Mercado Pago 和 Gerencianet）以及其他服務的 API 金鑰：

cp .env.example .env

更新.env檔案中的以下值：

DB_HOST 、 DB_PORT 、 DB_DATABASE 、 DB_USERNAME 、 DB_PASSWORD – MySQL 資料庫設定。
MERCADOPAGO_ACCESS_TOKEN – Mercado Pago 存取令牌。
GERENCIANET_CLIENT_ID 、 GERENCIANET_CLIENT_SECRET 、 GERENCIANET_PIX_KEY – Gerencianet API 憑證。
SNS_API_KEY – 用於通知的 SNS API 金鑰。
LOGSTASH_HOST – Logstash 服務的主機（用於集中式日誌記錄）。

3.安裝依賴項

執行以下命令來安裝所有必要的依賴項：

composer install

4.設定 Docker

確保您的電腦上安裝了Docker 。然後，使用Docker Compose建置並運行必要的容器：

docker-compose up --build

該命令將啟動以下服務：

Laravel 應用程式（PHP 後端）
MySQL （關係型資料庫）
Redis （快取）
Elasticsearch 和 Logstash （集中式日誌記錄）
Kibana （日誌分析介面）

5.運行遷移和播種器

容器啟動並運行後，執行遷移以設定資料庫架構並播種一些初始資料：

docker exec -it laravel_app php artisan migrate --seed

6.產生應用程式密鑰

產生應用程式加密金鑰，Laravel 使用該金鑰進行安全加密：

docker exec -it laravel_app php artisan key:generate

7.運行應用程式

一切設定完畢後，您現在可以存取該應用程式。預設情況下，該應用程式將在http://localhost上可用：

docker-compose up

在瀏覽器中造訪http://localhost即可與 PixWave 系統互動。

運行測試

PixWave 包含一個全面的測試套件。若要執行測試，請確保您位於 Docker 容器內或已設定本機環境。運行以下命令：

docker exec -it laravel_app php artisan test

這將執行單元和功能測試，以確保支付系統的功能，包括作業處理、網關回退和交易歷史管理。

故障排除

連接埠衝突：如果遇到連接埠衝突（例如，系統上已執行 Redis 或 MySQL），請更新docker-compose.yml檔案以變更預設連接埠對映。
權限錯誤：如果嘗試寫入日誌或儲存時出現權限問題，請透過執行以下命令確保storage/和bootstrap/cache/目錄可寫入：
```
sudo chmod -R 775 storage
sudo chmod -R 775 bootstrap/cache
```
容器重新啟動：如果容器重新啟動或無法執行，請檢查日誌以取得詳細的錯誤訊息：
```
docker-compose logs
```