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架构设计

跨平台笔记应用的架构设计思考

15 分钟
...
跨平台数据同步架构设计

跨平台笔记应用的架构设计思考

妙墨是一款支持Mac、iPad、iPhone的跨平台Markdown笔记应用。在设计过程中，我们面临了跨平台数据同步、UI适配、性能优化等诸多挑战。今天来分享一些架构设计的思考和实践。

项目概述

妙墨的核心目标是：

  • 提供一致的跨平台体验
  • 实现实时数据同步
  • 支持离线使用
  • 保持高性能和流畅体验

整体架构设计

分层架构

┌─────────────────────────────────────┐
│           Presentation Layer        │ ← SwiftUI (iOS/macOS)
├─────────────────────────────────────┤
│           Business Logic            │ ← ViewModels + Services
├─────────────────────────────────────┤
│           Data Access Layer         │ ← Core Data + CloudKit
├─────────────────────────────────────┤
│           Network Layer             │ ← URLSession + WebSocket
└─────────────────────────────────────┘

技术选型

  • UI框架: SwiftUI (统一代码库)
  • 数据存储: Core Data + CloudKit
  • 网络同步: CloudKit + WebSocket
  • Markdown渲染: 自定义渲染引擎
  • 文件管理: 本地文件系统 + iCloud

数据同步架构

1. CloudKit集成

使用CloudKit作为数据同步的核心：

class CloudKitManager: ObservableObject {
    private let container = CKContainer.default()
    private let privateDatabase: CKDatabase
    
    init() {
        privateDatabase = container.privateCloudDatabase
    }
    
    func syncNotes() async throws -> [Note] {
        let query = CKQuery(recordType: "Note", predicate: NSPredicate(value: true))
        
        let result = try await privateDatabase.records(matching: query)
        return result.matchResults.compactMap { _, result in
            switch result {
            case .success(let record):
                return Note(from: record)
            case .failure:
                return nil
            }
        }
    }
}

2. 冲突解决策略

实现智能的冲突解决机制：

class ConflictResolver {
    func resolveConflict(local: Note, remote: Note) -> Note {
        // 基于修改时间的冲突解决
        if local.modifiedAt > remote.modifiedAt {
            return local
        } else if remote.modifiedAt > local.modifiedAt {
            return remote
        } else {
            // 时间相同时，合并内容
            return mergeNotes(local: local, remote: remote)
        }
    }
    
    private func mergeNotes(local: Note, remote: Note) -> Note {
        let mergedContent = mergeContent(local.content, remote.content)
        return Note(
            id: local.id,
            title: local.title,
            content: mergedContent,
            modifiedAt: Date()
        )
    }
}

3. 离线支持

实现完整的离线功能：

class OfflineManager {
    private let localStore: LocalDataStore
    private let syncQueue: OperationQueue
    
    func saveNote(_ note: Note) {
        // 立即保存到本地
        localStore.save(note)
        
        // 添加到同步队列
        let syncOperation = SyncOperation(note: note)
        syncQueue.addOperation(syncOperation)
    }
    
    func getOfflineNotes() -> [Note] {
        return localStore.getAllNotes()
    }
}

UI架构设计

1. 共享组件库

创建跨平台共享的UI组件：

// 跨平台文本编辑器
struct MarkdownEditor: View {
    @Binding var content: String
    @State private var isPreviewMode = false
    
    var body: some View {
        VStack {
            if isPreviewMode {
                MarkdownPreview(content: content)
            } else {
                TextEditor(text: $content)
                    .font(.custom("Monaco", size: 14))
            }
            
            Toggle("预览模式", isOn: $isPreviewMode)
        }
    }
}

// 跨平台工具栏
struct Toolbar: View {
    let onSave: () -> Void
    let onShare: () -> Void
    
    var body: some View {
        HStack {
            Button("保存", action: onSave)
            Spacer()
            Button("分享", action: onShare)
        }
        .padding()
    }
}

2. 响应式布局

适配不同设备的屏幕尺寸：

struct AdaptiveLayout: View {
    @Environment(\.horizontalSizeClass) var sizeClass
    
    var body: some View {
        if sizeClass == .compact {
            CompactLayout()
        } else {
            RegularLayout()
        }
    }
}

struct CompactLayout: View {
    var body: some View {
        NavigationView {
            NoteList()
            Text("选择笔记")
        }
    }
}

struct RegularLayout: View {
    var body: some View {
        NavigationSplitView {
            NoteList()
        } detail: {
            NoteEditor()
        }
    }
}

性能优化

1. 懒加载策略

实现智能的内容加载：

class LazyContentLoader {
    private let cache = NSCache<NSString, NSData>()
    
    func loadNoteContent(id: String) async -> String {
        // 检查缓存
        if let cached = cache.object(forKey: id as NSString) {
            return String(data: cached as Data, encoding: .utf8) ?? ""
        }
        
        // 异步加载
        let content = await loadFromStorage(id: id)
        
        // 更新缓存
        if let data = content.data(using: .utf8) {
            cache.setObject(data as NSData, forKey: id as NSString)
        }
        
        return content
    }
}

2. 内存管理

优化内存使用：

class MemoryOptimizer {
    private let maxCacheSize = 50 * 1024 * 1024 // 50MB
    private var currentCacheSize = 0
    
    func shouldLoadContent(_ note: Note) -> Bool {
        // 基于内存使用情况决定是否加载内容
        return currentCacheSize < maxCacheSize || note.isRecentlyAccessed
    }
    
    func cleanupCache() {
        // 清理最久未访问的内容
        cache.removeAllObjects()
        currentCacheSize = 0
    }
}

数据模型设计

1. Core Data模型

@Model
class Note {
    var id: UUID
    var title: String
    var content: String
    var createdAt: Date
    var modifiedAt: Date
    var isSynced: Bool
    var cloudKitRecordID: String?
    
    // 关系
    var tags: [Tag]
    var attachments: [Attachment]
    
    init(title: String, content: String) {
        self.id = UUID()
        self.title = title
        self.content = content
        self.createdAt = Date()
        self.modifiedAt = Date()
        self.isSynced = false
        self.tags = []
        self.attachments = []
    }
}

2. 数据迁移策略

class DataMigrationManager {
    func migrateToNewVersion() async throws {
        let migrationSteps = [
            MigrationStep(from: 1, to: 2, migration: migrateV1ToV2),
            MigrationStep(from: 2, to: 3, migration: migrateV2ToV3)
        ]
        
        for step in migrationSteps {
            try await step.migration()
        }
    }
    
    private func migrateV1ToV2() async throws {
        // 迁移逻辑
        let notes = try await fetchV1Notes()
        for note in notes {
            let v2Note = convertToV2(note)
            try await saveV2Note(v2Note)
        }
    }
}

测试策略

1. 单元测试

class NoteManagerTests: XCTestCase {
    var noteManager: NoteManager!
    
    override func setUp() {
        noteManager = NoteManager()
    }
    
    func testCreateNote() async throws {
        let note = try await noteManager.createNote(
            title: "测试笔记",
            content: "这是测试内容"
        )
        
        XCTAssertEqual(note.title, "测试笔记")
        XCTAssertEqual(note.content, "这是测试内容")
    }
    
    func testSyncNotes() async throws {
        let notes = try await noteManager.syncNotes()
        XCTAssertFalse(notes.isEmpty)
    }
}

2. UI测试

class MiaoMoUITests: XCTestCase {
    func testCreateAndEditNote() {
        let app = XCUIApplication()
        app.launch()
        
        // 创建新笔记
        app.buttons["新建笔记"].tap()
        
        let titleField = app.textFields["笔记标题"]
        titleField.tap()
        titleField.typeText("测试笔记")
        
        let contentField = app.textViews["笔记内容"]
        contentField.tap()
        contentField.typeText("这是测试内容")
        
        // 保存笔记
        app.buttons["保存"].tap()
        
        // 验证笔记已创建
        XCTAssertTrue(app.staticTexts["测试笔记"].exists)
    }
}

部署和分发

1. App Store Connect集成

// 自动化构建脚本
#!/bin/bash

# 构建iOS版本
xcodebuild -workspace MiaoMo.xcworkspace \
           -scheme MiaoMo-iOS \
           -configuration Release \
           -destination generic/platform=iOS \
           -archivePath MiaoMo-iOS.xcarchive \
           archive

# 构建macOS版本
xcodebuild -workspace MiaoMo.xcworkspace \
           -scheme MiaoMo-macOS \
           -configuration Release \
           -destination generic/platform=macOS \
           -archivePath MiaoMo-macOS.xcarchive \
           archive

2. 版本管理

struct VersionManager {
    static let currentVersion = "2.1.0"
    
    static func checkForUpdates() async -> UpdateInfo? {
        let url = URL(string: "https://api.miaomo.app/version")!
        let (data, _) = try await URLSession.shared.data(from: url)
        let versionInfo = try JSONDecoder().decode(VersionInfo.self, from: data)
        
        return versionInfo.isNewerThan(currentVersion) ? versionInfo : nil
    }
}

总结

跨平台应用的开发需要综合考虑多个方面的挑战：

关键技术点

  1. 统一的数据模型：确保跨平台数据一致性
  2. 智能同步策略：处理网络延迟和冲突
  3. 响应式UI设计：适配不同设备和屏幕尺寸
  4. 性能优化：平衡功能和性能
  5. 测试策略：确保跨平台兼容性

最佳实践

  • 使用SwiftUI实现代码复用
  • 采用分层架构提高可维护性
  • 实现完善的错误处理和用户反馈
  • 建立持续集成和自动化测试
  • 关注用户反馈和数据分析

跨平台开发虽然复杂，但通过合理的架构设计和最佳实践，可以创造出优秀的产品体验。希望这些经验对正在开发跨平台应用的朋友们有所帮助！

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