Features: - Add editable variable selection in workflow plan (SingleVarSelect + MultiVarTags) - Implement 3-layer flexible interception (warning bar + icon + blocking dialog) - Add tool_param_constraints.json for 12 statistical tools parameter validation - Add PATCH /workflow/:id/params API with Zod structural validation - Implement synchronous parameter sync before execution (Promise chaining) - Fix LLM hallucination by strict system prompt constraints - Fix DynamicReport object-based rows compatibility (R baseline_table) - Fix Word export row.map error with same normalization logic - Restore inferGroupingVar for smart default variable selection - Add ReactMarkdown rendering in SSAChatPane - Update SSA module status document to v3.5 Modified files: - backend: workflow.routes, ChatHandlerService, SystemPromptService, FlowTemplateService - frontend: WorkflowTimeline, SSAWorkspacePane, DynamicReport, SSAChatPane, ssaStore, ssa.css - config: tool_param_constraints.json (new) - docs: SSA status doc, team review reports Tested: Cohort study end-to-end execution + report export verified Co-authored-by: Cursor <cursoragent@cursor.com>
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21 KiB
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# 分布式 Fan-out 任务模式开发指南
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> **版本:** v1.2(逐行级审查修正:乐观锁释放 + Sweeper updatedAt + 空集合守卫 + pg_notify 参数化)
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> **创建日期:** 2026-02-23
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> **定位:** 实战 Cookbook,开发时按需查阅
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> **互补文档:** `系统级异步架构风险剖析与演进技术蓝图.md`(Why)→ 本文(How)
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> **Postgres-Only 指南:** `Postgres-Only异步任务处理指南.md`(底层规范)
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> **首个试点:** ASL 工具 3 全文智能提取工作台(`docs/03-业务模块/ASL-AI智能文献/04-开发计划/08-工具3-*.md`)
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> **状态:** 🟡 设计阶段经验总结,待 ASL 工具 3 M1/M2 实战后升级为 v2.0
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## 一、适用场景判断
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| 维度 | Level 1:单体任务 | Level 2:Fan-out 任务 |
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|------|-------------------|----------------------|
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| **触发模式** | 1 触发 → 1 Worker → 结束 | 1 触发 → 1 Manager → N 个 Child Worker |
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| **典型案例** | DC Tool C 解析 1 个 Excel | ASL 工具 3 批量提取 100 篇文献 |
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| **失败代价** | 小(重跑 40 秒) | 极大(第 99 篇失败不应导致前 98 篇白做) |
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| **并发挑战** | 无(单 Worker) | 高(N 个 Child 跨 Pod 竞争同一父任务计数器) |
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**判断公式:** 如果你的任务是"1 次操作处理 N 个独立子项,且 N 可能 > 10",就必须使用 Fan-out 模式。
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## 二、核心架构:Manager + Child + Last Child Wins
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```
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┌─ API 层 ──────────────────────────────────┐
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│ POST /tasks → 创建业务记录 → pgBoss.send │
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│ (module_task_manager) │
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└────────────────────────────────────────────┘
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↓
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┌─ Manager Job ─────────────────────────────┐
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│ 1. 读取 N 个子项 │
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│ 1.5 🆕 if N=0 → 直接 completed + return │
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│ 2. 快照外部依赖数据(防源头失踪) │
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│ 3. for each → pgBoss.send(child_queue) │
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│ 4. 派发完毕 → 退出(Fire-and-forget) │
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└────────────────────────────────────────────┘
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↓ (N 个)
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┌─ Child Job ───────────────────────────────┐
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│ 1. 乐观锁抢占(updateMany where status │
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│ = pending → processing) │
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│ 2. 执行业务逻辑 │
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│ 3. 事务内:更新子项 + 原子递增父任务计数 │
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│ 4. 判断 successCount + failedCount >= │
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│ totalCount → 翻转父任务 completed │
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│ 5. 错误分级:致命 return / 临时 throw │
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└────────────────────────────────────────────┘
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```
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## 三、8 项关键设计模式
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### 模式 1:原子递增(禁止 Read-then-Write)
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**问题:** 多个 Child 同时完成时,`count = count + 1` 的读写逻辑导致计数丢失。
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```typescript
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// ❌ 错误:Read-then-Write 反模式
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const task = await prisma.task.findUnique({ where: { id } });
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await prisma.task.update({ data: { successCount: task.successCount + 1 } });
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// ✅ 正确:数据库级原子操作
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const taskAfterUpdate = await prisma.task.update({
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where: { id: taskId },
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data: { successCount: { increment: 1 } },
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});
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```
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Prisma 的 `{ increment: 1 }` 编译为 SQL `SET success_count = success_count + 1`,数据库行锁保证原子性。
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**🚨 v1.1 补充:短事务原则(防行锁争用)**
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> **场景推演:** 100 个极轻量 Child Job(缓存命中,瞬间完成)在不同 Pod 中几乎同时走到 `prisma.$transaction`。
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> 这 100 个事务都需要对同一父任务行执行 `{ increment: 1 }`,PostgreSQL 在这一行上加排他行锁(Row-Level Lock)。
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> 100 个并发请求排队等一把锁,极易触发 Lock wait timeout,大量本已成功的任务在最后一步报数据库错误。
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**强制规范:**
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- **绝不允许**在更新父任务的 `$transaction` 内发起任何网络请求或耗时操作
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- 事务必须极度纯粹:更新子项(Result) + 递增父亲(Task),确保事务在 **< 1ms** 内提交并释放行锁
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- 高并发下若仍出现行锁超时,可在 Prisma 连接串中适当调大 `pool_timeout`
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### 模式 2:Last Child Wins(终止器)
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**问题:** Manager 派发完就退出,没有人负责把父任务从 `processing` 翻转为 `completed`。
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**解法:** 每个 Child(无论成功还是失败)在原子递增后立即检查:
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```typescript
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if (taskAfterUpdate.successCount + taskAfterUpdate.failedCount >= taskAfterUpdate.totalCount) {
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await prisma.task.update({
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where: { id: taskId },
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data: { status: 'completed', completedAt: new Date() },
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});
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// 广播完成事件(如 NOTIFY)
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}
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```
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**关键:** 成功路径和失败路径都必须有这段检查。漏掉任何一条路径,任务就可能永远卡在 `processing`。
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**🚨 v1.1 补充:Sweeper 清道夫 — 应对进程硬崩溃(最危险场景)**
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> **场景推演:** N=100,第 99 个 Child Worker 解析超大 PDF 触发 Node.js V8 OOM,或容器被云平台 SIGKILL。
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||
> 进程瞬间蒸发,代码根本没有机会走到 `catch` 块。`failedCount` 永远不会 +1。
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||
> pg-boss 虽然会在 `expireInMinutes` 后标记该 Job 为 failed,但业务表里
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||
> `successCount + failedCount = 99`,永远达不到 100。父任务永远卡在 `processing`。
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||
>
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> **本质:** 单兵 Worker 无法处理自身猝死,必须有系统级外部兜底。
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**解法:注册全局定时清道夫 `FanOut_Task_Sweeper`(每 10 分钟运行一次):**
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```typescript
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// 全局 Cron Job — 清道夫(建议用 pg-boss 的 schedule 功能注册)
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async function fanOutTaskSweeper() {
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const stuckTasks = await prisma.task.findMany({
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where: {
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||
status: 'processing',
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// 🚨 v1.2 修正:使用 updatedAt(最后活跃时间)而非 startedAt!
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// 原因:500 篇文献正常排队可能需要 3+ 小时,用 startedAt 会误杀健康任务。
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// 只要子任务还在完成(原子递增),updatedAt 就会持续刷新。
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||
// 超过 2 小时没有任何进度更新的,才是真正卡死。
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updatedAt: { lt: new Date(Date.now() - 2 * 60 * 60 * 1000) },
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},
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});
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for (const task of stuckTasks) {
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await prisma.task.update({
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where: { id: task.id },
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data: {
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status: 'failed',
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errorMessage: '[Sweeper] No progress update for 2h. Likely Child Worker hard crash (OOM/SIGKILL). Force-closed.',
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completedAt: new Date(),
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},
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||
});
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logger.warn(`[Sweeper] Force-closed stuck task ${task.id} (no progress for 2h)`);
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}
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}
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// 注册为 pg-boss 定时任务
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await pgBoss.schedule('fanout_task_sweeper', '*/10 * * * *'); // 每 10 分钟
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await pgBoss.work('fanout_task_sweeper', fanOutTaskSweeper);
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```
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||
**Sweeper 是 Fan-out 模式的终极保险丝。** 即使所有 Last Child Wins 逻辑都正确,进程硬崩溃仍然是不可避免的物理级异常。Sweeper 确保任何"卡死"的任务最终都会被收口。
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> **⚠️ v1.2 关键修正:** 判断"卡死"的依据是 `updatedAt`(最后活跃时间),而非 `startedAt`(任务创建时间)。
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||
> 只要 Child 还在完成并递增计数,Prisma 的 `update` 会自动刷新 `updatedAt`。
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||
> 超大批量任务(500+ 文献)正常排队执行可能需要数小时,用 `startedAt` 会导致 Sweeper 误杀正在健康运行的任务("友军之火")。
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### 模式 3:乐观锁抢占(Optimistic Locking)
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**问题:** pg-boss 的 at-least-once 语义意味着同一 Child Job 可能被投递多次。如果用 `findUnique → if (status !== 'pending') return` 做幂等检查,两个 Worker 可能同时读到 `pending` 然后同时处理。
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```typescript
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// ❌ 错误:Read-then-Write 幂等检查
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const existing = await prisma.result.findUnique({ where: { id } });
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||
if (existing?.status === 'completed') return; // 两个 Worker 可能同时到这里
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// ✅ 正确:原子抢占
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const lock = await prisma.result.updateMany({
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where: { id: resultId, status: 'pending' },
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||
data: { status: 'processing' },
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||
});
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||
if (lock.count === 0) return { success: true, note: 'Idempotent skip' };
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```
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||
`updateMany` 的 WHERE 条件充当乐观锁,数据库保证只有一个 Worker 能成功更新。
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||
**🚨 v1.1 补充:子任务派发防重 — singletonKey 的真正意图**
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> **场景推演:** Manager Job 在派发了 50 个 Child Job 后,进程崩溃。pg-boss 的 at-least-once 语义会
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||
> 重新投递 Manager Job。重试时 Manager 重新查出 100 个子项,再次循环派发 100 个 Child Job。
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||
> 前 50 个任务被重复派发,队列瞬间塞满垃圾数据,并导致 Child Worker 重复处理。
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||
**强制规范:Manager 必须为每个 Child 赋予基于业务 ID 的 `singletonKey`:**
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```typescript
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// Manager 内循环派发
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for (const item of items) {
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||
await pgBoss.send('module_task_child', { taskId, itemId: item.id }, {
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||
singletonKey: `child-${item.id}`, // ← 基于业务 ID 去重!
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||
retryLimit: 3,
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||
retryBackoff: true,
|
||
expireInMinutes: 30,
|
||
});
|
||
}
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||
```
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||
|
||
**`singletonKey` 是保证 Manager 自身崩溃重试时不会导致子任务指数级爆炸的唯一防线。**
|
||
pg-boss 在收到重复 `singletonKey` 时自动去重(忽略重复插入),无需手动判断。新手开发**绝不可省略**此字段。
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||
### 模式 4:错误分级路由
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||
**问题:** pg-boss 默认对所有失败 Job 进行指数退避重试。但"PDF 损坏"这类永久错误重试 3 次也不会好。
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```typescript
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try {
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await doWork();
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||
} catch (error) {
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||
if (isPermanentError(error)) {
|
||
// 致命错误:更新业务状态为 error + 原子递增 failedCount
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||
await markAsFailed(resultId, taskId, error.message);
|
||
// ⚠️ 别忘了 Last Child Wins 检查!
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||
return { success: false }; // return 而非 throw → pg-boss 视为"成功消费",停止重试
|
||
}
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||
|
||
// 🚨 v1.2 补丁:临时错误 throw 前必须释放乐观锁!
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||
// 否则 pg-boss 重试时 updateMany({ where: { status: 'pending' } }) 返回 0,
|
||
// 被误判为"幂等跳过",计数永远少一票,Last Child Wins 永远无法触发。
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||
await prisma.result.update({
|
||
where: { id: resultId },
|
||
data: { status: 'pending' },
|
||
});
|
||
|
||
// 临时错误 (429/5xx/网络抖动):throw → pg-boss 指数退避自动重试
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||
throw error;
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||
}
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```
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||
| 错误类型 | 处理方式 | pg-boss 行为 |
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|---------|---------|-------------|
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| 永久错误(4xx、数据不存在、格式损坏) | `return` | 停止重试 |
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| 临时错误(429、5xx、网络超时) | `throw` | 指数退避重试 |
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||
### 模式 5:三级限流(teamConcurrency)
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**问题:** 如果不限制 Child 并发,1000 个 Job 被同时拉起 → 1000 个 `await` 挂起的闭包 → Node.js OOM。
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```typescript
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// 第一级:Child Worker — 控制内存中的并发闭包数量
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||
jobQueue.work('module_task_child', { teamConcurrency: 10 }, handler);
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||
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||
// 第二级:昂贵 API — 保护外部服务
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||
jobQueue.work('module_expensive_api', { teamConcurrency: 2 }, handler);
|
||
|
||
// 第三级:LLM 调用 — 保护 LLM 并发
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||
jobQueue.work('module_llm_call', { teamConcurrency: 5 }, handler);
|
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```
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||
**`teamConcurrency` vs `P-Queue`:**
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- `P-Queue` 是进程内信号量,多 Pod 下每个 Pod 各自限流 → 全局并发 = 限制值 × Pod 数 → API 429
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- `teamConcurrency` 是 PostgreSQL 行锁,跨所有 Node.js 实例全局生效
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||
- **结论:Fan-out 场景禁止使用 P-Queue,必须用 teamConcurrency**
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### 模式 6:SSE 跨实例广播(NOTIFY/LISTEN)
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**问题:** `sseEmitter.emit()` 基于内存 EventEmitter,用户连 Pod A、Worker 跑 Pod B → Pod A 收不到日志。
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```typescript
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// Worker 端(发送)— v1.2 使用 pg_notify + 参数化查询(免疫 SQL 注入)
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const payloadStr = JSON.stringify({ taskId, type: 'log', data: logEntry });
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const safePayload = payloadStr.length > 7000
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||
? payloadStr.substring(0, 7000) + '..."}'
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||
: payloadStr;
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||
// 🚨 v1.2 修正:抛弃 $executeRawUnsafe + 字符串拼接!
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// 使用 PostgreSQL 内置 pg_notify() 函数 + Prisma Tagged Template(参数化绑定)
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await prisma.$executeRaw`SELECT pg_notify('sse_channel', ${safePayload})`;
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// API 端(接收)— Pod 启动时初始化
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const pgClient = new Client({ connectionString: DATABASE_URL });
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await pgClient.connect();
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await pgClient.query('LISTEN sse_channel');
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||
pgClient.on('notification', (msg) => {
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||
const { taskId, type, data } = JSON.parse(msg.payload);
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||
const clients = sseClients.get(taskId);
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||
if (clients?.size > 0) {
|
||
for (const res of clients) {
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||
res.write(`event: ${type}\ndata: ${JSON.stringify(data)}\n\n`);
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||
}
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||
}
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});
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```
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**约束:**
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- LISTEN 连接必须独立于连接池(归还后 LISTEN 失效)
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- **NOTIFY payload 物理上限 ~8000 bytes**(超出直接报错,阻断业务流程!)
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- **强制规范(v1.1):** 发送前必须安全截断至 7000 bytes 以内(预留 JSON 结构和转义开销)
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||
- LLM 错误堆栈、超长乱码是最常见的超限来源
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||
- **🚨 v1.2 强制规范:禁止 `$executeRawUnsafe` + 字符串拼接发送 NOTIFY!**
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||
- 必须使用 `$executeRaw` Tagged Template + `pg_notify()` 函数(参数化绑定,彻底免疫 SQL 注入)
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||
- 不同编码、特殊换行符、反斜杠均可能绕过手动 `.replace` 转义
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||
- fire-and-forget(无持久化),适合日志流这类"丢了不影响业务"的场景
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||
### 模式 7:数据一致性快照
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**问题:** Fan-out 任务可能持续数十分钟。期间用户在源模块删改数据 → Child Worker 找不到依赖数据而崩溃。
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**解法:** Manager 派发前一次性快照关键元数据,冻结到子项记录中:
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```typescript
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// Manager 中:批量快照
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const pkbDocs = await Promise.all(
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results.map(r => pkbBridge.getDocumentDetail(r.pkbDocumentId))
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);
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||
const docMap = new Map(pkbDocs.map(d => [d.documentId, d]));
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|
||
await prisma.$transaction(
|
||
results.map(result => {
|
||
const doc = docMap.get(result.pkbDocumentId);
|
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return prisma.result.update({
|
||
where: { id: result.id },
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||
data: {
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snapshotStorageKey: doc?.storageKey ?? null,
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||
snapshotFilename: doc?.filename ?? null,
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||
}
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||
});
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||
})
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||
);
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```
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**原则:** 快照轻量元数据(storageKey、filename 等 < 1KB)到数据库。大文件内容不快照,通过错误分级路由兜底。
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### 🆕 模式 8:Manager 空集合边界守卫(v1.2)
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**问题:** 如果源数据被过滤后 `items.length === 0`(空列表、数据异常等极端情况),Manager 的 `for` 循环不执行,没有任何 Child 被派发,Last Child Wins 永远不会触发,父任务永远卡在 `processing`。
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```typescript
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// Manager Worker — 派发前必须检查空集合
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if (items.length === 0) {
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||
await prisma.task.update({
|
||
where: { id: taskId },
|
||
data: { status: 'completed', completedAt: new Date() },
|
||
});
|
||
logger.info(`[Manager] Task ${taskId}: 0 items, auto-completed`);
|
||
return;
|
||
}
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||
|
||
// 正常路径:继续快照 + 派发 Child Job...
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||
```
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||
**这是 Last Child Wins 的唯一盲区。** 当 N=0 时,Manager 必须自己充当"收口人"直接完成任务。
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## 四、反模式速查表
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| 反模式 | 后果 | 正确做法 |
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|--------|------|---------|
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| 内存计数 `count + 1` | 多 Pod 计数丢失 | Prisma `{ increment: 1 }` |
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||
| `findUnique → if → update` 幂等 | 并发穿透 | `updateMany({ where: { status: 'pending' } })` |
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||
| Manager 等待所有 Child 完成 | Manager 进程挂起,消耗连接 | Fire-and-forget + Last Child Wins |
|
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| P-Queue 限流 | 多 Pod 失效 | pg-boss `teamConcurrency` |
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| 内存 EventEmitter 跨 Pod | SSE 日志断裂 | PostgreSQL NOTIFY/LISTEN |
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| Job payload 塞大数据 | pg-boss 阻塞 | 仅传 ID(< 1KB),数据存 DB/OSS |
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| 队列名用点号 | pg-boss 路由截断 | 下划线命名(`module_task_child`) |
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| 不设 `expireInMinutes` | 僵尸 Job 占据队列名额 | Manager: 60min, Child: 30min |
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||
| 成功路径漏检 Last Child Wins | 任务永远卡在 processing | 成功 + 失败路径都检查 |
|
||
| Child 运行时回查外部模块数据 | 源头删改导致批量崩溃 | Manager 快照元数据到子项记录 |
|
||
| 🆕 无 Sweeper 清道夫 | 进程 OOM/SIGKILL 后任务永远卡死 | 全局 Cron 扫描 processing > 2h 强制收口 |
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||
| 🆕 事务内做网络请求 | 父表行锁长时间持有 → Lock timeout | 短事务:仅更新 Result + 递增 Task |
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||
| 🆕 Child 派发漏 singletonKey | Manager 重试导致子任务指数级爆炸 | `singletonKey: child-${itemId}` |
|
||
| 🆕 NOTIFY payload 不截断 | 超 8000 bytes 直接报错阻断流程 | 发送前截断至 7000 bytes |
|
||
| 🆕 临时错误 throw 前不释放乐观锁 | 重试时被误判"幂等跳过",计数永远缺一票 | throw 前 `update({ status: 'pending' })` |
|
||
| 🆕 Sweeper 用 `startedAt` 判断卡死 | 误杀正在排队的健康超大批量任务 | 用 `updatedAt`(最后活跃时间) |
|
||
| 🆕 Manager 不检查空集合 | N=0 时无 Child → Last Child Wins 死锁 | `if (items.length === 0)` 直接 completed |
|
||
| 🆕 NOTIFY 用 `$executeRawUnsafe` 拼接 | SQL 注入高危 | `$executeRaw` + `pg_notify()` 参数化 |
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## 五、pg-boss 配置速查
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```typescript
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// Manager Job 派发
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||
await pgBoss.send('module_task_manager', { taskId }, {
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||
retryLimit: 2,
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||
expireInMinutes: 60,
|
||
singletonKey: `manager-${taskId}`, // 防止同一任务重复派发
|
||
});
|
||
|
||
// Child Job 派发(Manager 内循环)
|
||
await pgBoss.send('module_task_child', { taskId, itemId }, {
|
||
retryLimit: 3,
|
||
retryDelay: 10, // 10 秒后重试
|
||
retryBackoff: true, // 指数退避(10s, 20s, 40s)
|
||
expireInMinutes: 30,
|
||
singletonKey: `child-${itemId}`, // ← 派发防重!Manager 崩溃重试时 pg-boss 自动去重
|
||
});
|
||
|
||
// Worker 注册(队列名必须用下划线!)
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||
jobQueue.work('module_task_child', { teamConcurrency: 10 }, handler);
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||
```
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---
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||
## 六、开发检查清单
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在 Code Review 时,逐项核对以下问题:
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- [ ] **原子递增**:父任务计数器是否使用 `{ increment: 1 }`?
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- [ ] **Last Child Wins**:成功路径和失败路径是否都检查了 `successCount + failedCount >= totalCount`?
|
||
- [ ] **乐观锁**:Child Worker 是否使用 `updateMany({ where: { status: 'pending' } })` 而非 `findUnique → if`?
|
||
- [ ] **错误分级**:永久错误是否 `return`(停止重试)?临时错误是否 `throw`(指数退避)?
|
||
- [ ] **teamConcurrency**:Child 队列是否设置了全局并发限制?是否禁用了 P-Queue?
|
||
- [ ] **Payload 轻量**:Job data 是否仅传 ID(< 1KB)?
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- [ ] **过期时间**:是否设置了 `expireInMinutes`?
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- [ ] **队列命名**:是否使用下划线(`module_task_child`),而非点号?
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- [ ] **数据快照**:Manager 是否在派发前快照了外部依赖数据?
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- [ ] **NOTIFY 广播**:SSE 日志推送是否经过 PostgreSQL NOTIFY(如需跨 Pod)?
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- [ ] **事务保障**:子项状态更新 + 父任务原子递增是否在同一事务中?
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- [ ] 🆕 **Sweeper 清道夫**:是否注册了全局定时任务扫描 processing > 2h 的父任务并强制收口?
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- [ ] 🆕 **短事务原则**:`$transaction` 内是否仅包含纯 DB 操作(无网络请求/无耗时计算)?
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- [ ] 🆕 **派发防重**:Manager 循环派发 Child 时是否设置了 `singletonKey: child-${itemId}`?
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- [ ] 🆕 **NOTIFY 截断**:NOTIFY payload 发送前是否截断至 7000 bytes 以内?
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- [ ] 🆕 **乐观锁释放**:临时错误 `throw` 前是否将子项状态回退为 `pending`(防重试时被幂等跳过)?
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- [ ] 🆕 **Sweeper 活跃判定**:清道夫是否基于 `updatedAt`(而非 `startedAt`)判断任务卡死?
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- [ ] 🆕 **空集合守卫**:Manager 是否在 `items.length === 0` 时直接将任务标记为 `completed`?
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- [ ] 🆕 **NOTIFY 参数化**:是否使用 `$executeRaw` + `pg_notify()` 而非 `$executeRawUnsafe` + 字符串拼接?
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## 七、演进路线
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| 阶段 | 时间 | 内容 |
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| v1.0 设计沉淀 | 2026-02 | 基于 ASL 工具 3 架构审查经验编写本指南(当前) |
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| v1.5 实战验证 | ASL M1 完成后 | 将 M1 开发中遇到的实际问题补充到本文 |
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| v2.0 基建抽象 | ASL M2 完成后 | 将 Fan-out 通用逻辑抽离为 `common/jobs/FanOutHelper.ts` |
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| v2.5 全量推广 | 后续模块 | IIT Agent 批量质控、DC 批量 ETL 等模块复用 Fan-out 基建 |
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> **设计原则:** 先在 ASL 工具 3 中"打样",踩完坑后再抽象为平台能力。避免过早抽象导致接口不合理。
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*本文档基于 ASL 工具 3 全文智能提取工作台开发计划(v1.5,经 6 轮架构审查)的设计经验总结。*
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*v1.1 补充 4 项生产级防御策略:Sweeper 清道夫、短事务原则、singletonKey 派发防重、NOTIFY 安全截断。*
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*v1.2 逐行级审查修正 4 项致命漏洞:乐观锁与重试绞杀、Sweeper 友军之火、空集合死锁、SQL 注入隐患。*
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*待 M1/M2 实战后升级为 v2.0,届时补充真实踩坑记录和性能数据。*
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