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设计:ApiClient 异步化(DatasetDetail 路径试点)
日期 2026-06-11。范围:把数据集详情路径从同步阻塞改为异步非阻塞,作为全 App 异步化的模式样板。 后续会按此模式铺开到导航/登录路径(本期不做)。
1. 背景
geopro 现网络栈三层全同步阻塞:
ApiClient(src/net/):单个QNetworkAccessManager,get/postJson内部用QNetworkReply + QEventLoop死等响应。共享 cookie / JSESSIONID。- Repository(
ApiDatasetRepository、ApiProjectRepository):同步调api_.get/postJson,解析后返回 typed 值或抛std::runtime_error。 - Controller(
DatasetDetailController、WorkbenchNavController):在 slot 内同步调 repo,再emit结果信号。
核心问题:每次请求都用 QEventLoop 阻塞 UI 线程 → 全 App 冻结。其中数据集详情「网格数据」页签的 dd/ert/inversion/rows/{id} 请求因服务端网格化波动 1–4s,期间界面完全卡死。
QEventLoop 阻塞的副作用是可重入:阻塞期间 Qt 仍泵事件,用户的双击/切换会重入 slot,因此现有控制器到处用 busy_ 守卫挡重入——这些守卫本身就是同步阻塞架构的产物。
QNetworkAccessManager 本就是异步设计;当前架构用 QEventLoop 把它人为变同步,是反模式。本设计回归 Qt 原生异步。
2. 目标与非目标
目标
- 数据集详情路径(原数据 + 网格数据)全程不阻塞 UI 线程。
- 慢请求在飞时切换/关闭数据集页签可主动 abort 过期请求,结果不回灌。
- 同一逻辑加载内的多个独立请求并发发出(原数据 2 个、网格 3 个),缩短总等待。
- 加载期间给用户轻量"加载中"反馈(不再因冻结而"看起来在响应")。
- 产出可复用的异步原语(
ApiCall/ApiBatch/ 句柄模式),供后续导航/登录路径照搬。 - 现有测试不退化;新增异步路径的单测可离线运行。
非目标(本期不做)
- 不改
WorkbenchNavController/ApiProjectRepository/AuthService/ 登录流程——它们继续走同步ApiClient.get/postJson。 - 不做后台工作线程:网络是 I/O 密集,
QNetworkAccessManager原生异步即可,不引入QThread/QtConcurrent。 - 不追求与原版 loading 动画像素级一致(轻量提示即可,细抠后续单独做)。
- 不改
LocalSampleRepository(它实现旧同步IDatasetRepository,但不经详情控制器使用)。
3. 已定决策(及理由)
| 决策 | 选择 | 理由 |
|---|---|---|
| 范围 | 仅 DatasetDetail 路径 | 风险小、最痛点(1–4s rows)先解决、产出可复用模式 |
| 取消语义 | 主动 abort 过期请求 | 体验最好;句柄对象使 abort 成为一等公民 |
| 加载反馈 | 轻量"加载中"遮罩 + 禁用交互 | 不阻塞后必须给反馈;先跑通机制 |
| 异步机制 | 方案 A:每请求一个 QObject 句柄(信号 + abort) | 纯 Qt 信号、贴合现有信号驱动代码库;abort 用具体句柄最干净(QFuture 的 cancel 不中断底层 reply,反而要再加句柄);测试用 QSignalSpy 顺手 |
| 多请求汇聚 | gather-all(等全部完成再回报,校验留 repo) | 避免 fail-fast 的部分-abort 竞态;与现有"任一失败→整体失败"语义对齐(校验在 repo 逐项判定) |
4. 架构
DatasetDetailController (QObject,状态/编排)
│ 调 repo.loadChartAsync(id) / loadGridAsync(id),持有返回的 *Load 句柄
│ 切换/关页 → 句柄.abort()
▼
IAsyncDatasetRepository(纯抽象) ←── ApiDatasetRepository 实现
│ 每次 loadXxxAsync 创建一个 *Load 句柄,内部用 ApiBatch 并发 N 个 ApiCall
│ batch 全部完成 → 逐项校验+解析 → emit done(Parts) / failed(msg)
▼
ApiClient.getAsync(path) → ApiCall(包一个 QNetworkReply,实现 IApiCall)
(ApiClient 保留同步 get/postJson 供 Nav/登录继续使用,共享同一 QNetworkAccessManager)
信号面保持不变:DatasetDetailController 对外仍发 chartReady(ChartData) / gridReady(GridData) / loadFailed(dsId,msg) / focusRequested(dsId),新增 loadStarted(dsId, Phase)。因此 main.cpp 接线与 DatasetDetailPanel 几乎不动,仅接 loadStarted 显示遮罩。
5. 组件设计
5.1 net 层
IApiCall(新增,抽象,可测试缝)
// src/net/IApiCall.hpp
class IApiCall : public QObject {
Q_OBJECT
public:
using QObject::QObject;
virtual void abort() = 0; // 中断;不再 emit finished;deleteLater
signals:
void finished(const geopro::net::ApiResponse& resp); // 成功/错误均经此(错误写 rawError)
};
存在意义:ApiBatch 只依赖 IApiCall,单测可注入假 call(不碰真实网络),离线测 gather/abort。
ApiCall(新增,实现 IApiCall)
- 构造接管一个
QNetworkReply*;连接reply->finished→ 解析为ApiResponse(复用现parseBody)→ emitfinished→deleteLater()自删。 abort():断开自身与 reply 的连接、reply->abort()、reply->deleteLater()、this->deleteLater();保证 abort 后不再 emitfinished(杜绝旧结果回灌)。- 一处微妙:abort 与 reply 即将 finished 的竞态——先
disconnect再abort,确保 finished 不触达本对象的 emit。
ApiClient(扩展,不破坏现有)
net::IApiCall* getAsync(const QString& path); // 立即返回,不阻塞
net::IApiCall* postJsonAsync(const QString& path, const QJsonObject& body);
// 保留:ApiResponse get(path); ApiResponse postJson(path, body); // Nav/登录继续用
getAsync/postJsonAsync用同一nam_发起,返回new ApiCall(reply)。token 注入、buildRequest复用。- 已知交互(记录为可接受):Nav 的同步嵌套
QEventLoop期间,详情的异步 reply 若完成会被一并泵出、其槽重入执行——无害(详情切换会 abort,且互不写同一状态)。全异步后该同步路径消失。
ApiBatch(新增,汇聚原语)
// src/net/ApiBatch.hpp
class ApiBatch : public QObject {
Q_OBJECT
public:
explicit ApiBatch(QList<net::IApiCall*> calls, QObject* parent=nullptr); // 接管 calls
void abort(); // abort 全部子 call,self deleteLater,不 emit
signals:
void finished(const QList<geopro::net::ApiResponse>& responses); // 按 calls 下标对齐
};
- gather-all:记录每个 call 的
finished到responses_[i],计数到齐后 emitfinished并deleteLater。 abort():对每个未完成子 call 调abort(),自删,不 emit。- 不做成功/失败判定(留 repo):传输/HTTP 错误体现在对应
ApiResponse.rawError/httpStatus。
5.2 data 层
data 层结果载体(中性,避免 data→controller 反向依赖)
// src/data/api/DatasetLoads.hpp
struct ChartParts { core::ScatterField scatter; core::ColorScale scatterScale; };
struct GridParts { core::Grid grid{1,1}; core::ColorScale gridScale; std::vector<core::Anomaly> anomalies; };
*Load 句柄(每次加载一个,承载 typed 结果 + abort)
class ChartLoad : public QObject {
Q_OBJECT
public:
void abort(); // 转发给内部 ApiBatch
signals:
void done(const geopro::data::ChartParts& parts);
void failed(const QString& message);
};
class GridLoad : public QObject { /* done(GridParts) / failed(QString) / abort() */ };
- 由 repo 创建并持有内部
ApiBatch;batch 完成时逐项校验+解析→ emitdone/failed→ selfdeleteLater。 - 用句柄对象做"每次逻辑加载"的天然关联点 + abort 目标(避免请求 id 簿记)。
IAsyncDatasetRepository(新增抽象,详情控制器依赖它)
// src/data/repo/IAsyncDatasetRepository.hpp
class IAsyncDatasetRepository {
public:
virtual ~IAsyncDatasetRepository() = default;
virtual data::ChartLoad* loadChartAsync(const std::string& dsId) = 0; // scatter + scatterScale(type1)
virtual data::GridLoad* loadGridAsync(const std::string& dsId) = 0; // grid(rows) + scale(type2) + anomalies
};
- 复合方法(而非旧 6 个原子
loadXxx):原子方法把"该发哪几个请求"泄漏给了控制器;汇聚+abort 是核心复杂度,集中放 repo(它本就知道请求集)是正确归属,控制器保持轻薄。
ApiDatasetRepository(改造)
- 不再继承同步
IDatasetRepository;改实现IAsyncDatasetRepository。 loadChartAsync:ApiBatch{ getScatter, getScatterScale }→ 完成后复用现有 DTO 解析(DatasetChartDto等)填ChartParts;任一项错误 →failed。loadGridAsync:ApiBatch{ getRows, getColorScale, getException }→ 解析填GridParts;同上。- 现有同步解析/校验逻辑(DTO、v 行数校验、markType 钳制)原样搬入异步完成回调,不重写。
5.3 controller 层
DatasetDetailController(改造)
enum class Phase { Chart, Grid };
signals:
void loadStarted(const QString& dsId, Phase phase); // 新增:驱动加载遮罩
// 不变:chartReady(ChartData)/gridReady(GridData)/loadFailed(dsId,msg)/focusRequested(dsId)
private:
IAsyncDatasetRepository& repo_;
QPointer<data::ChartLoad> chartLoad_; // 当前在飞(QPointer 防悬垂)
QPointer<data::GridLoad> gridLoad_;
openDataset(dsId, ddCode):ddCode 非dd_inversion_data→loadFailed;否则 若chartLoad_在飞先 abort,repo_.loadChartAsync取新句柄,连done→组ChartData→chartReady、failed→loadFailed,emitloadStarted(dsId, Chart)。loadGridData(dsId, ddCode):同构,针对gridLoad_与gridReady。- 移除
busy_守卫:由 abort-and-replace 取代(新请求来→abort 旧→发新)。重入不再是危险(无嵌套事件循环)。 - 句柄完成/失败后清空对应
QPointer。控制器析构时 abort 在飞句柄。
5.4 UI 层(加载反馈)
- 新增
LoadingOverlay(QWidget,半透明 + "加载中…" + 可选 busy 指示),可贴在任一视图区上层。 DatasetDetailPanel:- 接
loadStarted(dsId, Grid)→ 在对应 ds 页的网格视图上显示遮罩 + 禁用交互;gridReady/loadFailed→ 隐藏。 - 原数据初次加载(~0.8s):页面仍于
chartReady创建;加载期用 busy 光标 + 状态栏"加载中…"(最小改动)。网格遮罩是高价值项(页已存在、等待 1–4s)。
- 接
- 像素级对齐原版 loading 留后续。
6. 数据流(时序)
原数据(双击数据集)
detailCtrl.openDataset(id, "dd_inversion_data")→ emitloadStarted(id,Chart)(UI 置 busy)。- abort 旧
chartLoad_(若有)→repo.loadChartAsync(id)返回ChartLoad*。 - repo 内
ApiBatch{getScatter, getScatterScale}并发;UI 线程保持响应。 - 两 reply 到齐 → batch.finished → repo 解析 →
ChartLoad::done(ChartParts)。 - controller 组
ChartData→chartReady→detailPanel->openOrUpdate(清 busy)。- 任一错误 →
ChartLoad::failed→loadFailed→ 状态栏提示(清 busy)。
- 任一错误 →
网格数据(首次切到网格页签)
gridDataNeeded→loadGridData(id, ...)→ emitloadStarted(id,Grid)(网格视图遮罩)。- abort 旧
gridLoad_→repo.loadGridAsync(id)。 ApiBatch{getRows(慢1–4s), getColorScale, getException}并发。- 到齐 → 解析 →
done(GridParts)→gridReady→setGridData(隐遮罩)。 - 期间用户切走/关页 → controller abort
gridLoad_→ 子 reply 全 abort,无回灌。
7. 错误处理与边界
- 传输/HTTP 错误:体现在
ApiResponse.rawError/httpStatus;repo 在解析处判定并failed(msg),控制器转loadFailed→ 状态栏(沿用现有 UX)。 - abort 竞态:
ApiCall::abort先disconnect再abort,确保 abort 后不 emit。*Load与ApiBatchabort 后deleteLater且不 emit。控制器用QPointer防悬垂。 - 重复触发:abort-and-replace 天然幂等(新覆旧)。
- 控制器析构:abort 所有在飞句柄,避免回调打到已析构对象。
- 共享 NAM 同步/异步并存:见 5.1,记录为可接受,全异步后消除。
- 空/缺数据:异常列表可能为空——repo 判定"业务成功但无数据"应走
done(空),非failed,与现状一致。
8. 测试策略
ApiBatch(离线单测):注入假IApiCall(受测可控 emitfinished/记录abort)。- gather-all:全部 finished 后 emit 一次、下标对齐。
- abort:未完成子 call 均被 abort、不 emit。
- 含错误响应仍 gather-all(不短路)。
DatasetDetailController(离线单测,QSignalSpy):用StubAsyncRepo返回假*Load,可控 emitdone/failed(即时或QMetaObject::invokeMethod排队)。done→ 一次chartReady/gridReady。failed→ 一次loadFailed。- 在飞时再
openDataset→ 旧句柄被abort(stub 记录)。 - 非
dd_inversion_data→ 直接loadFailed。
ApiCall/getAsync(可选 live test):依现有AuthLiveTest先例,标记为 live,不计入离线覆盖门槛。- 现有 75 个测试中,
DatasetDetailController.*两个改为异步桩版本;其余不动。LocalRepo.*不受影响(同步接口保留)。 - 目标:异步新增逻辑(batch/controller)离线单测覆盖 ≥ 80%。
9. 迁移步骤(供 writing-plans 细化)
- net:
IApiCall+ApiCall+ApiClient::getAsync/postJsonAsync(保留同步)。parseBody抽为可复用。 - net:
ApiBatch+ 离线单测。 - data:
DatasetLoads.hpp(ChartParts/GridParts)+ChartLoad/GridLoad+IAsyncDatasetRepository。 - data:
ApiDatasetRepository改实现异步接口(搬入现有 DTO 解析)。 - controller:
DatasetDetailController改异步 + abort-and-replace +loadStarted;改其单测。 - UI:
LoadingOverlay+DatasetDetailPanel接loadStarted;main.cpp装配换IAsyncDatasetRepository。 - 全量构建 + 测试(dev-build / dev-test);手动验证:切换/关页 abort、网格遮罩、并发加载、UI 不冻。
10. 风险
| 风险 | 缓解 |
|---|---|
| abort 后回调悬垂/二次释放 | QPointer + abort 先 disconnect + 仅 deleteLater |
| 句柄/batch 生命周期泄漏 | 完成或 abort 后统一 deleteLater;父子 QObject 归属清晰 |
| 同步/异步共用 NAM 重入 | 记录为可接受;详情 abort 隔离;全异步后消除 |
| DTO 解析逻辑搬迁出错 | 原样搬入、不重写;保留现有解析单测 |
| 接口改形(原子→复合)波及面 | 仅详情控制器消费该接口;LocalSampleRepository 不碰 |
11. 相关文件
- 改:
src/net/ApiClient.{hpp,cpp}、src/data/api/ApiDatasetRepository.{hpp,cpp}、src/controller/DatasetDetailController.{hpp,cpp}、src/app/main.cpp、src/app/panels/.../DatasetDetailPanel.*、tests/controller/test_dataset_detail_controller.cpp、各CMakeLists.txt。 - 新:
src/net/IApiCall.hpp、src/net/ApiCall.{hpp,cpp}、src/net/ApiBatch.{hpp,cpp}、src/data/api/DatasetLoads.hpp、src/data/api/DatasetLoadHandles.{hpp,cpp}(ChartLoad/GridLoad)、src/data/repo/IAsyncDatasetRepository.hpp、src/app/.../LoadingOverlay.{hpp,cpp}、tests/net/test_api_batch.cpp。 - 不动:
src/data/repo/IDatasetRepository.hpp(同步,留给 LocalSampleRepository)、Nav/Auth/Project 路径。