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System architecture

系统架构

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更新日期：2026-09-12 | 适用范围：整个 monorepo（packages/*）与外部行情后端

本文描述 KLineChartQuant 的整体架构：包边界、核心引擎的分层、运行时数据流， 以及外部行情后端的接入方式。渲染主链路的细节以 docs/rendering/rendering-pipeline.md 为事实来源，本文不与其重复。

1. 系统总览

KLineChartQuant 是一个 pnpm workspace monorepo。核心引擎（packages/core）不依赖任何 UI 框架，通过统一的 ChartController 对外暴露只读信号（ReadonlySignal）与命令方法； Vue / React / Angular 绑定层只负责容器挂载、输入事件转发与响应式桥接。AI Agent 通过与 UI 相同的 @Tool 原语直接驱动图表，共享同一状态源，是项目的一等公民。

React 绑定（@363045841yyt/klinechart-react）的 KLineChartWC 直接封装由 Vue 包打包的 <kline-chart> Web Component（@363045841yyt/klinechart/web-component），因此 React 的 UI 接入路径是 Vue → Web Component → 控制器，而不是独立的原生 UI。

flowchart TB
    subgraph app["UI 层 / 框架绑定"]
        UI["UI 层"]
        VuePkg["@363045841yyt/klinechart<br/>Vue 3 组件 + useChart"]
        ReactPkg["@363045841yyt/klinechart-react<br/>KLineChartWC（Vue Web Component 封装）"]
        AngularPkg["@363045841yyt/klinechart-angular"]
        Agent["AI Agent"]
        AgentRt["@363045841yyt/klinechart-agent-runtime"]
    end

    subgraph core["核心引擎 @363045841yyt/klinechart-core"]
        Ctl["ChartController<br/>只读信号 + 命令方法"]
        Chart["Chart 门面"]
        Kernel["StateKernel<br/>Reactive SSOT"]
        Data["数据层<br/>SeriesRepository · Buffer · 调度"]
        Pipe["渲染管线<br/>FrameTransaction · Scene/Layer"]
        GPU["WebGPU / WebGL2 / Canvas2D"]
        Plugin["插件子系统<br/>PluginHost · RendererPlugin"]
        Biz["指标 · 标记 · 画图<br/>分时 · 比较 · 组件"]
    end

    subgraph conn["行情后端（仓库外平级目录）"]
        Go["GoTDX-Connector<br/>gotdx :8080"]
        Bn["GoTDX-Connector<br/>币安深度 :8081"]
        Bs["Baostock-Tradingview-Connector<br/>BaoStock / TradingView :8000"]
        Mt["KCQ-MT5-connector<br/>MT5（Exness）:8090"]
    end

    UI --> VuePkg
    UI --> ReactPkg
    UI --> AngularPkg
    VuePkg -->|"Web Component 接入"| ReactPkg
    Agent --> AgentRt
    VuePkg --> Ctl
    ReactPkg --> Ctl
    AngularPkg --> Ctl
    AgentRt -->|"@Tool 原语（与 UI 同路径）"| Ctl
    Ctl --> Chart
    Chart --> Kernel
    Chart --> Data
    Chart --> Pipe
    Chart --> Plugin
    Plugin --> Biz
    Biz --> Pipe
    Pipe --> GPU
    Go -->|行情数据| Data
    Bn -->|行情数据| Data
    Bs -->|行情数据| Data
    Mt -->|"行情数据 + SSE"| Data
    Kernel --> Data
    Kernel --> Pipe

箭头约定：上层指向下层表示依赖 / 组合关系（如 Ctl --> Chart）；数据提供方指向引擎表示数据 流入消费方（如 Go -->|行情数据| Data）。行情后端是数据提供方，因此箭头从后端指向引擎数据层。

1.1 分层职责

层负责不负责
框架绑定（Framework bindings）容器挂载、输入事件转发、信号桥接、组件生命周期业务状态与绘制细节
ChartController统一命令面、只读信号投影、@Tool 原语引擎内部实现
Chart依赖组装、绘制调度、交互路由、主题/数据协调单帧绘制细节
StateKernel业务状态单一事实源（readonly signals + actions）DOM 监听与绘制副作用
数据层统一序列仓库、增量缓冲、拉取调度、数据源路由图表状态
渲染管线帧事务、几何封存、Scene/Layer 调度、后端降级业务图元语义
插件子系统插件注册、钩子、事件总线、渲染器插件管理业务绘制
行情后端（外部）行情数据服务前端逻辑

2. 包与依赖

包路径说明发布名
Core enginepackages/core无头图表引擎 + 控制器@363045841yyt/klinechart-core
Vue bindingspackages/vueVue 3 组件 + 组合式函数@363045841yyt/klinechart
React bindingspackages/reactReact 绑定：KLineChartWC 经 Vue 打包的 <kline-chart> Web Component 接入@363045841yyt/klinechart-react
Angular bindingspackages/angularAngular 绑定@363045841yyt/klinechart-angular
Agent runtimepackages/agent-runtime框架无关的 Agent 运行时（Pi 编排 + 宿主契约）@363045841yyt/klinechart-agent-runtime
Desktop Electronpackages/desktop-electron本地桌面应用（不发布）—

依赖方向：各绑定包通过 workspace:* 依赖 core；core 不依赖任何框架。 构建顺序遵循 pnpm build:packages（core → vue）。

3. 核心引擎分层

核心引擎位于 packages/core/src，内部大致分四个模块组： controllers（对外门面）、engine（图表组合与业务）、rendering（绘制基础设施）、 data（数据接入）。foundation 提供与业务无关的基建（响应式、插件、配置、工具）。

3.1 ChartController（对外门面）

controllers/createChartController.ts 提供 createChartController(opts) 工厂：

  • 组装 DOM（挂载 canvas、滚动容器、左右轴、时间轴层），支持外部注入已存在的 DOM。
  • 构造 Chart 实例，并把内核状态投影为一组 ReadonlySignal（viewport、data、 indicators、theme、paneLayout、interactionState 等）。
  • 暴露命令方法（setData、setSymbols、zoomToLevel、addIndicator、 setDrawingTool、handlePointerEvent 等），全部委托给 Chart 门面。
  • 通过 @Tool 装饰的领域方法注册 Agent 工具（getRegisteredChartTools()），与命令方法同源， 无独立桥接层。

3.2 Chart（引擎门面）

engine/chart/impl/chart.ts 是引擎的组合根，负责装配：

  • ChartStateKernel：业务状态单一事实源。
  • ChartViewportManager：ResizeObserver 与滚动 DOM 适配。
  • ChartPaneLayout / PaneRenderer：pane 布局与 Canvas DOM 生命周期。
  • ChartRenderer：帧事务与逐 pane 绘制编排。
  • RendererHost：后端创建、切换、降级、dispose。
  • PluginHost 与交互控制器。

Chart 同时是数据、指标、标记、画图、分时、比较等业务能力的入口。

3.3 StateKernel（响应式状态内核）

engine/state/stateKernel.ts 定义响应式内核骨架，ChartStateKernel 聚合各子状态模块：

  • 子状态包括 options、zoom、data、dataManager、comparison、indicator、subPane、 marker、viewport、pane、settings、chartModel、drawing、interaction、renderer、 systemTheme 等。
  • engine/chartModel/ 是数据视图（kline / timeshare / fiveDayTimeShare）的唯一事实来源， 声明每个视图的渲染偏好、横向能力、市场 session 与主图系统实例，并提供周期 → 视图推导； 视图行为实现（ChartModeHandler）与视图上的比较叠加投影、比较状态也收在本模块 impl/ 下。 比较品种的数据协调与 CRUD 命令仍留在 engine/data/，不进入 ChartModel。
  • engine/scale/ 是坐标标度的唯一来源，分两个轴：impl/scale_Y/ 负责纵向价格标度（价格↔Y 映射、纵向平移缩放、线性/对数/百分比），impl/scale_X/ 负责横向槽位标度（每帧槽位中心、实体宽度、内容宽度与可滚动区间，并提供缩放与平移导航策略）。
  • 每个子状态模块对外只暴露 readonly（ReadonlySignal 包）+ 语义化 actions； 所有写入都必须经过 action，派生状态放在 computed()，DOM 副作用放在 effect()。
  • 多字段写入通过 batch() 合并为一次通知周期，保证消费者读到一致快照。
  • 偏好主题在 settings.theme，生效主题由偏好 + systemTheme 在 computed() 派生， 对外暴露为扁平 signals.theme。

设计原则：单一事实源、自动派生、读写分离、effect 隔离、批处理原子更新。

3.4 数据层

data/ 负责行情数据的统一存取与接入：

  • buffer/seriesRepository.ts：统一序列仓库，按 SeriesSelection（K 线 / 分时） 管理 KLineBuffer，对比序列与主序列共用同一仓库。
  • buffer/dataBuffer.ts：增量数据缓冲，支持前向补页（ensureRange）、 左缘扩窗与加载状态。
  • buffer/fetchScheduler.ts：拉取调度，合并可见区缺口检查。
  • provider/：数据源注册表与路由（gotdx、baostock、tradingview、mock）， 通过 VITE_GOTDX_API_BASE_URL 等配置连接外部后端。
  • depth/binance.ts：币安 L2 订单簿 + SSE 深度流（:8081）。

3.5 渲染管线

rendering/ 与 engine/frame/ 实现统一绘制路径。事实来源见 docs/rendering/rendering-pipeline.md，此处仅列要点：

  • Chart.scheduleDraw(level) → ChartRenderer + FrameTransaction 合并高频请求， 非重入地推进帧快照。
  • prepareFrameData 从 viewport 派生可见范围与 K 线几何，sealFrameGeometry 在绘制前 封存本帧几何，交互命中与屏幕图形同代。
  • Scene / Layer 按 paneRole / role / z 排序分发 paint；Layer role 分为 background、primary、indicator、component、drawing、overlay。
  • 业务层只依赖统一 Renderer 契约（drawInstances / drawLines），由 RendererHost 决定实际后端：WebGPU → WebGL2 → Canvas2D 自动降级， GPU 返回 false 时业务层必须完整执行 Canvas2D fallback。
  • DPR 以物理像素执行、逻辑像素输入，DPR 的唯一来源是 viewport state。

3.6 插件子系统

foundation/plugin/ 提供框架无关的插件基建：

  • PluginHost：插件注册、服务解析、生命周期管理。
  • HookSystem / EventBus / ConfigManager / StateStore：钩子、事件、配置与状态。
  • RendererPluginManager：负责动态指标渲染插件的注册、配置与启停；实际绘制经 createLayerFromPlugin() 桥接为 Scene Layer，由主 paint 驱动。

指标、标记、画图等业务能力以 Layer / RendererPlugin 形态接入渲染管线。

4. 运行时数据流

4.1 数据加载

  1. 绑定层调用 controller.setSymbols(spec) 或注入 customData。
  2. Chart 通过 ChartDataManager 在 SeriesRepository 中定位 / 创建对应 Buffer。
  3. 图表与 Agent 共用图表实例级 MarketDataCache；它根据 latest 或时间范围处理缓存覆盖、 Provider cursor 分页、重试与请求去重。
  4. MarketDataCache 将结果写入图表 Buffer 快照；Buffer 数据变更经订阅回调更新 StateKernel 的 data 信号，并触发 scheduleDraw()。

4.2 渲染一帧

  1. 输入（缩放、滚动、数据变更）调用 scheduleDraw(level)。
  2. FrameTransaction 封存输入 → prepareFrameData 生成几何快照 → sealFrameGeometry。
  3. 按 pane 执行 Scene.paintPane，Layer 通过统一 Renderer 绘制； GPU 路径失败时业务层回退 Canvas2D。
  4. Renderer.endFrame() 结束帧（WebGPU 每帧单次 queue.submit），随后绘制时间轴层。

4.3 交互

指针 / 滚轮 / 触摸事件由绑定层转发给 Chart.handlePointerEvent / handleWheelEvent / handlePinchZoom，交互控制器更新内核状态并触发 Overlay 级别的增量重绘（十字线不重画静态主层）。

4.4 Agent 原生

  1. Core 以 @Tool 装饰领域方法，getRegisteredChartTools() 暴露统一工具契约 （参数 schema、safety 等级与执行器）。
  2. @363045841yyt/klinechart-agent-runtime 在应用内（浏览器 / Electron）编排 Agent， 直接调用这些原语，与 UI 走同一条链路。
  3. Agent 与用户共享 StateKernel 状态，无桥接层、无状态副本。

5. 外部数据源

行情后端与仓库同级目录，不在 monorepo 内：

后端路径端口作用
GoTDX-Connector同级 GoTDX-Connector/8080gotdx 通达信：A 股 / 期货 / MAC K 线
GoTDX-Connector同级 GoTDX-Connector/8081币安 L2 订单簿 + SSE 深度
Baostock-Tradingview-Connector同级 Baostock-Tradingview-Connector/8000BaoStock A 股 + TradingView 全球品种
KCQ-MT5-connector同级 KCQ-MT5-connector/8090MT5（Exness）本地终端：外汇 / 金属 / 加密 CFD + SSE 实时 K 线（Windows）

前端对接代码：packages/core/src/data/provider/impl/sources/gotdx.ts、 packages/core/src/data/provider/impl/sources/mt5.ts、packages/core/src/data/live/impl/barsLive.ts、 packages/core/src/data/depth/impl/binance.ts。Vite 开发代理 /api/public → :8080、 /api/stock → :8000。pnpm setup:backends 可幂等克隆上述后端，pnpm dev -c all 一键启动 （mt5 依赖 Windows + 本机 MT5 终端，不纳入 all，需显式 pnpm connector mt5 / pnpm dev -c mt5）。

6. 关键文件索引

包入口

  • packages/core/src/index.ts
  • packages/vue/src/index.ts
  • packages/react/src/index.ts、packages/angular/src/index.ts

控制器与门面

  • packages/core/src/controllers/createChartController.ts
  • packages/core/src/engine/chart/impl/chart.ts

状态内核

  • packages/core/src/engine/state/stateKernel.ts
  • packages/core/src/engine/state/chartStateKernel.ts
  • packages/core/src/engine/state/viewportState.ts

数据层

  • packages/core/src/data/buffer/impl/seriesRepository.ts
  • packages/core/src/data/buffer/impl/dataBuffer.ts
  • packages/core/src/data/buffer/impl/marketDataCache.ts
  • packages/core/src/data/provider/impl/registry.ts

渲染

  • packages/core/src/rendering/render/Renderer.ts
  • packages/core/src/rendering/render/rendererHost.ts
  • packages/core/src/rendering/scene/createScene.ts
  • packages/core/src/foundation/reactivity/frameTransaction.ts
  • packages/core/src/engine/frame/chartRenderer.ts

插件与响应式

  • packages/core/src/foundation/plugin/PluginHost.ts
  • packages/core/src/foundation/reactivity/signal.ts

7. 维护要求

  • 本文与 docs/rendering/rendering-pipeline.md 分工：本文讲「整体架构」，渲染文档讲「绘制实现」。 渲染行为变化优先更新渲染文档；包边界、分层或数据流变化更新本文。
  • 新增包时同步更新第 2 节包表与 README _packages 片段。
  • 新增外部数据源时同步更新第 5 节与 README _data-sources 片段。
  • 分层职责表（1.1）是边界约定：业务 Layer 不应直接依赖具体 GPU API， 业务状态只能通过 StateKernel action 写入。

Rendering pipeline

本文是 Core 渲染架构的事实来源。内容直接对应当前代码，描述状态如何进入一帧、几何如何封存、 Layer 如何调度，以及 WebGPU、WebGL2 和 Canvas2D 如何输出结果。

Adapters

KLineChart uses a three-framework adapter layer (Vue 3, React 18+/19+, Angular 17+/18+/19+) that shares a single core engine through two abstractions:

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1. 系统总览
1.1 分层职责
2. 包与依赖
3. 核心引擎分层
3.1 ChartController（对外门面）
3.2 Chart（引擎门面）
3.3 StateKernel（响应式状态内核）
3.4 数据层
3.5 渲染管线
3.6 插件子系统
4. 运行时数据流
4.1 数据加载
4.2 渲染一帧
4.3 交互
4.4 Agent 原生
5. 外部数据源
6. 关键文件索引
7. 维护要求