SAGE Kernel 架构概览¶

SAGE Kernel 是一个现代化的流数据处理框架，采用分层架构设计，提供从API到底层运行时的完整解决方案。

🏗️ 整体架构¶

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│                   用户应用层                        │
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│              API 层 (sage.core.api)              │
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│  │  环境管理   │ │  数据流API  │ │  函数接口   │   │
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│            核心层 (sage.kernel.kernels)            │
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│  │  核心引擎   │ │  变换算子   │ │  执行图     │   │
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│           运行时层 (sage.kernel.runtime)           │
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│  │  任务调度   │ │  通信机制   │ │  服务管理   │   │
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│            工具层 (sage.kernel.utils)              │
│  ┌─────────────┐ ┌─────────────┐ ┌─────────────┐   │
│  │  日志系统   │ │  配置管理   │ │  性能监控   │   │
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│             CLI层 (sage.cli)                │
│  ┌─────────────┐ ┌─────────────┐ ┌─────────────┐   │
│  │  命令工具   │ │  集群管理   │ │  部署工具   │   │
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📦 核心模块¶

1. API 层 (`sage.core.api`)¶

职责: 为用户提供友好的编程接口

环境管理: LocalEnvironment, RemoteEnvironment
数据流API: DataStream, ConnectedStreams
函数接口: 各种用户自定义函数基类
类型系统: 基于泛型的类型安全保证

设计特点: - 声明式API，链式调用 - 延迟执行，构建阶段只创建计算图 - 类型安全，编译时错误检查

2. 核心层 (`sage.kernel.kernels`)¶

职责: 实现核心的流处理逻辑

核心引擎: 流处理引擎实现
变换算子: Map, Filter, Join等转换操作
执行图: DAG构建和优化
任务管理: JobManager和作业调度

设计特点: - 高性能C++内核 - 内存零拷贝优化 - 动态负载均衡

3. 运行时层 (`sage.kernel.runtime`)¶

职责: 提供底层运行时支持

任务调度: 分布式任务调度器
通信机制: 进程间/网络通信
服务管理: 微服务容器和生命周期管理
资源管理: 内存、CPU、网络资源管理

设计特点: - 异步I/O模型 - 容错和故障恢复 - 弹性伸缩

4. 工具层 (`sage.kernel.utils`)¶

职责: 提供通用工具和辅助功能

日志系统: 结构化日志和监控
配置管理: 配置文件和环境变量管理
性能监控: 指标收集和性能分析
安全认证: 认证授权机制

5. CLI层 (`sage.cli`)¶

职责: 命令行工具和运维支持

开发工具: 项目脚手架、调试工具
集群管理: 节点管理、服务发现
部署工具: 应用打包、容器化部署
监控工具: 实时监控、日志查看

🔄 数据流向¶

用户代码 → API抽象 → 执行图 → 任务调度 → 分布式执行
    ↓         ↓        ↓        ↓         ↓
   DSL    变换算子   DAG优化   资源分配   数据处理

🌟 设计原则¶

1. 分层解耦¶

清晰的模块边界
接口与实现分离
易于测试和维护

2. 性能优先¶

零拷贝数据传输
异步并发处理
内存池管理

3. 可扩展性¶

插件化架构
服务化组件
水平扩展支持

4. 易用性¶

声明式API
自动类型推导
丰富的工具支持

🔗 模块依赖关系¶

API层 → 核心层 → 运行时层 → 工具层
 ↓       ↓       ↓       ↓
CLI层 ←─────────────────────┘

每一层都有清晰的职责边界，上层依赖下层，但下层不依赖上层，确保了架构的稳定性和可维护性。