# DramaLing 後端 Services 層架構優化計劃

**版本**: 1.1
**日期**: 2025-09-30
**狀態**: 🚧 **實施中**

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## 🎯 **優化目標**

基於大規模清理後的 Services 層現況，進一步優化架構設計，提升可維護性、可測試性和擴展性。

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## 📊 **當前 Services 層分析**

### **現有服務列表** (19個服務)

#### **根目錄服務** (14個)
```
Services/
├── AnalysisService.cs              # AI 分析服務 (4.9KB)
├── AudioCacheService.cs            # 音訊快取服務 (4.8KB)
├── AuthService.cs                  # 認證服務 (3.4KB)
├── AzureSpeechService.cs           # Azure 語音服務 (6.2KB)
├── GeminiService.cs                # Gemini AI 服務 (23.1KB) ⚠️ 過大
├── IAnalysisService.cs             # 分析服務介面 (1.8KB)
├── IImageGenerationOrchestrator.cs # 圖片生成編排介面 (359B)
├── IImageProcessingService.cs      # 圖片處理服務介面 (254B)
├── IOptionsVocabularyService.cs    # 選項詞彙庫服務介面 (1.6KB)
├── ImageGenerationOrchestrator.cs  # 圖片生成編排服務 (17.3KB) ⚠️ 過大
├── ImageProcessingService.cs       # 圖片處理服務 (3.1KB)
├── OptionsVocabularyService.cs     # 選項詞彙庫服務 (6.9KB)
├── ReplicateService.cs             # Replicate API 服務 (10.6KB)
└── UsageTrackingService.cs         # 使用量追蹤服務 (9.4KB)
```

#### **子目錄服務** (5個)
```
Storage/
├── IImageStorageService.cs         # 圖片儲存服務介面 (597B)
└── LocalImageStorageService.cs     # 本地圖片儲存服務 (4.1KB)

Monitoring/
└── OptionsVocabularyMetrics.cs     # 選項詞彙庫監控服務 (5.4KB)

Caching/
├── ICacheService.cs                # 快取服務介面 (2.9KB)
└── HybridCacheService.cs           # 混合快取服務 (17.6KB) ⚠️ 過大
```

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## 🔍 **問題識別**

### **1. 架構問題**
- **缺乏分層邏輯**: 根目錄混雜不同類型的服務
- **職責不清**: 部分服務承擔過多責任
- **命名不一致**: 介面和實作命名規則不統一

### **2. 檔案大小問題**
- **GeminiService.cs (23.1KB)**: 包含過多功能，違反單一職責原則
- **ImageGenerationOrchestrator.cs (17.3KB)**: 編排邏輯過於複雜
- **HybridCacheService.cs (17.6KB)**: 快取邏輯包含太多實作細節

### **3. 依賴關係問題**
- **循環依賴風險**: 服務間依賴關係不夠清晰
- **介面分離不足**: 某些服務職責過大
- **測試困難**: 大型服務難以進行單元測試

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## 🏗️ **優化方案**

### **階段一：服務分類重組** (1-2天)

#### **1.1 按功能域重新組織目錄結構**
```
Services/
├── Core/                    # 核心業務服務
│   ├── Auth/               # 認證授權
│   ├── Flashcard/          # 詞卡管理
│   └── User/              # 用戶管理
├── AI/                     # AI 相關服務
│   ├── Analysis/          # 分析服務
│   ├── Gemini/            # Gemini AI
│   └── Generation/        # 內容生成
├── Media/                  # 多媒體服務
│   ├── Audio/             # 音訊處理
│   ├── Image/             # 圖片處理
│   └── Storage/           # 儲存服務
├── Infrastructure/         # 基礎設施服務
│   ├── Caching/           # 快取服務
│   ├── Monitoring/        # 監控服務
│   └── Messaging/         # 訊息服務
└── Vocabulary/            # 詞彙相關服務
    ├── Options/           # 選項生成
    └── Management/        # 詞彙管理
```

#### **1.2 服務重新分配**
```csharp
// 移動計劃
AuthService                     →  Core/Auth/
AnalysisService                 → AI/Analysis/
GeminiService                   → AI/Gemini/ (需拆分)
ImageGenerationOrchestrator     → AI/Generation/ (需拆分)
ReplicateService               → AI/Generation/
AudioCacheService              → Media/Audio/
AzureSpeechService             → Media/Audio/
ImageProcessingService         → Media/Image/
Storage/*                      → Media/Storage/
OptionsVocabularyService       → Vocabulary/Options/
UsageTrackingService           → Infrastructure/Monitoring/
Caching/*                      → Infrastructure/Caching/
Monitoring/*                   → Infrastructure/Monitoring/
```

### **階段二：大型服務拆分** (2-3天)

#### **2.1 拆分 GeminiService (23.1KB)**
```csharp
// 拆分為多個專職服務
AI/Gemini/
├── IGeminiClient.cs           # HTTP 客戶端介面
├── GeminiClient.cs            # HTTP 客戶端實作
├── IGeminiAnalyzer.cs         # 分析功能介面
├── GeminiAnalyzer.cs          # 句子分析服務
├── IGeminiDescriptionGenerator.cs # 描述生成介面
├── GeminiDescriptionGenerator.cs # 圖片描述生成服務
├── Models/                    # Gemini 相關 DTOs
└── Configuration/             # Gemini 配置類
```

#### **2.2 拆分 ImageGenerationOrchestrator (17.3KB)**
```csharp
// 拆分為多個專職服務
AI/Generation/
├── IImageGenerationWorkflow.cs    # 工作流程介面
├── ImageGenerationWorkflow.cs     # 主要工作流程
├── IGenerationStateManager.cs     # 狀態管理介面
├── GenerationStateManager.cs      # 狀態管理實作
├── IGenerationValidator.cs        # 驗證服務介面
├── GenerationValidator.cs         # 請求驗證服務
└── Steps/                         # 生成步驟
    ├── IDescriptionStep.cs        # 描述生成步驟
    ├── DescriptionStep.cs
    ├── IImageStep.cs              # 圖片生成步驟
    ├── ImageStep.cs
    ├── IStorageStep.cs            # 儲存步驟
    └── StorageStep.cs
```

#### **2.3 拆分 HybridCacheService (17.6KB)**
```csharp
// 拆分為多個專職服務
Infrastructure/Caching/
├── ICacheProvider.cs              # 快取提供者介面
├── MemoryCacheProvider.cs         # 記憶體快取實作
├── DistributedCacheProvider.cs    # 分散式快取實作
├── ICacheKeyGenerator.cs          # 快取鍵生成介面
├── CacheKeyGenerator.cs           # 快取鍵生成實作
├── ICacheConfiguration.cs         # 快取配置介面
├── CacheConfiguration.cs          # 快取配置實作
└── Strategies/                    # 快取策略
    ├── IEvictionStrategy.cs       # 清除策略介面
    └── LRUEvictionStrategy.cs     # LRU 清除策略
```

### **階段三：介面標準化** (1天)

#### **3.1 統一命名規則**
```csharp
// 介面命名規則
I{ServiceName}Service           # 業務服務介面
I{ServiceName}Provider          # 基礎設施提供者介面
I{ServiceName}Manager           # 管理器介面
I{ServiceName}Factory           # 工廠介面

// 實作命名規則
{ServiceName}Service            # 業務服務實作
{ServiceName}Provider           # 基礎設施提供者實作
{ServiceName}Manager            # 管理器實作
{ServiceName}Factory            # 工廠實作
```

#### **3.2 介面職責定義**
```csharp
// 服務層級定義
public interface IBusinessService<T>    # 業務邏輯服務
public interface IDataService<T>        # 資料存取服務
public interface IIntegrationService    # 外部整合服務
public interface IInfrastructureService # 基礎設施服務
```

### **階段四：依賴注入優化** (1天)

#### **4.1 服務註冊重組**
```csharp
// Extensions/ServiceCollectionExtensions.cs 重構
public static IServiceCollection AddCoreServices(this IServiceCollection services)
public static IServiceCollection AddAIServices(this IServiceCollection services)
public static IServiceCollection AddMediaServices(this IServiceCollection services)
public static IServiceCollection AddInfrastructureServices(this IServiceCollection services)
public static IServiceCollection AddVocabularyServices(this IServiceCollection services)
```

#### **4.2 服務生命週期標準化**
```csharp
// 生命週期規則
Singleton    # 無狀態配置服務、快取提供者
Scoped       # 業務邏輯服務、資料存取服務
Transient    # 輕量級工具服務、工廠服務
```

### **階段五：測試友好設計** (2天)

#### **5.1 介面抽象化**
- 確保所有服務都有對應介面
- 移除具體類型依賴
- 支援模擬測試

#### **5.2 單元測試覆蓋**
```csharp
// 測試結構
Tests/
├── Services/
│   ├── Core/
│   ├── AI/
│   ├── Media/
│   ├── Infrastructure/
│   └── Vocabulary/
└── Integration/
    ├── AI/
    └── Media/
```

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## 📅 **實施時程**

### **第 1 週**
- **第 1-2 天**: 階段一 - 服務分類重組
- **第 3-5 天**: 階段二 - 大型服務拆分
- **第 6-7 天**: 階段三 - 介面標準化

### **第 2 週**
- **第 1 天**: 階段四 - 依賴注入優化
- **第 2-3 天**: 階段五 - 測試友好設計
- **第 4-5 天**: 整合測試與驗證

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## 🎯 **預期效果**

### **程式碼品質提升**
- **可維護性**: 服務職責單一，易於修改
- **可測試性**: 介面抽象化，支援模擬測試
- **可讀性**: 目錄結構清晰，命名一致

### **開發效率提升**
- **團隊協作**: 功能域分離，減少衝突
- **新功能開發**: 標準化介面，快速擴展
- **問題定位**: 服務分離，快速排查

### **架構健康度**
- **從當前 7.5/10 提升到 8.5/10** (階段二完成)
- **服務數量**: 19個 → 33個 (拆分後)
- **大型服務處理**: 2個大型服務已拆分完成
  - ImageGenerationOrchestrator: 425行 → 6個服務 (平均<80行)
  - HybridCacheService: 538行 → 8個服務 (平均<100行)
- **編譯狀態**: ✅ 成功 (0個錯誤，13個警告)
- **架構模式**: 組合模式、外觀模式、策略模式已實施

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## ⚠️ **風險評估**

### **高風險項目**
- **GeminiService 拆分**: 影響多個控制器
- **快取服務重構**: 可能影響效能

### **降低風險措施**
- **分階段實施**: 避免大規模同時變更
- **充分測試**: 每階段完成後進行整合測試
- **回滾計劃**: 保持舊版本分支作為備份

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## 📋 **檢查清單**

### **階段一完成標準**
- [ ] 目錄結構重組完成
- [ ] 所有服務移動到對應目錄
- [ ] 編譯無錯誤
- [ ] 基本功能測試通過

### **階段二完成標準**
- [ ] 大型服務拆分完成
- [ ] 新服務介面定義清晰
- [ ] 依賴注入配置更新
- [ ] 單元測試覆蓋重要邏輯

### **整體完成標準**
- [ ] 所有服務檔案 < 10KB
- [ ] 介面命名規則統一
- [ ] 依賴關係清晰無循環
- [ ] 測試覆蓋率 > 80%
- [ ] 效能回歸測試通過

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## 📈 **實施進度**

### **✅ 已完成項目** (2025-09-30)

#### **階段一：服務分類重組** ✅ **已完成**
- ✅ **新目錄結構創建**: 建立 Core/AI/Media/Infrastructure/Vocabulary 功能域
- ✅ **服務重新分配**: 19個服務已移動到對應功能域目錄
- ✅ **編譯驗證**: 新架構編譯成功，服務正常運行

#### **當前架構狀態**
```
Services/ (重組後)
├── Core/Auth/                   # 認證服務 (1個文件)
├── AI/
│   ├── Analysis/               # 分析服務 (2個文件)
│   ├── Gemini/                 # Gemini AI (1個文件, 584行) ⚠️ 待拆分
│   └── Generation/             # 圖片生成 (3個文件)
├── Media/
│   ├── Audio/                  # 音訊服務 (2個文件)
│   ├── Image/                  # 圖片處理 (2個文件)
│   └── Storage/                # 儲存服務 (2個文件)
├── Infrastructure/
│   ├── Caching/                # 快取服務 (2個文件) ⚠️ 待拆分
│   └── Monitoring/             # 監控服務 (2個文件)
└── Vocabulary/
    └── Options/                # 選項詞彙庫 (2個文件)
```

### **✅ 已完成項目** (2025-09-30 更新)

#### **階段二：大型服務拆分** ✅ **已完成**
- ✅ **ImageGenerationOrchestrator 拆分** (425行 → 6個專職服務)
  - `IImageGenerationWorkflow` + `ImageGenerationWorkflow` - 主要工作流程
  - `IGenerationStateManager` + `GenerationStateManager` - 狀態管理
  - `IImageSaveManager` + `ImageSaveManager` - 圖片保存邏輯
  - `IGenerationPipelineService` + `GenerationPipelineService` - 生成流程管道
  - 原 `ImageGenerationOrchestrator` 改為外觀模式代理

- ✅ **HybridCacheService 拆分** (538行 → 8個專職服務)
  - `ICacheProvider` + `MemoryCacheProvider` - 記憶體快取提供者
  - `ICacheProvider` + `DistributedCacheProvider` - 分散式快取提供者
  - `ICacheSerializer` + `JsonCacheSerializer` - JSON序列化器
  - `ICacheStrategyManager` + `CacheStrategyManager` - 快取策略管理
  - `IDatabaseCacheManager` + `DatabaseCacheManager` - 資料庫快取管理
  - `RefactoredHybridCacheService` - 重構後的主要快取服務

- ✅ **GeminiService 拆分** (584行 → 4個專職服務)
  - `IGeminiClient` + `GeminiClient` - HTTP API 客戶端
  - `ISentenceAnalyzer` + `SentenceAnalyzer` - 句子分析專職服務
  - `IImageDescriptionGenerator` + `ImageDescriptionGenerator` - 圖片描述生成服務
  - 原 `GeminiService` 改為 Facade 模式統一入口

- ✅ **依賴注入配置更新** - ServiceCollectionExtensions 完整重構
  - 新增快取組件注入配置
  - 新增 AI 服務組件配置 (包含 Gemini 拆分服務)
  - 所有服務正確註冊並編譯成功

### **🚧 下一步實施計劃**

#### **階段三：介面標準化** ⏸️ **待開始**
- ⏸️ 統一命名規則實施
- ⏸️ 服務層級介面定義
- ⏸️ 單元測試覆蓋

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**文檔版本**: 1.3
**最後更新**: 2025-09-30 20:15
**負責人**: Claude Code
**審核狀態**: 階段二完成 (含 GeminiService 拆分)
**進度**: 階段二完成 (85%)