XEngineers/CamTalk
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CamTalk/CLAUDE.md

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CLAUDE.md

本文件为 Claude Code (claude.ai/code) 在本仓库中工作时提供指引。

项目概述

CamTalk 是一款多模态实时 AI 视觉对话助手。用户通过摄像头和麦克风与 AI 交互，AI 理解视觉场景和语音输入后，以文字和语音形式给出自然回应。

文档优先原则： 执行任何开发任务前，先读取 docs/ 下的相关设计文档（架构、接口、技术选型等），以文档为最高依据。代码实现应与文档一致；若有偏差，优先更新文档（尤其是接口文档）。docs/Eino/ 下有完整的 Eino 框架文档（~75 个 markdown 文件），可作为参考。

核心设计文档：

文档 内容
docs/01-架构设计.md 三层架构、技术栈、数据库设计、部署方案
docs/02-接口文档.md WebSocket 协议、REST API、AI 服务层、编排器、配置管理
docs/03-技术选型.md AI 服务栈、持久化层、前端边缘处理选型
docs/04-用户故事.md 用户场景与优先级
docs/05-语音交互.md VAD → STT → LLM → TTS 全链路
docs/06-视觉理解.md 帧采样、关键帧检测、多模态输入
docs/07-成本控制.md 采样策略、端云协同、模型分级
docs/08-功能创意.md 功能创意与规划
docs/09-技术名词解释.md 术语定义（VAD/STT/TTS/Token/JWT 等）
docs/10-Eino重构方案.md Eino Graph 迁移方案与决策记录
docs/11-Eino框架技术文档.md Eino 框架使用指南
docs/12-鉴权体系设计.md JWT 双 token 轮转详细设计
docs/13-令牌桶限流设计.md 令牌桶限流详细设计（需同步实现）

架构

三层系统：

  1. 浏览器客户端（React 18 + TypeScript, Vite）—— 媒体采集、边缘预处理（VAD 通过 @ricky0123/vad-web、关键帧检测通过 Canvas 像素比较）、UI 渲染。核心 Hook：useVisionSession()
  2. Go 网关（Gin, gorilla/websocket, Viper, Zap）—— WebSocket 服务器、会话管理、AI 编排（基于 CloudWeGo Eino Graph）。每个 WebSocket 连接一个 goroutine。
  3. 云端 AI 服务 —— 通过 OpenAI 兼容接口可灵活切换。默认：DashScope qwen3-vl-plus（LLM）、MiMo ASR（STT）、MiMo TTS（TTS）。仅通过 Go 网关访问，浏览器不直连。

关键模式：AI 编排基于 Eino Graph 声明式 DAG（6 节点线性流水线：START → STT → History → ChatModel → Msg2Str → Splitter → TTS → Done → END），LLM token 通过 Callback 实时推送，TTS 逐句合成并行推送，最小化感知延迟。

Eino Graph 节点详解

节点 类型 文件 职责
STT InvokableLambda backend/internal/eino/nodes_stt.go 语音识别或文本直通（text-only 跳过 STT）
History InvokableLambda backend/internal/eino/nodes_history.go 构建 System Prompt + 对话历史 + 用户输入 + 图像
ChatModel ChatModel 节点 backend/internal/eino/graph.go 调用 DashScope qwen3-vl-plus（OpenAI 兼容协议）
Msg2Str TransformableLambda backend/internal/eino/nodes_splitter.go 将 ChatModel 流式 Message 转为字符串流
Splitter TransformableLambda backend/internal/eino/nodes_splitter.go 按句子分隔符（。！？\n.!?）拆分文本流
TTS TransformableLambda backend/internal/eino/nodes_tts.go 逐句合成语音并推送 tts_audio
Done InvokableLambda backend/internal/eino/nodes_done.go 发送 llm_done、收集最终输出

跨节点状态：PipelineState（backend/internal/eino/state.go），通过 context.WithValue 在节点间传递 FullResponse、TranscribedText、TokenUsage、SessionID、RequestID。

Callback：BuildCallbackHandler（backend/internal/eino/callback.go）挂载到 ChatModel 的 OnEndWithStreamOutput，每收到一个 LLM token 立即通过 sender.SendLLMChunk() 推送到客户端。

适配器：EinoOrchestrator（backend/internal/eino/adapter.go）包装 Graph，实现 orchestrator.Orchestrator 接口，负责解码 Base64 图像/音频、构建输入、注入上下文、运行流式推理、持久化消息。

会话存储（TieredManager）

三级存储：L1 Memory → L2 Redis → L3 PostgreSQL（backend/internal/session/tiered.go）

  • 读路径：L1 命中直接返回；未命中尝试 L2 Redis → 回填 L1；L3 通过 L1 的 FindByID 降级读取
  • 写路径：L1 同步写入 → L2 同步写（失败 soft-warn）→ L3 异步 goroutine 写（使用 context.Background() 防止请求取消丢失）
  • 降级：后台协程每 30 秒 ping Redis，Redis 不可用时自动跳过 L2 操作；恢复后自动重新启用
  • TTL：Session 默认 30 分钟，MaxHistory 20 条；L1 后台协程每分钟清理过期 session

Repository 接口模式：UserRepository、MessageRepository、SessionRepository，均有 PostgreSQL 和内存双实现。

鉴权

JWT 双 token 轮转认证（HMAC-SHA256）：

  • Access Token：默认 120 分钟 TTL，Bearer header 传递
  • Refresh Token：默认 7 天 TTL，带 jti（UUID），Hash 存储在 Redis/PostgreSQL
  • 轮转：Refresh 时旧 token hash 删除，新 pair 生成；若 JWT 有效但 DB hash 缺失 → 判定为重放攻击 → 吊销该用户所有 refresh token
  • CachedUserRepository（backend/internal/store/cached_user.go）：装饰器模式，Redis 缓存 refresh token hash，Read-Through / Write-Through，Redis 故障软降级

技术栈

层级 技术
前端 React 18, TypeScript, Vite, @ricky0123/vad-web, onnxruntime-web
后端 Go 1.25+ (go.mod 最低要求; Dockerfile 构建用 golang:1.26-alpine), Gin, gorilla/websocket, Viper, Zap
AI 编排 CloudWeGo Eino Graph（声明式 DAG 编排）
LLM DashScope qwen3-vl-plus（默认，通过 eino-ext OpenAI ChatModel 接入）
STT MiMo ASR（默认） / Deepgram
TTS MiMo TTS（默认） / OpenAI TTS
存储 PostgreSQL 15 + Redis 7（通过 TieredManager 三级存储）

构建与运行命令

# 前端
cd frontend && npm install
npm run dev          # Vite 开发服务器（含 /ws、/api 代理到 localhost:8080）
npm run build        # 生产构建（tsc -b && vite build）
npm run lint         # ESLint 检查（flat config, TypeScript strict）

# 后端
cd backend && go mod download
go run ./cmd/server          # 启动网关，监听 :8080
go build -o bin/camtalk ./cmd/server
go test ./...                # 运行所有测试
go test -run TestName ./path # 运行单个测试
go vet ./...                 # 静态分析

# Docker 部署（生产环境）
./deploy.sh build            # 构建所有镜像
./deploy.sh up               # 启动 4 个服务
./deploy.sh restart          # down + up
./deploy.sh logs [service]   # 查看日志
./deploy.sh status           # 查看服务状态

注意：前端目前没有测试基础设施（无 vitest 配置、无测试文件）。后端使用 testing + testify（assert/require/mock）测试，编译期接口检查 var _ Interface = (*Impl)(nil)。

配置环境切换

项目通过 APP_ENV 环境变量控制配置文件加载：

  • 本地开发（默认）：APP_ENV=dev → 加载 config/config.dev.yaml

    • Debug 日志、关闭限流、允许所有 CORS
    • 使用 backend/.env 中的远程 Redis/PostgreSQL 地址

  • 生产部署：APP_ENV=prod → 加载 config/config.prod.yaml

    • Info/JSON 日志、启用限流、严格 CORS 白名单
    • Docker Compose 自动设置，使用容器内网地址

配置优先级：环境变量 > config.{env}.yaml > config.yaml > 默认值

手动切换环境（测试用）：

cd backend
APP_ENV=prod go run ./cmd/server  # 本地测试生产配置
APP_ENV=dev go run ./cmd/server   # 显式指定开发配置

配置系统

配置文件：backend/config/config.yaml（基础配置），可被 config/config.{env}.yaml 覆盖。

优先级（从低到高）：默认值 → config.yaml → config.{env}.yaml（由 APP_ENV 环境变量决定加载哪个 env 特定文件）→ .env 文件 → 环境变量

主要 CAMTALK_ 环境变量（模板见 backend/.env.example）：

变量 用途
APP_ENV 运行环境（dev/prod），决定加载 config.{env}.yaml
CAMTALK_AI_STT_API_KEY STT API Key
CAMTALK_AI_LLM_API_KEY LLM API Key
CAMTALK_AI_TTS_API_KEY TTS API Key
CAMTALK_AUTH_JWT_SECRET JWT 签名密钥
CAMTALK_STORAGE_DSN PostgreSQL 连接串
CAMTALK_STORAGE_REDIS_ENABLED 启用 Redis（true/false）
CAMTALK_STORAGE_PERSISTENCE_ENABLED 启用 PostgreSQL（true/false）
CAMTALK_REDIS_ADDR Redis 地址
CAMTALK_REDIS_PASSWORD Redis 密码

最小启动（至少需要一个 AI 服务的 API Key）：

CAMTALK_AI_LLM_API_KEY=sk-xxx CAMTALK_AI_STT_API_KEY=xxx go run ./cmd/server

Docker 部署

docker-compose.yml 定义 4 个服务（camtalk-net 桥接网络）：

服务 镜像/构建 端口 说明
frontend 构建 ./frontend/Dockerfile（node:22-alpine → nginx:stable-alpine） 9000:80 React SPA，反向代理 /api 和 /ws 到 backend
backend 构建 ./backend/Dockerfile（golang:1.26-alpine → alpine:3.20） 内部 8080 Go 网关，静态链接二进制 -ldflags="-s -w"
postgres postgres:15-alpine 内部 5432 数据库 camtalk，挂载 ./backend/migrations/ 到 initdb
redis redis:7-alpine 内部 6379 会话缓存，AOF 持久化

后端容器依赖 postgres + redis 健康检查通过后启动。所有服务 restart: unless-stopped。密钥通过 --env-file /opt/camtalk/.env 注入。

前端 nginx 特殊配置：设置 Cross-Origin-Opener-Policy 和 Cross-Origin-Embedder-Policy 头（SharedArrayBuffer 需要，ONNX WASM 推理依赖）。

CI/CD

使用 Gitea Actions（.gitea/workflows/deploy.yml），自托管 runner（标签 aliyun）。

触发条件：push 到 main 或 v2 分支。流程：rsync 代码到 /root/camtalk，执行 deploy.sh build → deploy.sh restart。

数据库迁移

嵌入式 SQL 迁移系统（backend/internal/store/migrate.go），SQL 文件在 backend/migrations/：

迁移 内容
001_users users 表（UUID PK）+ refresh_tokens 表（FK → users）
002_messages messages 表（BIGSERIAL PK, session_id UUID, 游标分页索引）
003_sessions sessions 表（UUID PK, user_id UUID, config JSONB, 时间排序索引）

迁移文件通过 Go 1.16+ //go:embed 嵌入二进制，启动时自动执行。通过 schema_migrations 表追踪版本，已应用的迁移跳过。同时挂载到 PostgreSQL 容器的 /docker-entrypoint-initdb.d 作为备用初始化路径。

WebSocket 协议

端点：ws://localhost:8080/ws?token=<access_token>&conversation_id=<uuid>

所有消息为 JSON 文本帧，统一信封格式 {type, request_id?, timestamp?}。完整契约见 docs/02-接口文档.md。

认证：WebSocket 连接通过 query param token（Access Token）认证，不走 HTTP Authorization header。服务端在升级时校验 JWT，失败返回 401。

客户端 → 服务端：query（图像 Base64 + 音频 Base64）、config、interrupt、ping 服务端 → 客户端：connected、stt_result、llm_chunk、llm_done、tts_audio、error、pong

心跳：客户端每 30 秒 ping，服务端 60 秒无 ping 断开连接。 重连：指数退避 + 抖动 —— 1s, 2s, 4s, 8s… 最大 30s。

前端 WebSocket 实现：CamTalkWebSocket 单例类（frontend/src/lib/websocket.ts），基于订阅模式（onMessage/onStatusChange 返回取消订阅函数），自动处理心跳和重连。

REST API（辅助）

  • GET /api/health — 健康检查（版本、运行时间、活跃会话数）
  • POST /api/auth/register — 注册
  • POST /api/auth/login — 登录
  • POST /api/auth/refresh — 刷新 Token
  • POST /api/auth/logout — 登出
  • GET /api/conversations — 对话列表
  • POST /api/conversations — 创建对话
  • GET/PATCH/DELETE /api/conversations/:id — 对话详情/改标题/删除
  • GET /api/conversations/:id/messages — 获取对话消息（游标分页）
  • POST/DELETE /api/sessions — 会话管理

错误码

INVALID_MESSAGE、SESSION_NOT_FOUND、RATE_LIMITED、IMAGE_TOO_LARGE、AUDIO_TOO_SHORT、LLM_TIMEOUT、LLM_ERROR、STT_ERROR、TTS_ERROR、INTERNAL_ERROR、USERNAME_TAKEN、INVALID_CREDENTIALS、INVALID_TOKEN、INVALID_INPUT

前端组件结构

组件 职责
LandingPage 未登录时的着陆页，内嵌 LoginModal 登录/注册弹窗
AuthPage 登录/注册表单（备用）
CameraManager 摄像头流采集（useCamera hook：640x480, facingMode: environment）
MicManager 麦克风音频采集（useMicrophone hook：16kHz 单声道）
EdgeProcessor VAD（useVAD hook：@ricky0123/vad-web）+ 关键帧检测（Canvas 像素比较，160x120 降采样）
WebSocketManager WebSocket 连接生命周期管理（桥接 wsClient 单例到 React 状态）
ChatPanel 消息展示、流式回复、文本输入、场景选择（5 种场景卡片）
VideoPreview 摄像头画面预览（forwardRef <video>）
SessionSidebar 左侧抽屉式对话列表（搜索、重命名、删除、时间分组）
ConfigPanel 右侧抽屉式配置面板（主题、TTS、语言、场景、登出）
Toast 轻量通知提示（3 秒自动消失）

核心 Hook：

  • useVisionSession() — 封装一次完整的视觉对话会话（~500 行），管理摄像头、麦克风、VAD、WebSocket、消息状态、TTS 播放、两种模式（dialogue / observation）
  • useSessionList() — 对话列表 CRUD（通过 REST API），乐观更新
  • useObservationMode() — 定期帧差异检测（5 秒间隔），相似度 < 0.85 时触发回调

关键 lib 文件：

  • frontend/src/lib/websocket.ts — CamTalkWebSocket 单例，心跳 + 指数退避重连
  • frontend/src/lib/auth.tsx — AuthProvider 上下文，JWT 解码 + 自动刷新调度（exp 前 60 秒）
  • frontend/src/lib/api.ts — REST 客户端，自动 Bearer header，并发安全 401 拦截 + token 刷新 + 重试
  • frontend/src/lib/ttsPlayer.ts — TTSPlayer 类，流式 TTS 音频逐句排队播放
  • frontend/src/lib/scenarios.ts — 5 种对话场景定义（free_chat, interviewer, english_teacher, debate, interpreter）
  • frontend/src/lib/i18n/ — 国际化，3 种语言（zh-CN 默认/fallback, en-US, ja-JP），扁平常量 map
  • frontend/src/lib/storage.ts — localStorage 封装（config, tokens, user info）
  • frontend/src/lib/audio.ts — 音频编码工具（浏览器采集 → Base64 PCM）
  • frontend/src/lib/sampling.ts — 混合采样策略（定时低频 + 事件高频，实现见 docs/07-成本控制.md）
  • frontend/src/lib/errors.ts — 错误码到用户友好文案的映射
  • frontend/src/lib/toast.ts — Toast 全局状态管理（error/warning/info，3 秒自动消失）
  • frontend/src/types/index.ts — 所有 TypeScript 类型定义（WebSocket 消息可辨识联合类型、场景、配置等）

Vite 构建细节

frontend/vite.config.ts 包含：

  • 自定义 serve-vad-assets 插件，在开发/构建时自动从 node_modules 复制 VAD 模型文件（silero_vad_legacy.onnx、silero_vad_v5.onnx、vad.worklet.bundle.min.js）和 ONNX Runtime WASM 文件到 public/。开发服务器中间件确保 .wasm 和 .mjs 文件返回正确的 MIME type。
  • 开发代理：/ws → ws://localhost:8080、/api → http://localhost:8080，前端开发时无需配置额外环境变量。

后端模块结构

模块 职责
WebSocket Handler 连接管理、JWT 认证（query param token）、消息分发（query/config/interrupt/ping）
Session Manager 会话状态、对话历史（三级存储：Memory/Redis/PostgreSQL，30 分钟 TTL）
Eino 编排层 基于 Eino Graph 的声明式 AI 编排（6 节点线性 DAG + Callback）
AI Orchestrator EinoOrchestrator 适配器，包装 Graph 实现 Orchestrator 接口
AI Service Layer AI 服务抽象层（STT/TTS 多 provider 接口，LLM 通过 eino-ext ChatModel）
Auth JWT 双 token 轮转认证，bcrypt 密码哈希，Gin 中间件
Store 持久化存储层（UserRepository/MessageRepository/SessionRepository，PG + 内存 + Redis 缓存装饰器）
REST API 健康检查、认证、对话管理（Gin 路由组）
Models 数据模型 + WebSocket 消息类型定义
Migrations 嵌入式 SQL 版本化迁移
Rate Limiter 按用户的令牌桶速率限制（docs/13-令牌桶限流设计.md，backend/internal/ratelimit/，实现中）

测试模式：后端使用 testing + testify（assert、require、mock）。mock 模式包括：mockSender（实现 orchestrator.Sender 接口）、httptest.Server（模拟 AI 服务 HTTP API）、MockOrchestrator（模拟完整编排管道）。WebSocket 集成测试使用 httptest.Server + gorilla/websocket.Dialer。

编码规范

  • Go：遵循标准 Go 规范。所有 AI 调用使用 context.Context 做取消/超时。并发 map 访问使用 sync.RWMutex。结构体标签用 json:"snake_case"。编译期接口检查 var _ Interface = (*Impl)(nil)。
  • TypeScript：严格模式（strict: true）。所有数据模型用接口定义。WebSocket 消息类型用可辨识联合类型（type 字段）。verbatimModuleSyntax: true（强制 import type）。未使用变量以 _ 前缀忽略。
  • CORS 处理：禁止在后端代码和配置文件（config/*.yaml）中进行任何 CORS 配置。跨域由代理层统一处理：开发环境通过 frontend/vite.config.ts 中的 proxy 配置（/ws、/api 代理到 localhost:8080），生产环境通过 Nginx 反向代理（frontend/nginx.conf）。
  • 提交信息：Conventional Commits 格式，描述用中文。示例：feat: 添加 WebSocket 连接管理、fix: 修复心跳超时判断、docs: 更新接口文档
  • 禁止自动 push：除非用户明确要求。
  • 文档优先：实现功能前先读取 docs/ 下的相关设计文档。实现与文档不一致时，优先更新 docs/ 下的接口文档。
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