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Raw Blame History

NanoClaw 后端设计文档

架构概览

graph TB
    subgraph Frontend[前端]
        UI[Vue 3 UI]
    end

    subgraph Backend[后端]
        API[Flask Routes]
        SVC[Services]
        TOOLS[Tool System]
        DB[(Database)]
    end

    subgraph External[外部服务]
        LLM[LLM API]
        WEB[Web Resources]
    end

    UI -->|REST/SSE| API
    API --> SVC
    API --> TOOLS
    SVC --> LLM
    TOOLS --> WEB
    SVC --> DB
    TOOLS --> DB

项目结构

backend/
├── __init__.py          # 应用工厂，数据库初始化
├── models.py            # SQLAlchemy 模型
├── run.py               # 入口文件
├── config.py            # 配置加载器
│
├── routes/              # API 路由
│   ├── __init__.py
│   ├── conversations.py # 会话 CRUD
│   ├── messages.py      # 消息 CRUD + 聊天
│   ├── models.py        # 模型列表
│   ├── projects.py      # 项目管理
│   ├── stats.py         # Token 统计
│   └── tools.py         # 工具列表
│
├── services/            # 业务逻辑
│   ├── __init__.py
│   ├── chat.py          # 聊天补全服务
│   └── glm_client.py    # GLM API 客户端
│
├── tools/               # 工具系统
│   ├── __init__.py
│   ├── core.py          # 核心类
│   ├── factory.py       # 工具装饰器
│   ├── executor.py      # 工具执行器
│   ├── services.py      # 辅助服务
│   └── builtin/         # 内置工具
│       ├── crawler.py   # 网页搜索、抓取
│       ├── data.py      # 计算器、文本、JSON
│       ├── weather.py   # 天气查询
│       ├── file_ops.py  # 文件操作（需要 project_id）
│       └── code.py      # 代码执行
│
├── utils/               # 辅助函数
│   ├── __init__.py
│   ├── helpers.py       # 通用函数
│   └── workspace.py     # 工作目录工具
│
└── migrations/          # 数据库迁移
    └── add_project_support.py

类图

核心数据模型

classDiagram
    direction TB

    class User {
        +Integer id
        +String username
        +String password
        +String phone
        +relationship conversations
        +relationship projects
    }

    class Project {
        +String id
        +Integer user_id
        +String name
        +String path
        +String description
        +DateTime created_at
        +DateTime updated_at
        +relationship conversations
    }

    class Conversation {
        +String id
        +Integer user_id
        +String project_id
        +String title
        +String model
        +String system_prompt
        +Float temperature
        +Integer max_tokens
        +Boolean thinking_enabled
        +DateTime created_at
        +DateTime updated_at
        +relationship messages
    }

    class Message {
        +String id
        +String conversation_id
        +String role
        +LongText content
        +Integer token_count
        +DateTime created_at
    }

    class TokenUsage {
        +Integer id
        +Integer user_id
        +Date date
        +String model
        +Integer prompt_tokens
        +Integer completion_tokens
        +Integer total_tokens
        +DateTime created_at
    }

    User "1" --> "*" Conversation : 拥有
    User "1" --> "*" Project : 拥有
    Project "1" --> "*" Conversation : 包含
    Conversation "1" --> "*" Message : 包含
    User "1" --> "*" TokenUsage : 消耗

Message Content JSON 结构

content 字段统一使用 JSON 格式存储：

User 消息：

{
  "text": "用户输入的文本内容",
  "attachments": [
    {"name": "utils.py", "extension": "py", "content": "def hello()..."}
  ]
}

Assistant 消息：

{
  "text": "AI 回复的文本内容",
  "thinking": "思考过程（可选）",
  "tool_calls": [
    {
      "id": "call_xxx",
      "type": "function",
      "function": {
        "name": "file_read",
        "arguments": "{\"path\": \"...\"}"
      },
      "result": "{\"content\": \"...\"}",
      "success": true,
      "skipped": false,
      "execution_time": 0.5
    }
  ]
}

服务层

classDiagram
    direction TB

    class ChatService {
        -GLMClient glm_client
        -ToolExecutor executor
        +Integer MAX_ITERATIONS
        +stream_response(conv, tools_enabled, project_id) Response
        -_build_tool_calls_json(calls, results) list
        -_process_tool_calls_delta(delta, list) list
    }

    class GLMClient {
        -str api_url
        -str api_key
        +call(model, messages, kwargs) Response
    }

    class ToolExecutor {
        -ToolRegistry registry
        -dict _cache
        -list _call_history
        +process_tool_calls(calls, context) list
        +build_request(messages, model, tools) dict
        +clear_history() void
    }

    ChatService --> GLMClient : 使用
    ChatService --> ToolExecutor : 使用

工具系统

classDiagram
    direction TB

    class ToolDefinition {
        <<dataclass>>
        +str name
        +str description
        +dict parameters
        +Callable handler
        +str category
        +to_openai_format() dict
    }

    class ToolRegistry {
        -dict _tools
        +register(ToolDefinition) void
        +get(str name) ToolDefinition?
        +list_all() list~dict~
        +list_by_category(str) list~dict~
        +execute(str name, dict args) dict
        +remove(str name) bool
        +has(str name) bool
    }

    class ToolExecutor {
        -ToolRegistry registry
        -dict _cache
        -list _call_history
        +process_tool_calls(list, dict) list
        +clear_history() void
    }

    class ToolResult {
        <<dataclass>>
        +bool success
        +Any data
        +str? error
        +to_dict() dict
        +ok(Any)$ ToolResult
        +fail(str)$ ToolResult
    }

    ToolRegistry "1" --> "*" ToolDefinition : 管理
    ToolExecutor "1" --> "1" ToolRegistry : 使用
    ToolDefinition ..> ToolResult : 返回

工作目录系统

概述

工作目录系统为文件操作工具提供安全隔离，确保所有文件操作都在项目目录内执行。

核心函数

# backend/utils/workspace.py

def get_workspace_root() -> Path:
    """获取工作区根目录"""

def get_project_path(project_id: str, project_path: str) -> Path:
    """获取项目绝对路径"""

def validate_path_in_project(path: str, project_dir: Path) -> Path:
    """验证路径在项目目录内（核心安全函数）"""

def create_project_directory(name: str, user_id: int) -> tuple:
    """创建项目目录"""

def delete_project_directory(project_path: str) -> bool:
    """删除项目目录"""

def copy_folder_to_project(source_path: str, project_dir: Path, project_name: str) -> dict:
    """复制文件夹到项目目录"""

安全机制

validate_path_in_project() 是核心安全函数：

def validate_path_in_project(path: str, project_dir: Path) -> Path:
    p = Path(path)
    
    # 相对路径转换为绝对路径
    if not p.is_absolute():
        p = project_dir / p
    
    p = p.resolve()
    
    # 安全检查：确保路径在项目目录内
    try:
        p.relative_to(project_dir.resolve())
    except ValueError:
        raise ValueError(f"Path '{path}' is outside project directory")
    
    return p

即使传入恶意路径，后端也会拒绝：

"../../../etc/passwd"  # 尝试跳出项目目录 -> ValueError
"/etc/passwd"         # 绝对路径攻击 -> ValueError

project_id 自动注入

工具执行器自动为文件工具注入 project_id：

# backend/tools/executor.py

def process_tool_calls(self, tool_calls, context=None):
    for call in tool_calls:
        name = call["function"]["name"]
        args = json.loads(call["function"]["arguments"])
        
        # 自动注入 project_id
        if context and name.startswith("file_") and "project_id" in context:
            args["project_id"] = context["project_id"]
        
        result = self.registry.execute(name, args)

API 总览

会话管理

方法	路径	说明
`POST`	`/api/conversations`	创建会话
`GET`	`/api/conversations`	获取会话列表（游标分页）
`GET`	`/api/conversations/:id`	获取会话详情
`PATCH`	`/api/conversations/:id`	更新会话
`DELETE`	`/api/conversations/:id`	删除会话

消息管理

方法	路径	说明
`GET`	`/api/conversations/:id/messages`	获取消息列表（游标分页）
`POST`	`/api/conversations/:id/messages`	发送消息（SSE 流式）
`DELETE`	`/api/conversations/:id/messages/:mid`	删除消息
`POST`	`/api/conversations/:id/regenerate/:mid`	重新生成消息

项目管理

方法	路径	说明
`GET`	`/api/projects`	获取项目列表
`POST`	`/api/projects`	创建项目
`GET`	`/api/projects/:id`	获取项目详情
`PUT`	`/api/projects/:id`	更新项目
`DELETE`	`/api/projects/:id`	删除项目
`POST`	`/api/projects/upload`	上传文件夹作为项目
`GET`	`/api/projects/:id/files`	列出项目文件

其他

方法	路径	说明
`GET`	`/api/models`	获取模型列表
`GET`	`/api/tools`	获取工具列表
`GET`	`/api/stats/tokens`	Token 使用统计

SSE 事件

事件	说明
`thinking_start`	新一轮思考开始，前端应清空之前的思考缓冲
`thinking`	思维链增量内容（启用时）
`message`	回复内容的增量片段
`tool_calls`	工具调用信息
`tool_result`	工具执行结果
`process_step`	处理步骤（按顺序：thinking/tool_call/tool_result），支持交替显示
`error`	错误信息
`done`	回复结束，携带 message_id 和 token_count

process_step 事件格式

// 思考过程
{"index": 0, "type": "thinking", "content": "完整思考内容..."}

// 工具调用
{"index": 1, "type": "tool_call", "id": "call_abc123", "name": "web_search", "arguments": "{\"query\": \"...\"}"}

// 工具返回
{"index": 2, "type": "tool_result", "id": "call_abc123", "name": "web_search", "content": "{\"success\": true, ...}", "skipped": false}

字段说明：

index: 步骤序号，确保按正确顺序显示
type: 步骤类型（thinking/tool_call/tool_result）
id: 工具调用唯一标识，用于匹配工具调用和返回结果
name: 工具名称
content: 内容或结果
skipped: 工具是否被跳过（失败后跳过）

数据模型

User（用户）

字段	类型	说明
`id`	Integer	自增主键
`username`	String(50)	用户名（唯一）
`password`	String(255)	密码（可为空，支持第三方登录）
`phone`	String(20)	手机号

Project（项目）

字段	类型	说明
`id`	String(64)	UUID 主键
`user_id`	Integer	外键关联 User
`name`	String(255)	项目名称（用户内唯一）
`path`	String(512)	相对路径（如 user_1/my_project）
`description`	Text	项目描述
`created_at`	DateTime	创建时间
`updated_at`	DateTime	更新时间

Conversation（会话）

字段	类型	默认值	说明
`id`	String(64)	UUID	主键
`user_id`	Integer	-	外键关联 User
`project_id`	String(64)	null	外键关联 Project（可选）
`title`	String(255)	""	会话标题
`model`	String(64)	"glm-5"	模型名称
`system_prompt`	Text	""	系统提示词
`temperature`	Float	1.0	采样温度
`max_tokens`	Integer	65536	最大输出 token
`thinking_enabled`	Boolean	False	是否启用思维链
`created_at`	DateTime	now	创建时间
`updated_at`	DateTime	now	更新时间

Message（消息）

字段	类型	说明
`id`	String(64)	UUID 主键
`conversation_id`	String(64)	外键关联 Conversation
`role`	String(16)	user/assistant/system/tool
`content`	LongText	JSON 格式内容（见上方结构说明）
`token_count`	Integer	Token 数量
`created_at`	DateTime	创建时间

TokenUsage（Token 使用统计）

字段	类型	说明
`id`	Integer	自增主键
`user_id`	Integer	外键关联 User
`date`	Date	统计日期
`model`	String(64)	模型名称
`prompt_tokens`	Integer	输入 token
`completion_tokens`	Integer	输出 token
`total_tokens`	Integer	总 token
`created_at`	DateTime	创建时间

分页机制

所有列表接口使用游标分页：

GET /api/conversations?limit=20&cursor=conv_abc123

响应：

{
  "code": 0,
  "data": {
    "items": [...],
    "next_cursor": "conv_def456",
    "has_more": true
  }
}

limit：每页数量（会话默认 20，消息默认 50，最大 100）
cursor：上一页最后一条的 ID

错误码

Code	说明
`0`	成功
`400`	请求参数错误
`404`	资源不存在
`500`	服务器错误

错误响应：

{
  "code": 404,
  "message": "conversation not found"
}

配置文件

配置文件：config.yml

# 服务端口
backend_port: 3000
frontend_port: 4000

# LLM API
api_key: your-api-key
api_url: https://open.bigmodel.cn/api/paas/v4/chat/completions

# 工作区根目录
workspace_root: ./workspaces

# 数据库
db_type: mysql  # mysql, sqlite, postgresql
db_host: localhost
db_port: 3306
db_user: root
db_password: ""
db_name: nano_claw
db_sqlite_file: app.db  # SQLite 时使用

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