嵌入式局域网优化 — bbolt 数据库集成方案

一、使用场景

规则状态持久化
- 当启用持久化后保存每条规则的运行状态对象（最近一次触发时间、状态值、持续时间计数器、触发次数、最近错误信息）。
- 系统重启或异常恢复时可读取，保证业务连续性。
本地数据缓存
- 保存输入数据或输出动作失败队列（如局域网MQTT发送失败、设备控制失败）
- 支持断电/断网重发。
配置存储（可选）
- 保存本地规则配置、窗口参数、输出动作绑定信息。
- 对于嵌入式设备，可减少对外部存储依赖。

二、bbolt 数据库设计

1. 数据库结构（Buckets）

Bucket 名称	存储内容	键值设计
`RuleState`	每条规则的运行状态	Key: RuleID, Value: 序列化 JSON 或 protobuf
`DataCache`	输入数据缓存或输出失败队列	Key: 自动递增序号 / UUID, Value: 序列化数据
`Config`	本地配置（规则/动作/窗口）	Key: 配置ID, Value: JSON
`WindowData`	窗口缓存数据（可选）	Key: WindowID:Timestamp, Value: 序列化数据
`ActionResult`	输出动作历史执行结果	Key: ActionID:Timestamp, Value: JSON

设计要点：

每个 bucket 单独管理，便于清理和维护；
序列化数据可使用 JSON 或 protobuf，节省内存并方便调试；
支持批量写入（bbolt 支持事务批量提交，提高性能）；
小嵌入式设备无需启动外部服务，单文件即可使用。

2. 数据写入策略

异步写入
- 数据源采集、规则执行结果、输出动作失败队列通过异步队列写入 bbolt，避免阻塞主数据通道。
事务批量提交
- 对多条数据，使用 db.Batch(func(tx *bbolt.Tx) error {...}) 批量写入，减少 I/O 压力。
过期数据清理
- 配置每个 bucket 最大条目或 TTL（如规则状态保留 7 天，缓存队列 24 小时）
- 定时清理，防止 bbolt 文件膨胀。

3. 数据读取策略

规则状态恢复
- 系统启动时，读取 RuleState bucket 全量状态，恢复规则上下文。
- 支持按 RuleID 查询最新状态。
窗口缓存读取
- 若窗口数据写入 bbolt，规则执行时按 WindowID 和时间戳查询历史数据。
- 支持时间范围查询，保证窗口统计计算准确。
输出动作失败重试
- 读取 DataCache bucket，按序号/时间排序依次重发。
- 成功后删除条目。

4. 性能优化

单事务写入小批量
- 避免单条写入频繁创建事务，降低 I/O。
内存映射读写
- bbolt 采用内存映射文件 (mmap) 机制，可快速访问数据。
文件压缩/裁剪
- 对长期运行设备，定期进行 bbolt 文件备份和压缩，控制文件大小。
并发读优化
- bbolt 支持多读单写，保证高并发数据读取不阻塞主线程。

5. 配合前端页面的展示

规则状态可视化

每条规则显示最新状态（RuleState bucket）
展示触发次数、持续时间、最近错误信息

缓存队列监控

显示 DataCache bucket 中待处理/重试的消息数
支持手动清理或重发

窗口数据查看（可选）

按 WindowID 查看历史缓存数据
支持时间范围筛选

6. 局域网嵌入式特点优化

单文件数据库，减少依赖，适合 ARM/X86 嵌入式设备
完全离线运行，无需互联网连接
数据库文件可存储在本地闪存或 SD 卡上
支持断电恢复，无需额外中间件