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后端接口版本与定义规范 v1
本文统一说明 SystemSimulationApp 后端的接口边界、版本编号和事实来源。规范版本为
1.0.0。这个编号只表示本文档自身的修订版本,不等同于 HTTP API、System XML、
组件目录或单个模型的版本。
1. 当前版本基线
后端没有一个可以替代所有子版本的“总版本号”。调用方必须按所使用的数据合同读取 对应版本:
| 版本轴 | 当前值 | 作用范围 | 机器可读事实来源 |
|---|---|---|---|
| HTTP API | 未版本化 | /api/... 路由、请求和响应 |
app/main.py、FastAPI OpenAPI |
| 后端应用发布版本 | 未定义 | 整个后端部署产物 | 当前没有包元数据或运行时常量 |
| 组件目录 Schema | 1 |
GET /api/components/catalog |
schemas/component-catalog-v1.schema.json |
| System XML Schema | 3 |
XML 校验、编译和仿真输入 | schemas/system-simulation-v3.xsd |
| 组件库版本 | 各库独立 | 一个组件库的发布边界 | 各库 library.py 的 version |
| 模型合同版本 | 各模型独立 | 单个 MODEL_TYPE 的物理和数据合同 |
模型类的 MODEL_VERSION |
| ReactFlow 工程 JSON | 1 |
编辑器存档 | projectSchemaVersion、ReactFlowProjectPayload 和前端读取代码 |
| 结果文件格式 | 1 |
前端导入、导出的结果快照 | SimulationResultsView.tsx |
因此,schemaVersion=3 只能说明文件是 System XML v3,不能说明“后端 API 是
v3”;MODEL_VERSION=0.2.0 也只描述对应模型合同。
FastAPI 自动生成的 OpenAPI 当前可能显示默认 info.version=0.1.0;后端没有显式
声明这个值,因此它不是正式 API 或应用发布版本。
2. 事实来源和优先级
接口定义冲突时,按以下优先级处理:
- 可执行代码和机器可读 Schema;
- 自动化合同测试;
- 当前版本规范文档;
- 示例、调研记录和历史说明。
各类合同的唯一事实来源如下:
| 合同 | 唯一事实来源 |
|---|---|
| 公开模型类型和版本 | 模型类的 MODEL_TYPE、MODEL_VERSION |
| 端口物理合同 | 模型类的 PORTS 和 app/simulation/core/ports.py |
| 参数、结果及单位 | 模型类的 PARAMETERS、RESULT_VARIABLES |
| 组件库及分类 | 各库 library.py |
| 组件目录 JSON | build_component_catalog() 与目录 JSON Schema |
| System XML | v3 XSD、app/system_xml.py |
| ReactFlow 参数表达式 | app/parameter_expression.py、frontend/src/parameterExpression.ts 及相应合同测试 |
| 网络最终连接检查 | SimulationNetwork.connect() |
| HTTP 路由和请求模型 | app/main.py |
前端兜底目录、画布布局和示例 XML 不能反向定义后端物理合同。
3. 组件接口合同
每个公开组件必须显式声明:
MODEL_TYPE = "example_component"
MODEL_VERSION = "1.0.0"
PORTS = (...)
PARAMETERS = (...)
RESULT_VARIABLES = (...)
DISPLAY = ...
并提供统一的 create() 入口。各字段含义如下:
MODEL_TYPE是工程、XML、目录和结果元数据共同使用的稳定机器标识;MODEL_VERSION使用主版本.次版本.修订版本;PORTS定义端口名称、种类、物理域、名义角色、变量和连接规则;PARAMETERS定义 SI 单位、默认值、范围和离散选项;RESULT_VARIABLES定义结构化结果元数据;DISPLAY只定义前端展示,不得成为物理方程的隐式输入。
物理流变量统一以进入组件为正。物理连接的两个端点无方向;信号方向由注册端口的
output/input 合同决定。
4. 组件目录接口
GET /api/components/catalog 返回组件库、分类和模型合同。响应顶层必须为:
{
"schemaVersion": 1,
"libraries": []
}
目录结构由 schemas/component-catalog-v1.schema.json 约束。库必须携带
version,模型必须携带 modelVersion。目录 Schema 的整数版本只描述目录 JSON
结构;库和模型版本仍分别使用三段式版本号。
当前三段版本只接受 数字.数字.数字,不接受 prerelease 或 build metadata,不能直接
等同于完整 SemVer 实现。目录 Schema 对对象使用 additionalProperties=false,因此
新增字段也必须先评估严格消费者,不能只因字段可选就默认兼容。
目录响应是前端生成组件面板、参数编辑器和端口快照的来源。修改响应结构时必须同时 更新 JSON Schema、前端解析和合同测试。
5. System XML v3
System XML v3 是当前唯一支持的 XML 求解输入。根元素固定使用:
<System schemaVersion="3" unitSystem="SI">
每个组件必须包含 id、type、modelVersion 和完整 SI 参数;连接只包含两个
Endpoint(component, port)。端口合同由 type + port 从注册表恢复,XML 不保存
端口快照和画布布局。
modelVersion 必须与当前注册模型完全一致。版本不一致时返回
COMPONENT_MODEL_VERSION_MISMATCH,不会静默使用当前模型解释旧输入。完整结构见
docs/standard/system-xml-v3.md 和 schemas/system-simulation-v3.xsd。
6. HTTP API
FastAPI 当前直接注册未版本化的 /api/... 路由,没有 /api/v1 命名空间,也没有
运行时 apiVersion。主要业务接口如下:
| 方法与路径 | 请求合同 | 响应合同 |
|---|---|---|
GET /api/components/catalog |
无 | 组件目录 JSON v1 |
GET /api/reactflow/projects |
无 | 已保存工程摘要列表 |
GET /api/reactflow/projects/{id} |
工程 ID | 严格校验后的工程 JSON v1 |
POST /api/reactflow/projects/{id} |
ReactFlowProjectPayload |
保存摘要 |
POST /api/reactflow/system-xml |
ReactFlowProjectPayload |
application/xml,System XML v3 |
POST /api/reactflow/compile-model |
ReactFlowProjectPayload |
编译网络 JSON |
POST /api/system-xml/validate |
原始 XML v3 | 三层校验报告 |
POST /api/system-xml/parse |
原始 XML v3 | 规范化执行模型 |
POST /api/system-xml/compile-model |
原始 XML v3 | 校验报告、设置和网络 |
POST /api/system-xml/simulate |
原始 XML v3 | 同步仿真结果 |
POST /api/system-xml/simulate-stream |
原始 XML v3 | application/x-ndjson 事件流 |
GET /api/system-xml/simulations/{id} |
路径 ID | 任务快照 |
POST /api/system-xml/simulations/{id}/cancel |
取消原因 JSON | 取消受理状态 |
POST /api/simulation-results/csv |
结构化结果 JSON | UTF-8 CSV 附件 |
两个固定算例接口 simulate-testmodel 和 simulate-test-mql 仍属于测试/基线能力,不能
视为任意拓扑仿真合同。
FastAPI 会生成 /openapi.json、/docs 和 /redoc。Pydantic JSON 请求体能够进入
OpenAPI,但当前多数 JSON 响应仍以 dict[str, object] 构造,XML、CSV 和 NDJSON
也使用原始响应类型。因此 OpenAPI 目前不是完整的响应合同;代码、Schema 和合同测试
仍是必要依据。
7. 数据命名、单位和错误
- XML 属性和目录 JSON 主要使用
camelCase; - ReactFlow 仿真设置保留现有
t_start/t_stop/step/max_step名称; - 不允许调用方自行猜测或转换字段命名;
- XML 和求解参数统一使用 SI 基准值;
- 实例 ID 和机器标识必须稳定,显示名称不能代替机器标识。
ReactFlow 工程 JSON 的连续数值参数可保存前端既有的受限算术表达式。
编译或 JSON→XML 时,后端在内存中安全求值,再按 parameterUnits 从
显示单位换算为 SI。普通数值及数值字符串仍按已存储的 SI 值解释,避免
二次换算;原表达式不回写工程 JSON。离散选项参数和任意代码不属于该合同。
这是补齐已有工程 JSON v1 前端语义的兼容性修复,不改变 System XML v3:
XML 仍只保存最终 SI 数值。
System XML 校验问题统一包含:
{
"severity": "error",
"layer": "semantic",
"code": "ENDPOINT_PORT_UNKNOWN",
"message": "...",
"path": "...",
"line": 1
}
其中 severity/layer/code/message 是核心字段,path/line 可选。同步 HTTP 错误目前既
可能是 FastAPI 字符串 detail,也可能是带 message/issues/diagnostics 的结构化
detail;流式接口则使用 event=error 的 NDJSON 事件。统一错误响应模型尚未实现,
调用方必须同时处理这三种现有形状。
8. 版本变更规则
8.1 模型和组件库
- 修订版本:修复实现,不改变输入、端口和结果合同;
- 次版本:向后兼容地增加有默认值的参数、结果或能力;
- 主版本:删除或改名端口/参数,或者改变既有物理语义。
修改 MODEL_TYPE 视为新模型,不得用原标识承载不兼容合同。
以上版本含义用于分类变更影响;当前 System XML v3 对 modelVersion 执行完整字符串
精确匹配。因此即使只是修订或次版本变化,旧 XML 也会被拒绝,不能把“向后兼容”
理解成解析器会自动接受旧版本。
8.2 目录和 XML Schema
- 兼容澄清不改变 Schema 版本;
- 新增可选字段前必须验证旧消费者行为;
- 删除字段、改名或改变既有语义必须提高 Schema 版本;
- Schema、解析器、导出器、文档和合同测试必须在同一修改中更新。
8.3 HTTP API
当前 HTTP API 未版本化,因此不得在原路径上直接发布破坏性变更。需要破坏现有请求 或响应合同前,应先单独设计 API 版本命名空间、兼容周期和下线规则;该机制不在本文 本次整理范围内。
9. 旧版本和迁移边界
当前后端只接受 System XML v3:
- 不按
schemaVersion自动选择 v1/v2 解析器; - 不提供 v1/v2 到 v3 的自动迁移器;
- 不对不匹配的
modelVersion做自动升级; - 旧版本值只用于验证“不受支持输入应被拒绝”的边界测试。
ReactFlow 工程 JSON 只接受 projectSchemaVersion: 1 的当前结构,每个节点必须保存
目录给出的 modelVersion。执行、编译和 XML 导出前会再次核对节点版本;缺失或不匹配
时明确拒绝,不能先补当前默认参数再冒充当前模型。字符串端口、缺失连接 Handle 或
已经删除的兼容标记也不会被猜测、补齐或迁移;以后确有升级需求时再为新的工程版本
单独设计迁移器。
MECMAS21 的 useFriction、strib 等 AMESim 选项统一使用目录声明的原生编码:
1 表示“否/禁用”,2 表示“是/启用”。工程 JSON v1、组件目录、System XML v3
和模型构造器不再接受或自动换算旧的 0/1 编码,也不再使用
amesimParameterEncodingVersion 触发猜测式转换。
10. 接口修改完成条件
任何接口合同变更至少应同时完成:
- 更新唯一事实来源;
- 根据兼容性决定是否提高对应版本;
- 更新机器可读 Schema;
- 更新当前规范和示例;
- 增加请求、响应、拒绝边界和前后端联调测试;
- 明确说明未实现的兼容或迁移能力。