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# 数据库操作规范

## Purpose
本规范定义本服务对 PostgreSQL 的连接池配置、表结构初始化（含分区表）、分区预创建维护策略、批量写入与约束错误处理等行为。
## Requirements
### Requirement: 数据库连接管理
系统 MUST 能够建立和维护与 PostgreSQL 数据库的连接。

#### Scenario: 成功连接数据库
- **WHEN** 系统启动时
- **THEN** 应该成功连接到配置的PostgreSQL数据库
- **AND** 应该监控连接状态

#### Scenario: 数据库连接断开重连
- **WHEN** 数据库连接断开时
- **THEN** 系统应该自动尝试重连
- **AND** 重连失败时应该记录错误日志

### Requirement: 心跳数据写入
系统 MUST 能够将处理后的心跳数据写入 PostgreSQL 数据库。

#### Scenario: 写入单条心跳数据
- **WHEN** 接收到单条处理后的心跳数据时
- **THEN** 系统应该将数据写入数据库
- **AND** 返回写入结果

#### Scenario: 批量写入心跳数据
- **WHEN** 接收到批量处理后的心跳数据时
- **THEN** 系统应该使用批量写入机制将数据写入数据库
- **AND** 提高写入效率

### Requirement: 数据完整性保障
系统 MUST 保障写入数据库的心跳数据完整性。

#### Scenario: 事务管理
- **WHEN** 写入多条相关数据时
- **THEN** 系统应该使用事务确保数据一致性
- **AND** 要么全部写入成功，要么全部失败

#### Scenario: 数据约束验证
- **WHEN** 写入的数据违反数据库约束时
- **THEN** 系统应该捕获约束错误
- **AND** 记录错误日志
- **AND** 根据配置决定是否重试

### Requirement: 数据库表结构管理
系统 MUST 支持 room_status 实时状态表与心跳历史表的协同写入能力。

#### Scenario: room_status 结构与约束支持
- **WHEN** 心跳服务执行 room_status upsert 同步
- **THEN** 目标表应具备支撑 UPSERT 的唯一约束（hotel_id, room_id, device_id）
- **AND** 需要的同步字段应存在并可写入

### Requirement: 数组字段存储与索引
系统 MUST 支持将电力与空调子设备数据以数组列形式存储，并为指定数组列建立针对元素查询的索引。

#### Scenario: 新增数组列用于存储电力与空调子设备数据
- **WHEN** 系统初始化 v2 心跳明细表结构时
- **THEN** 表结构应包含以下新增列：
  - elec_address（text[]）
  - air_address（text[]）
  - voltage（double precision[]）、ampere（double precision[]）、power（double precision[]）、phase（text[]）、energy（double precision[]）、sum_energy（double precision[]）
  - state（int2[]）、model（int2[]）、speed（int2[]）、set_temp（int2[]）、now_temp（int2[]）、solenoid_valve（int2[]）

#### Scenario: 针对数组元素的索引
- **WHEN** 对 elec_address、air_address、state、model 执行“元素包含”类查询时
- **THEN** 系统应提供 GIN 索引以优化查询

### Requirement: 数据查询支持
系统 MUST 支持基本的数据查询操作，用于监控和调试。

#### Scenario: 查询最新心跳数据
- **WHEN** 需要查询最新的心跳数据时
- **THEN** 系统应该提供查询接口
- **AND** 返回符合条件的数据

#### Scenario: 按条件查询心跳数据
- **WHEN** 需要按特定条件查询心跳数据时
- **THEN** 系统应该支持条件过滤
- **AND** 返回符合条件的数据

### Requirement: 高吞吐写入友好
系统 MUST 在高吞吐场景（约 5 万条/分钟量级）下避免单点瓶颈。

#### Scenario: 批量写入与分区裁剪
- **WHEN** 进行批量写入
- **THEN** 写入应路由到正确日分区
- **AND** 常见查询（hotel_id + 时间范围）应触发分区裁剪

### Requirement: 服务运行时不得承担建库与定时分区维护
系统 MUST 仅负责数据库连接与业务写入，不在服务启动时执行数据库结构初始化，也不在进程内执行定时分区维护。

#### Scenario: 服务启动仅建立连接
- **WHEN** 服务进程启动并连接 PostgreSQL
- **THEN** 系统应只创建连接池并完成连通性检测
- **AND** 不应在运行时执行表/索引/函数等 DDL 初始化
- **AND** 不应在进程内启动分区维护定时任务

#### Scenario: 写入遇到缺分区时的运行时兜底
- **WHEN** 批量写入 `heartbeat.heartbeat_events` 遇到缺分区错误
- **THEN** 系统应基于该批次的时间范围调用 `heartbeat.ensure_partitions`
- **AND** 调用后应重试当前批次写入
- **AND** 系统不应在运行时创建或替换数据库 schema 对象

### Requirement: G4 热表独立写入能力
系统 MUST 支持向 `heartbeat.heartbeat_events_g4_hot` 分区表执行批量 COPY 写入，并与旧表 `heartbeat.heartbeat_events` 共享同一套通用写入内核。

#### Scenario: G4 热表批量 COPY 写入
- **WHEN** `g4HotHeartbeatEnabled=true` 且有一批心跳数据待写入
- **THEN** 系统应使用批量 COPY 将数据写入 `heartbeat.heartbeat_events_g4_hot`
- **AND** 写入流程应与旧表共享同一通用写入内核

#### Scenario: G4 热表分区由外部维护
- **WHEN** 写入 `heartbeat.heartbeat_events_g4_hot`
- **THEN** 系统不应在运行时为该表执行分区预创建、缺分区补建或其他分区维护逻辑
- **AND** 分区应由外部脚本或外部调度系统维护

#### Scenario: G4 热表 COPY 失败降级
- **WHEN** G4 热表批量 COPY 写入失败且重试次数耗尽
- **THEN** 系统应降级为逐条 INSERT 写入
- **AND** 单条失败不影响同批次其他记录

### Requirement: G4 热表 guid 写入规则
系统 MUST 在写入 `heartbeat.heartbeat_events_g4_hot` 时为每条记录提供 `guid` 字段值，格式为无连接符的小写 GUID。

#### Scenario: 缺失 guid 时自动生成
- **WHEN** 待写入记录未提供 `guid`
- **THEN** 系统应为该记录生成一个新的 GUID
- **AND** 生成结果应为 32 位十六进制小写字符串
- **AND** 结果中不应包含 `-`

#### Scenario: 已提供 guid 时规范化
- **WHEN** 待写入记录已提供 `guid`
- **THEN** 系统应将该值转换为小写
- **AND** 应去除其中的 `-`
- **AND** 规范化后的值应写入 `heartbeat.heartbeat_events_g4_hot`

### Requirement: G4 热表 power 辅助字段当前阶段写空
系统 MUST 在当前阶段将 `power_carbon_on`、`power_carbon_off`、`power_person_exist`、`power_person_left` 固定写为 `null`，待后续计算逻辑接入后再启用实际赋值。

#### Scenario: 当前阶段统一写 null
- **WHEN** 系统写入 `heartbeat.heartbeat_events_g4_hot`
- **THEN** `power_carbon_on` 应写入 `null`
- **AND** `power_carbon_off` 应写入 `null`
- **AND** `power_person_exist` 应写入 `null`
- **AND** `power_person_left` 应写入 `null`
- **AND** 不应从来源数据的 `extra` 或其他字段提取这 4 个值

### Requirement: 双明细独立编排
系统 MUST 提供双明细写入编排能力，按启动配置分别控制旧表与 G4 热表的写入，两路写入结果完全独立。

#### Scenario: 仅旧表开启
- **WHEN** `legacyHeartbeatEnabled=true` 且 `g4HotHeartbeatEnabled=false`
- **THEN** 系统应仅写入旧表 `heartbeat.heartbeat_events`
- **AND** 不应尝试写入 G4 热表

#### Scenario: 仅新表开启
- **WHEN** `legacyHeartbeatEnabled=false` 且 `g4HotHeartbeatEnabled=true`
- **THEN** 系统应仅写入 G4 热表 `heartbeat.heartbeat_events_g4_hot`
- **AND** 不应尝试写入旧表

#### Scenario: 双写模式
- **WHEN** `legacyHeartbeatEnabled=true` 且 `g4HotHeartbeatEnabled=true`
- **THEN** 系统应分别写入旧表与 G4 热表
- **AND** 旧表写入失败不影响 G4 热表写入
- **AND** G4 热表写入失败不影响旧表写入

#### Scenario: 双关模式
- **WHEN** `legacyHeartbeatEnabled=false` 且 `g4HotHeartbeatEnabled=false`
- **THEN** 系统应跳过所有明细写入
- **AND** 不应报错或阻止消费

### Requirement: 写入目标启动配置
系统 MUST 通过启动配置（环境变量）分别控制旧表、G4 热表和 room_status 的写入开关与目标表名。

#### Scenario: 配置加载
- **WHEN** 系统启动时
- **THEN** 应从环境变量读取 `DB_LEGACY_HEARTBEAT_ENABLED`（默认 true）、`DB_G4_HOT_HEARTBEAT_ENABLED`（默认 false）、`DB_ROOM_STATUS_ENABLED`（默认 true）
- **AND** 应从环境变量读取 `DB_LEGACY_TABLE`（默认 `heartbeat.heartbeat_events`）、`DB_G4_HOT_TABLE`（默认 `heartbeat.heartbeat_events_g4_hot`）

#### Scenario: 启动日志输出配置摘要
- **WHEN** 系统启动完成时
- **THEN** 应在日志中输出旧/新明细写入开关状态、目标表名和 room_status 开关状态

### Requirement: 错误表仅服务 G4 热表
系统 MUST 将 `heartbeat.heartbeat_events_errors` 仅用于记录 G4 热表写入失败的记录，旧表写入失败不写入错误表。

#### Scenario: G4 热表写入失败记录错误
- **WHEN** G4 热表写入产生失败记录
- **THEN** 系统应将失败记录写入 `heartbeat.heartbeat_events_errors`
- **AND** 错误表字段和结构不变

#### Scenario: 旧表写入失败不记录错误表
- **WHEN** 旧表写入产生失败记录
- **THEN** 系统不应将失败记录写入 `heartbeat.heartbeat_events_errors`
- **AND** 应仅记录日志/统计

### Requirement: 建库与分区维护能力必须以外部脚本提供
系统 MUST 在仓库根目录 `SQL_Script/` 提供可被外部程序调用的建库/分区维护脚本。

#### Scenario: 提供初始化脚本
- **WHEN** 运维或其他程序需要初始化数据库结构
- **THEN** 应可使用 `SQL_Script/01_init_schema.sql` 或 `SQL_Script/run_init.js`
- **AND** 脚本应支持幂等重复执行

#### Scenario: 提供分区预创建脚本
- **WHEN** 运维或外部调度需要预创建分区
- **THEN** 应可使用 `SQL_Script/02_create_partitions.sql` 或 `SQL_Script/run_ensure_partitions.js`
- **AND** 无需启动主服务进程即可执行分区维护

## ADDED Requirements
### Requirement: 分区表新增数组列与数组元素索<E7B4A0>?系统 SHALL <20>?`heartbeat.heartbeat_events` 中新增用于存储电力与空调子设备的数组列，并为指定数组列提供数组元素级查询索引<E7B4A2>?
#### Scenario: 新增数组<E695B0>?- **WHEN** 部署或升级数据库结构<E7BB93>?- **THEN** 表应包含 elec_address、air_address、voltage、ampere、power、phase、energy、sum_energy、state、model、speed、set_temp、now_temp、solenoid_valve

#### Scenario: 数组元素索引
- **WHEN** 需要按 elec_address/air_address/state/model 的数组元素进行查<E8A18C>?- **THEN** 数据库应具备 GIN 索引以优化包含类查询