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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 提供数据库表结构的定义和管理机制。

#### Scenario: 表结构初始化（高吞吐分区表）
- **WHEN** 系统首次启动或部署数据库时
- **THEN** 应该存在按 `ts_ms` 日分区的心跳明细表
- **AND** 必填字段应具备 NOT NULL 约束
- **AND** 状态类字段应具备 CHECK 约束（限制取值范围）
- **AND** 主键应采用 GUID（32 位无连字符 HEX 字符串）并具备格式 CHECK
- **AND** 必需索引应存在（hotel_id/power_state/guest_type/device_id B-tree；service_mask BRIN；service_mask 首位查询表达式索引 idx_service_mask_first_bit）

#### Scenario: 自动分区
- **WHEN** 写入某天数据而该日分区不存在
- **THEN** 系统应能够自动创建对应日分区或确保分区被预创建
- **AND** 不应影响持续写入（高吞吐场景）

### 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

## ADDED Requirements
### Requirement: 分区表新增数组列与数组元素索<E7B4A0><E7B4A2>?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><E5BC95>?
#### Scenario: 新增数组<E695B0><E7BB84>?- **WHEN** 部署或升级数据库结构<E7BB93><E69E84>?- **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><E69FA5>?- **THEN** 数据库应具备 GIN 索引以优化包含类查询