GitHub - cluster1900/livebroadcast

直播平台完整技术方案

本方案提供完整、可落地的技术实现计划，用于构建类似虎牙的直播平台。

📋 目录

核心功能清单
技术栈选型
系统架构
数据库设计
核心业务流程
实时通信方案
流媒体方案
安全机制
性能优化
部署方案

🎯 核心功能清单

用户端功能

✅ 用户注册/登录（手机/邮箱/第三方）
✅ 个人中心（资料/等级/勋章）
✅ 直播列表（分类/搜索/推荐）
✅ 直播观看（多清晰度切换）
✅ 实时弹幕（发送/接收/展示）
✅ 礼物系统（选择/购买/赠送）
✅ 关注主播（粉丝灯牌/特权）
✅ 虚拟货币（充值/消费/记录）
✅ 用户等级（经验值/特权解锁）
✅ 粉丝等级（忠诚度/加成系统）
✅ 直播回放（录像点播）

主播端功能

✅ 主播认证（身份验证）
✅ 开播管理（标题/分类/封面）
✅ 推流设置（密钥/服务器）
✅ 直播数据（观众/收益/互动）
✅ 粉丝管理（榜单/关系）
✅ 收益提现（对账/提现）

管理后台功能

✅ 实时监控（在线直播/观众数）
✅ 内容审核（违规检测/人工审核）
✅ 强制掐断（违规处理）
✅ 用户管理（封禁/等级调整）
✅ 礼物配置（新增/价格/上下架）
✅ 数据统计（DAU/收入/趋势）
✅ 敏感词管理（黑名单/白名单）
✅ 系统配置（参数/规则）

🛠️ 技术栈选型

后端技术栈

组件	技术选型	版本要求	选择理由
应用框架	Golang + Gin	Go 1.22+	高性能、并发友好
ORM	GORM	v1.25+	类型安全、迁移方便
数据库	PostgreSQL	16+	JSONB/分区/事务支持
缓存	Redis	7.4+	高性能KV/Pub/Sub
消息队列	NSQ	v1.3+	简单易用、无单点
流媒体	SRS	v6.0+	开源、功能完整
实时通信	Centrifugo	v6.6+	WebSocket/历史消息
对象存储	MinIO/OSS	-	录制/头像/封面
搜索引擎	Elasticsearch	8+	全文搜索/日志分析

前端技术栈

组件	技术选型	版本要求	选择理由
框架	React	18.3+	生态完善
构建工具	Vite	5+	快速HMR
UI库	Ant Design	5+	企业级组件
状态管理	Zustand	4+	轻量简洁
视频播放	Video.js	8+	插件丰富
实时连接	centrifuge-js	5+	官方SDK
动画	Framer Motion + Lottie	-	流畅动效

WebRTC方案（可选低延迟）

组件	技术选型	说明
信令服务	SRS内置	RTC推拉流
TURN服务	Coturn	NAT穿透
延迟	<500ms	互动直播
适用场景	连麦/PK	对延迟敏感

🏗️ 系统架构

整体架构图

graph TB
    subgraph "客户端层"
        A1[Web用户端]
        A2[主播OBS推流]
        A3[管理后台]
    end
    
    subgraph "接入层"
        B1[Nginx负载均衡]
        B2[CDN加速]
    end
    
    subgraph "应用层"
        C1[Gin API服务集群]
        C2[WebSocket网关]
        C3[后台Worker]
    end
    
    subgraph "实时层"
        D1[Centrifugo集群]
        D2[SRS流媒体服务器]
    end
    
    subgraph "数据层"
        E1[PostgreSQL主从]
        E2[Redis集群]
        E3[Elasticsearch]
        E4[MinIO对象存储]
    end
    
    subgraph "消息层"
        F1[NSQ集群]
    end
    
    A1 --> B1
    A2 --> D2
    A3 --> B1
    B1 --> C1
    B1 --> C2
    D2 --> B2
    B2 --> A1
    
    C1 --> E1
    C1 --> E2
    C1 --> D1
    C1 --> F1
    C2 --> D1
    C3 --> F1
    
    D2 --> E4
    F1 --> C3
    C3 --> E1
    
    style A1 fill:#e1f5ff
    style A2 fill:#e1f5ff
    style A3 fill:#e1f5ff
    style C1 fill:#c5e1a5
    style D1 fill:#fff9c4
    style D2 fill:#fff9c4
    style E1 fill:#ffccbc

核心组件职责

1. API服务器（Golang Gin）

用户认证与授权（JWT双Token）
业务逻辑处理（CRUD操作）
SRS推流回调接收
Centrifugo消息发布
限流与安全防护

2. WebSocket网关

Centrifugo连接管理
Token验证与刷新
心跳保活
消息分发

3. Worker后台任务

异步积分计算（NSQ消费）
统计数据汇总
定时任务（排行榜刷新）
录制文件处理

4. SRS流媒体服务器

RTMP推流接收
HLS/FLV/WebRTC分发
自动录制（DVR）
多码率转码
推流鉴权回调

5. Centrifugo实时服务

WebSocket长连接
频道订阅/发布
消息历史存储
在线状态管理

💾 数据库设计

ER关系图

┌─────────────┐         ┌──────────────┐         ┌─────────────┐
│   users     │◄────────│  streamers   │────────►│ live_rooms  │
│             │         │              │         │             │
│ - id (PK)   │         │ - user_id(FK)│         │ - id (PK)   │
│ - username  │         │ - stream_key │         │ - streamer  │
│ - level     │         │ - status     │         │ - status    │
│ - exp       │         └──────────────┘         │ - channel   │
│ - coins     │                                  └─────────────┘
└─────────────┘                │                        │
       │                       │                        │
       │                       ▼                        ▼
       │              ┌──────────────┐         ┌──────────────┐
       └─────────────►│fan_relations │         │danmu_records │
                      │              │         │              │
                      │- user_id(FK) │         │- room_id(FK) │
                      │- streamer_id │         │- user_id(FK) │
                      │- fan_level   │         │- content     │
                      │- points      │         └──────────────┘
                      └──────────────┘
                             │
                             ▼
                      ┌──────────────┐         ┌──────────────┐
                      │    gifts     │◄────────│gift_trans... │
                      │              │         │              │
                      │- id (PK)     │         │- sender_id   │
                      │- name        │         │- receiver_id │
                      │- price       │         │- room_id     │
                      │- animation   │         │- points_gain │
                      └──────────────┘         └──────────────┘

核心表设计（13张表）

1. 用户相关（3张表）

users - 用户主表

CREATE TABLE users (
    id UUID PRIMARY KEY DEFAULT gen_random_uuid(),
    username VARCHAR(50) UNIQUE NOT NULL,
    password_hash VARCHAR(255) NOT NULL,
    nickname VARCHAR(100),
    avatar_url TEXT,
    phone VARCHAR(20) UNIQUE,
    email VARCHAR(100) UNIQUE,
    
    -- 等级系统
    level INT DEFAULT 1,
    exp BIGINT DEFAULT 0,
    
    -- 虚拟货币
    coin_balance INT DEFAULT 0,
    
    -- 状态
    status VARCHAR(20) DEFAULT 'active', -- active/banned/frozen
    last_login_at TIMESTAMPTZ,
    created_at TIMESTAMPTZ DEFAULT NOW(),
    updated_at TIMESTAMPTZ DEFAULT NOW(),
    
    INDEX idx_username (username),
    INDEX idx_level (level DESC),
    INDEX idx_status (status)
);

streamers - 主播扩展表

CREATE TABLE streamers (
    user_id UUID PRIMARY KEY REFERENCES users(id),
    stream_key VARCHAR(128) UNIQUE NOT NULL,
    stream_key_expire_at TIMESTAMPTZ,
    rtmp_url TEXT,
    
    -- 主播状态
    status VARCHAR(20) DEFAULT 'offline', -- offline/live/banned
    is_verified BOOLEAN DEFAULT false,
    
    -- 统计
    total_revenue BIGINT DEFAULT 0,
    follower_count INT DEFAULT 0,
    total_live_duration INT DEFAULT 0, -- 秒
    
    created_at TIMESTAMPTZ DEFAULT NOW(),
    
    INDEX idx_status (status),
    INDEX idx_verified (is_verified),
    INDEX idx_follower_count (follower_count DESC)
);

fan_relations - 粉丝关系表

CREATE TABLE fan_relations (
    user_id UUID NOT NULL REFERENCES users(id),
    streamer_id UUID NOT NULL REFERENCES users(id),
    
    -- 粉丝等级
    fan_level INT DEFAULT 1,
    loyalty_points BIGINT DEFAULT 0,
    
    -- 灯牌
    badge_name VARCHAR(20),
    badge_worn BOOLEAN DEFAULT true,
    
    -- 统计
    total_gift_amount BIGINT DEFAULT 0,
    followed_at TIMESTAMPTZ DEFAULT NOW(),
    last_gift_at TIMESTAMPTZ,
    
    PRIMARY KEY (user_id, streamer_id),
    INDEX idx_streamer_points (streamer_id, loyalty_points DESC),
    INDEX idx_user_follow (user_id, followed_at DESC)
);

2. 直播相关（2张表）

live_rooms - 直播间表

CREATE TABLE live_rooms (
    id UUID PRIMARY KEY DEFAULT gen_random_uuid(),
    streamer_id UUID NOT NULL REFERENCES users(id),
    
    -- 基本信息
    title VARCHAR(200) NOT NULL,
    category VARCHAR(50),
    cover_url TEXT,
    
    -- 实时通信
    channel_name VARCHAR(100) UNIQUE NOT NULL, -- live:room_{uuid}
    
    -- 状态
    status VARCHAR(20) DEFAULT 'ended', -- live/ended/banned
    start_at TIMESTAMPTZ,
    end_at TIMESTAMPTZ,
    
    -- 统计
    peak_online INT DEFAULT 0,
    total_views INT DEFAULT 0,
    
    -- 录制
    record_url TEXT,
    
    created_at TIMESTAMPTZ DEFAULT NOW(),
    
    INDEX idx_streamer_status (streamer_id, status),
    INDEX idx_status_start (status, start_at DESC),
    INDEX idx_category (category)
);

danmu_records - 弹幕记录表（按月分区）

CREATE TABLE danmu_records (
    id BIGSERIAL,
    room_id UUID NOT NULL REFERENCES live_rooms(id),
    user_id UUID NOT NULL REFERENCES users(id),
    content TEXT NOT NULL,
    
    -- 审核
    is_filtered BOOLEAN DEFAULT false,
    filter_reason TEXT,
    
    created_at TIMESTAMPTZ DEFAULT NOW(),
    
    PRIMARY KEY (id, created_at)
) PARTITION BY RANGE (created_at);

-- 创建分区（自动化脚本）
CREATE TABLE danmu_records_2026_02 PARTITION OF danmu_records
    FOR VALUES FROM ('2026-02-01') TO ('2026-03-01');

3. 礼物相关（3张表）

gifts - 礼物配置表

CREATE TABLE gifts (
    id SERIAL PRIMARY KEY,
    name VARCHAR(50) NOT NULL,
    coin_price INT NOT NULL CHECK (coin_price > 0),
    icon_url TEXT NOT NULL,
    
    -- 动画
    animation_type VARCHAR(20), -- lottie/css/particle/none
    animation_url TEXT,
    
    -- 限制
    min_level_required INT DEFAULT 1,
    is_active BOOLEAN DEFAULT true,
    
    -- 排序
    sort_order INT DEFAULT 0,
    category VARCHAR(20) DEFAULT 'normal', -- normal/vip/special
    
    created_at TIMESTAMPTZ DEFAULT NOW(),
    
    INDEX idx_active_sort (is_active, sort_order)
);

gift_transactions - 礼物交易记录

CREATE TABLE gift_transactions (
    id BIGSERIAL PRIMARY KEY,
    sender_id UUID NOT NULL REFERENCES users(id),
    receiver_id UUID NOT NULL REFERENCES users(id),
    room_id UUID NOT NULL REFERENCES live_rooms(id),
    gift_id INT NOT NULL REFERENCES gifts(id),
    
    gift_count INT DEFAULT 1,
    coin_amount INT NOT NULL,
    
    -- 积分计算
    loyalty_points_gained BIGINT,
    user_level_at_send INT,
    bonus_multiplier DECIMAL(5,2) DEFAULT 1.0,
    
    created_at TIMESTAMPTZ DEFAULT NOW(),
    
    INDEX idx_room_created (room_id, created_at DESC),
    INDEX idx_sender_created (sender_id, created_at DESC),
    INDEX idx_receiver_revenue (receiver_id, created_at DESC)
);

coin_transactions - 货币交易记录

CREATE TABLE coin_transactions (
    id BIGSERIAL PRIMARY KEY,
    user_id UUID NOT NULL REFERENCES users(id),
    
    amount INT NOT NULL, -- 正数充值，负数消费
    balance_after INT NOT NULL,
    
    type VARCHAR(20) NOT NULL, -- recharge/gift/refund/system
    related_id BIGINT, -- 关联交易ID
    description TEXT,
    
    created_at TIMESTAMPTZ DEFAULT NOW(),
    
    INDEX idx_user_created (user_id, created_at DESC),
    INDEX idx_type (type)
);

4. 配置相关（2张表）

level_config - 等级配置表

CREATE TABLE level_config (
    level INT PRIMARY KEY,
    
    -- 用户等级要求
    exp_required BIGINT NOT NULL,
    
    -- 粉丝等级要求
    loyalty_points_required BIGINT,
    
    -- 加成
    bonus_multiplier DECIMAL(5,2) DEFAULT 1.0,
    
    -- 展示
    level_name VARCHAR(50),
    icon_url TEXT,
    color VARCHAR(7) -- hex颜色
);

-- 预填充数据
INSERT INTO level_config (level, exp_required, loyalty_points_required, bonus_multiplier, level_name, color) VALUES
(1, 0, 0, 1.0, '萌新', '#999999'),
(2, 2000, 8000, 1.05, '新秀', '#3498db'),
(5, 20000, 50000, 1.15, '精英', '#9b59b6'),
(10, 100000, 200000, 1.30, '大师', '#e74c3c'),
(20, 500000, 1000000, 1.60, '传奇', '#f39c12'),
(30, 1500000, 3000000, 2.00, '神话', '#e67e22');

sensitive_words - 敏感词表

CREATE TABLE sensitive_words (
    id SERIAL PRIMARY KEY,
    word VARCHAR(50) NOT NULL,
    type VARCHAR(20) DEFAULT 'blacklist', -- blacklist/whitelist
    severity VARCHAR(10) DEFAULT 'medium', -- low/medium/high
    is_active BOOLEAN DEFAULT true,
    created_at TIMESTAMPTZ DEFAULT NOW(),
    
    INDEX idx_word (word),
    INDEX idx_active (is_active)
);

5. 其他表（3张）

follow_records - 关注记录

CREATE TABLE follow_records (
    user_id UUID NOT NULL REFERENCES users(id),
    streamer_id UUID NOT NULL REFERENCES users(id),
    followed_at TIMESTAMPTZ DEFAULT NOW(),
    
    PRIMARY KEY (user_id, streamer_id),
    INDEX idx_streamer_time (streamer_id, followed_at DESC)
);

admin_logs - 管理日志

CREATE TABLE admin_logs (
    id BIGSERIAL PRIMARY KEY,
    admin_id UUID NOT NULL REFERENCES users(id),
    action VARCHAR(50) NOT NULL, -- ban_user/kill_stream/edit_gift
    target_type VARCHAR(20), -- user/room/gift
    target_id VARCHAR(100),
    reason TEXT,
    created_at TIMESTAMPTZ DEFAULT NOW(),
    
    INDEX idx_admin_created (admin_id, created_at DESC),
    INDEX idx_action (action)
);

system_config - 系统配置

CREATE TABLE system_config (
    key VARCHAR(50) PRIMARY KEY,
    value TEXT NOT NULL,
    description TEXT,
    updated_at TIMESTAMPTZ DEFAULT NOW()
);

-- 预填充
INSERT INTO system_config (key, value, description) VALUES
('danmu_rate_limit', '20', '每分钟弹幕数限制'),
('gift_rate_limit', '30', '每分钟礼物数限制'),
('coin_recharge_min', '10', '最小充值金额'),
('stream_key_expire_days', '30', '推流密钥有效期（天）');

🔄 核心业务流程

1. 用户注册与登录

注册流程

用户填写信息 → 验证码校验 → 密码加密(bcrypt) 
→ 创建用户记录 → 发送JWT Token → 自动登录

登录流程（双Token机制）

输入账号密码 → 验证身份 → 生成AccessToken(15分钟) + RefreshToken(7天)
→ 返回用户信息 → 前端存储Token → 请求携带Authorization头

Token刷新: RefreshToken → 验证有效性 → 生成新AccessToken → 延长会话

2. 直播开播流程

主播端操作

1. 点击开播按钮
2. 填写标题/分类/封面
3. API创建live_room记录（status=live）
4. 生成stream_key（如未过期则复用）
5. 返回推流地址: rtmp://server/live?key={stream_key}
6. 主播用OBS配置推流
7. OBS推流 → SRS收到 → 回调API验证
8. 验证通过 → SRS接受流 → 生成播放地址
9. 观众可观看

关键点

stream_key有效期30天，到期自动刷新
推流回调验证：检查key有效性、主播状态、是否被封禁
同一主播只能开一个直播间（检查已有live状态）

3. 弹幕发送流程

完整链路

用户输入 → 前端验证长度/频率 → API接收
→ JWT验证用户身份 → Redis限流检查(20条/分钟)
→ 敏感词过滤（DFA算法） → 存储到danmu_records
→ Centrifugo发布到频道 → 所有订阅者接收
→ Canvas渲染弹幕

限流规则

普通用户: 20条/分钟
VIP用户: 50条/分钟
主播粉丝团: 30条/分钟

4. 礼物赠送流程（关键事务）

完整步骤

1. 用户选择礼物 + 数量
2. 前端计算总价 → 确认弹窗
3. API接收请求 → 开启数据库事务

   3.1 查询礼物配置（价格/限制）
   3.2 行级锁查询用户余额（SELECT FOR UPDATE）
   3.3 检查余额是否充足
   3.4 扣除金币 → 记录coin_transactions
   3.5 查询用户当前等级 → 获取bonus_multiplier
   3.6 计算忠诚度积分 = 金币 * 加成倍数
   3.7 更新fan_relations（UPSERT + loyalty_points累加）
   3.8 重新计算粉丝等级（查level_config表）
   3.9 更新主播total_revenue
   3.10 创建gift_transactions记录
   
4. 提交事务
5. 发送NSQ消息（异步更新经验值）
6. Centrifugo广播礼物事件 → 触发动画
7. 返回成功 + 新余额

关键保障

数据库事务ACID保证
行级锁防止超扣
异步任务解耦统计逻辑

5. 在线人数统计

方案：Redis HyperLogLog

观众进入直播间:
  - 订阅Centrifugo频道
  - 每10秒发送心跳 → API
  - API执行: PFADD room:online:{room_id} {user_id}
  - 设置过期时间30秒

统计查询:
  - API执行: PFCOUNT room:online:{room_id}
  - 误差率<1%，内存占用仅12KB

广播更新:
  - 定时任务每5秒查询在线数
  - Centrifugo推送 {type: "online_count", count: xxx}

6. 粉丝等级计算

双等级系统

用户等级（平台活跃度）

经验来源: 每日登录(+10)、观看时长(1分钟=1exp)、送礼(金币/10)、分享(+5)
升级公式: level = floor(exp / 2000) + 1
特权: 解锁功能、弹幕样式、专属标识

粉丝等级（对主播忠诚度）

积分来源: 仅送礼（金币 × 用户等级加成）
升级公式: fan_level = floor(loyalty_points / 8000) + 1
特权: 灯牌、弹幕优先、房管权限、粉丝专属礼物

加成机制

用户等级1-9:   无加成 (1.0x)
用户等级10-19: +5%加成 (1.05x)
用户等级20-29: +15%加成 (1.15x)
用户等级30+:   +30%加成 (1.30x)

示例: 
  10级用户送100金币礼物 → 粉丝积分+105
  25级用户送100金币礼物 → 粉丝积分+115

7. 直播掐断机制

触发条件

管理员手动操作
自动审核系统检测违规
用户举报达到阈值

执行流程

1. 管理后台点击"掐断直播"
2. API验证管理员权限
3. 调用SRS API获取客户端列表
   GET http://srs:8085/api/v1/clients?stream={stream_id}
4. 找到推流客户端 → 踢掉
   DELETE http://srs:8085/api/v1/clients/{client_id}
5. 更新数据库 live_rooms.status = 'banned'
6. Centrifugo广播下播消息 → 观众端显示提示
7. 记录admin_logs

📡 实时通信方案（Centrifugo）

频道设计

频道命名	用途	订阅者	消息类型
`live:room_{room_id}`	直播间主频道	所有观众	弹幕/礼物/公告
`live:room_{room_id}:streamer`	主播私有频道	仅主播	后台消息/管理通知
`user:{user_id}`	用户私有频道	该用户	系统通知/私信
`global:notifications`	全局通知	所有在线用户	系统公告/活动

消息格式标准

{
  "type": "danmu|gift|online_count|stream_status|notification",
  "timestamp": 1738368000000,
  "data": {
    // 根据type变化的数据
  }
}

弹幕消息示例

{
  "type": "danmu",
  "timestamp": 1738368000000,
  "data": {
    "id": "msg_123",
    "user": {
      "id": "user_456",
      "nickname": "张三",
      "level": 15,
      "avatar": "https://cdn.com/avatar.jpg",
      "badges": ["粉丝团", "VIP"]
    },
    "content": "主播666",
    "color": "#3498db"
  }
}

礼物消息示例

{
  "type": "gift",
  "timestamp": 1738368000000,
  "data": {
    "sender": {
      "id": "user_789",
      "nickname": "李四",
      "level": 20
    },
    "gift": {
      "id": 5,
      "name": "火箭",
      "icon": "https://cdn.com/rocket.png",
      "animation": "https://cdn.com/rocket.json"
    },
    "count": 1,
    "combo": 3, // 连击
    "total_value": 100
  }
}

连接认证流程

1. 前端请求 GET /api/centrifugo/token
2. 后端生成JWT（包含user_id + 可订阅频道列表）
3. 前端用Token连接Centrifugo WebSocket
4. Centrifugo验证Token有效性
5. 连接成功 → 订阅频道
6. Token过期前刷新（前端监听expiring事件）

消息历史

配置

每个频道保留最近100条消息
存储5分钟（Redis TTL）
新观众进入时拉取历史

使用场景

用户刷新页面不丢失弹幕
新进观众看到最近互动
断线重连后补齐消息

🎬 流媒体方案（SRS）

推流配置

RTMP推流地址格式

rtmp://{server}/live?key={stream_key}

示例: rtmp://live.example.com/live?key=abc123xyz

OBS设置

服务器: rtmp://live.example.com/live
串流密钥: abc123xyz
比特率: 2500-4500 Kbps（720p/1080p）
编码器: x264
音频: AAC 128kbps

播放地址生成

多协议支持

协议	延迟	格式	适用场景
HLS	8-15秒	.m3u8	iOS/Safari浏览器
HTTP-FLV	2-5秒	.flv	PC浏览器（推荐）
WebRTC	<1秒	RTC	连麦/互动直播

地址示例

HLS:  https://live.example.com/live/stream_123.m3u8
FLV:  https://live.example.com/live/stream_123.flv
RTC:  webrtc://live.example.com/live/stream_123

多码率转码

配置三档清晰度

档位	分辨率	码率	帧率	用途
原画	原始	原始	原始	VIP用户
高清	1280x720	1500kbps	30fps	默认
流畅	854x480	800kbps	25fps	网络差

SRS转码引擎

transcode {
    enabled on;
    ffmpeg ./objs/ffmpeg/bin/ffmpeg;
    
    engine hd {
        enabled on;
        vcodec libx264;
        vbitrate 1500;
        vwidth 1280;
        vheight 720;
        output rtmp://127.0.0.1/live/stream_hd;
    }
    
    engine sd {
        enabled on;
        vcodec libx264;
        vbitrate 800;
        vwidth 854;
        vheight 480;
        output rtmp://127.0.0.1/live/stream_sd;
    }
}

直播录制（DVR）

自动录制配置

dvr {
    enabled on;
    dvr_path ./record/[app]/[stream]/[timestamp].mp4;
    dvr_plan session; // 按推流会话录制
    dvr_duration 1800; // 单文件30分钟
    dvr_wait_keyframe on;
}

录制完成回调

SRS完成录制 → POST /api/srs/callback/record_done
→ API收到文件路径 → 上传MinIO/OSS
→ 更新live_rooms.record_url → 提供回放

WebRTC低延迟方案

适用场景

主播连麦PK
观众连麦互动
实时游戏直播

配置要点

rtc_server {
    enabled on;
    listen 8000;
    candidate $CANDIDATE; // 公网IP
}

vhost __defaultVhost__ {
    rtc {
        enabled on;
        rtmp_to_rtc on;
        rtc_to_rtmp on;
    }
}

TURN服务器（NAT穿透）

使用Coturn搭建
配置STUN/TURN服务器地址
保证P2P连接成功率

🔐 安全机制

1. 认证与授权

JWT Token设计

AccessToken (15分钟):
{
  "user_id": "uuid",
  "username": "zhangsan",
  "role": "user|streamer|admin",
  "level": 15,
  "exp": 1738368900
}

RefreshToken (7天):
{
  "user_id": "uuid",
  "type": "refresh",
  "exp": 1738972800
}

权限分级

游客: 仅观看、不能互动
注册用户: 弹幕、礼物、关注
主播: 开播、管理粉丝
管理员: 全部权限、审核、封禁

2. 推流安全

Stream Key管理

生成: 使用crypto/rand随机64字节
存储: 数据库加密存储（AES-256）
有效期: 30天自动刷新
泄露处理: 立即作废，重新生成

推流鉴权回调

OBS推流 → SRS接收 → POST /api/srs/callback/publish
→ 验证stream_key有效性
→ 检查主播状态（是否被封禁）
→ 检查是否多终端推流（踢掉旧连接）
→ 返回code=0允许/code=1拒绝

3. 限流防刷

多层限流

应用层（Gin中间件）

// API全局限流: 100 req/s per IP
RateLimit(100, 1*time.Second)

// 敏感接口加强
POST /danmu/send    → 20/min per user
POST /gifts/send    → 30/min per user
POST /auth/login    → 10/min per IP

Redis限流（Lua脚本原子操作）

local key = KEYS[1]
local limit = tonumber(ARGV[1])
local window = tonumber(ARGV[2])
local current = redis.call('INCR', key)

if current == 1 then
    redis.call('EXPIRE', key, window)
end

if current > limit then
    return 0  -- 拒绝
end
return 1  -- 通过

4. 敏感词过滤

实现方案：DFA算法

特点

时间复杂度: O(n)，n为文本长度
空间复杂度: O(m)，m为敏感词总字符数
性能: 百万级敏感词秒级检测

处理策略

低级: 替换为***
中级: 直接拒绝发送
高级: 拒绝+记录+警告/封禁

敏感词库管理

数据库存储（支持热更新）
分类: 政治/色情/辱骂/广告
白名单: 误伤词汇恢复

5. 防刷礼物

风控规则

短时间大额消费 → 人工审核
同一用户反复送同一礼物 → 验证码
IP异常（代理/多账号） → 限制
设备指纹识别 → 防多开

6. 数据安全

传输安全

HTTPS强制（Let's Encrypt证书）
WebSocket升级为WSS
SRS支持RTMPS（可选）

存储安全

密码: bcrypt加密（cost=12）
敏感字段: AES-256加密
数据库: PostgreSQL行级安全策略
备份: 每日全量+实时归档

合规要求

用户数据导出功能
注销账户清理数据
未成年人保护（身份验证）
审计日志保留180天

⚡ 性能优化

1. 数据库优化

索引策略

高频查询字段建立索引
复合索引覆盖查询
避免过多索引影响写入

关键索引

-- 直播列表查询
CREATE INDEX idx_live_status_start ON live_rooms(status, start_at DESC);

-- 礼物排行榜
CREATE INDEX idx_gift_receiver_amount ON gift_transactions(receiver_id, created_at DESC);

-- 粉丝榜
CREATE INDEX idx_fan_streamer_points ON fan_relations(streamer_id, loyalty_points DESC);

分区表

danmu_records按月分区
gift_transactions按季度分区
自动清理超过1年的历史数据

连接池

PostgreSQL: max_connections=200
使用PgBouncer中间层: pool_mode=transaction
API服务: 每实例20个连接

查询优化

EXPLAIN ANALYZE分析慢查询
物化视图缓存统计数据（礼物日榜）
定时任务刷新（每小时）

2. Redis优化

数据结构选择

String: 简单KV缓存
Hash: 用户信息/直播间信息
List: 最近弹幕（LPUSH + LTRIM）
ZSet: 排行榜（ZADD + ZREVRANGE）
HyperLogLog: 在线人数统计

过期策略

用户Session: 7天
直播间缓存: 5分钟
在线人数: 30秒
弹幕历史: 5分钟

内存优化

设置maxmemory限制
使用LRU淘汰策略
避免大Key（单个>1MB拆分）

3. 前端优化

首屏加载

路由懒加载（Code Splitting）
图片懒加载（Intersection Observer）
CDN加速静态资源
Gzip/Brotli压缩

直播间性能

Canvas弹幕渲染（离屏Canvas）
虚拟滚动（react-window）
节流防抖（弹幕发送）
Web Worker处理大量数据

资源优化

WebP格式图片
雪碧图合并小图标
字体子集化（中文字体）
Service Worker离线缓存

4. CDN加速

静态资源CDN

头像/封面/礼物图标
JS/CSS/字体文件
录制回放视频

直播流CDN

生产环境必备
选择: 阿里云/腾讯云/七牛
SRS forward到CDN推流点
API返回CDN播放地址

回源优化

设置合理Cache-Control
使用ETag协商缓存
预热热门直播间

5. 架构扩展

水平扩展

API服务: 无状态，Nginx负载均衡
SRS: 多节点Origin + Edge集群
Centrifugo: Redis作为消息总线
PostgreSQL: 读写分离 + 分片

垂直扩展

数据库: 增加内存/SSD
Redis: 增加内存
SRS: 增加CPU/网络带宽

异步化

积分计算异步（NSQ）
日志写入异步（ElasticSearch）
统计任务定时批处理

🚀 部署方案

1. 本地开发环境

Docker Compose一键启动

# 项目结构
live-platform/
├── docker-compose.yml
├── api/              # Golang后端
├── web/              # React前端
├── admin/            # 管理后台
├── srs.conf          # SRS配置
├── centrifugo.json   # Centrifugo配置
└── init.sql          # 数据库初始化

# 启动
docker-compose up -d

# 访问
Web:   http://localhost:3000
Admin: http://localhost:3001
API:   http://localhost:8888
SRS:   rtmp://localhost/live

核心服务清单

PostgreSQL: 5432
Redis: 6379
NSQ: 4150/4151
SRS: 1935(RTMP), 8080(HTTP)
Centrifugo: 8000
API: 8888
Web: 3000
Admin: 3001

2. 生产环境（Kubernetes）

集群规划

节点类型          数量    规格
----------------  ----    ------------------
Master Node       3       4C8G
API Node          5       8C16G
SRS Node          3       16C32G (高带宽)
DB Node           2       16C64G (SSD)
Redis Node        3       8C16G

核心组件部署

API服务（Deployment）

Replicas: 5
HPA: CPU>70%自动扩容（max 20）
Resource Limits: 2C4G per pod
Health Check: /health端点

SRS集群（StatefulSet）

Replicas: 3
持久化存储: 录制文件
Service: LoadBalancer类型
网络: 高带宽保障

PostgreSQL（主从复制）

Master: 1个（写）
Slave: 2个（读）
使用Patroni实现HA
PVC: SSD存储

Redis Cluster

3 Master + 3 Slave
哨兵模式（Sentinel）
持久化: AOF + RDB

3. CI/CD流程

代码提交 → 自动化部署

1. Git Push到main分支
2. GitLab CI触发Pipeline
3. 运行单元测试 + 代码扫描
4. 构建Docker镜像 → 推送Harbor
5. 更新K8s Deployment（滚动更新）
6. 健康检查通过 → 完成部署
7. 通知Slack/钉钉

回滚机制

保留最近5个镜像版本
一键回滚命令
数据库迁移版本控制（Flyway/GORM AutoMigrate）

4. 监控告警

监控栈: Prometheus + Grafana

监控指标

系统: CPU/内存/磁盘/网络
应用: QPS/延迟/错误率
业务: 在线人数/开播数/收入

关键Dashboard

实时直播监控（各直播间在线/码率）
API性能监控（P99延迟/错误率）
数据库监控（慢查询/连接数）
SRS监控（推流数/观看数/带宽）

告警规则

- name: high_error_rate
  expr: sum(rate(http_requests_total{status=~"5.."}[5m])) > 10
  severity: critical
  
- name: database_slow_query
  expr: pg_slow_queries_total > 100
  severity: warning
  
- name: srs_stream_down
  expr: srs_publish_streams == 0 and live_rooms_status{status="live"} > 0
  severity: critical

日志方案: ELK Stack

Filebeat收集日志
Logstash处理
Elasticsearch存储
Kibana可视化

5. 备份恢复

数据库备份

每日凌晨3点全量备份
每小时增量备份（WAL归档）
保留30天备份
异地容灾（OSS多区域）

恢复演练

每月执行一次恢复测试
RTO: 1小时
RPO: 1小时

技术难点

难点	解决方案	优先级
高并发弹幕	Centrifugo + Redis + Canvas优化	高
礼物事务一致性	PostgreSQL事务 + 行锁	高
低延迟直播	WebRTC(SRS) + CDN加速	中
敏感词过滤性能	DFA算法 + 缓存	中
在线人数准确性	HyperLogLog + 心跳机制	中
大规模用户扩展	分库分表 + 读写分离	低

🎯 总结

方案优势

技术选型成熟: 全部使用生产验证的开源组件
架构可扩展: 支持水平/垂直扩展
性能优化充分: 多层缓存 + 异步处理
安全机制完善: 认证/限流/审核全覆盖
开发效率高: 组件现成，专注业务逻辑
成本可控: 按需扩展，避免过度设计

附录

常见问题FAQ

Q: 如何实现秒级延迟？
A: 使用WebRTC代替RTMP，配置SRS的rtc模块，延迟可降至<1秒。

Q: 如何防止恶意刷礼物？
A: 多层防护：限流 + 行为分析 + 风控规则 + 人工审核。

Q: 数据库如何扩展？
A: 垂直扩展（升级配置）→ 读写分离 → 分库分表（按streamer_id）。

Q: CDN成本如何优化？
A: 低观看量自建，高观看量用CDN；压缩码率；预热热门直播。

Q: 如何保证在线人数准确？
A: HyperLogLog统计 + 心跳机制 + 定期清理过期用户。

Name		Name	Last commit message	Last commit date
Latest commit History 6 Commits
.vite/deps		.vite/deps
admin/src		admin/src
api		api
centrifugo		centrifugo
node_modules		node_modules
scripts		scripts
srs		srs
web		web
.DS_Store		.DS_Store
FIXES_AND_TESTS.md		FIXES_AND_TESTS.md
PROJECT_STATUS.md		PROJECT_STATUS.md
README.md		README.md
docker-compose.yml		docker-compose.yml
init-test-data.sh		init-test-data.sh
package-lock.json		package-lock.json
package.json		package.json
quick-test.sh		quick-test.sh
screen-stream.sh		screen-stream.sh
start-all-relays.sh		start-all-relays.sh
start-all.sh		start-all.sh
start-streams.sh		start-streams.sh
test-platform.sh		test-platform.sh

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Latest commit

History

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直播平台完整技术方案

📋 目录

🎯 核心功能清单

用户端功能

主播端功能

管理后台功能

🛠️ 技术栈选型

后端技术栈

前端技术栈

WebRTC方案（可选低延迟）

🏗️ 系统架构

整体架构图

核心组件职责

💾 数据库设计

ER关系图

核心表设计（13张表）

1. 用户相关（3张表）

2. 直播相关（2张表）

3. 礼物相关（3张表）

4. 配置相关（2张表）

5. 其他表（3张）

🔄 核心业务流程

1. 用户注册与登录

2. 直播开播流程

3. 弹幕发送流程

4. 礼物赠送流程（关键事务）

5. 在线人数统计

6. 粉丝等级计算

7. 直播掐断机制

📡 实时通信方案（Centrifugo）

频道设计

消息格式标准

连接认证流程

消息历史

🎬 流媒体方案（SRS）

推流配置

播放地址生成

多码率转码

直播录制（DVR）

WebRTC低延迟方案

🔐 安全机制

1. 认证与授权

2. 推流安全

3. 限流防刷

4. 敏感词过滤

5. 防刷礼物

6. 数据安全

⚡ 性能优化

1. 数据库优化

2. Redis优化

3. 前端优化

4. CDN加速

5. 架构扩展

🚀 部署方案

1. 本地开发环境

2. 生产环境（Kubernetes）

3. CI/CD流程

4. 监控告警

5. 备份恢复

技术难点

🎯 总结

方案优势

附录

推荐学习资源

常见问题FAQ

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