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# Architektur-Übersicht – Mitai Jinkendo
## System-Überblick
**Mitai Jinkendo** ist eine selbst-gehostete Progressive Web App (PWA) für Körper-Tracking mit KI-gestützter Auswertung. Die Architektur folgt einem klassischen **3-Tier-Modell** mit klarer Trennung von Präsentation, Business-Logik und Datenhaltung.
```
Internet
↓
Fritz!Box (privat.stommer.com)
↓
Synology NAS
↓
Raspberry Pi 5 (192.168.2.49)
↓
┌────────────────────────────────────┐
│ Docker Compose Environment │
├────────────────────────────────────┤
│ Frontend (React + Vite) │ Port 3002 (Prod) / 3099 (Dev)
│ Backend (FastAPI + Python) │ Port 8002 (Prod) / 8099 (Dev)
│ Database (PostgreSQL 16 Alpine) │ Port 5432 (internal)
└────────────────────────────────────┘
```
---
## Tech-Stack
| Komponente | Technologie | Version | Zweck |
|-----------|-------------|---------|-------|
| **Frontend** | React | 18 | UI Framework |
| | Vite | Latest | Build Tool + Dev Server |
| | React Router | 6 | Client-side Routing |
| | Lucide React | Latest | Icon Library |
| **Backend** | FastAPI | Latest | REST API Framework |
| | Python | 3.12 | Programmiersprache |
| | psycopg2-binary | Latest | PostgreSQL Driver |
| | bcrypt | Latest | Passwort-Hashing |
| | slowapi | Latest | Rate Limiting |
| **Database** | PostgreSQL | 16 Alpine | Primäre Datenbank |
| **Container** | Docker | Latest | Container Runtime |
| | Docker Compose | v2 | Multi-Container Orchestration |
| **KI** | OpenRouter API | - | Claude Sonnet 4 |
| | Anthropic API | - | Direkt-Integration (optional) |
| **Email** | SMTP | - | E-Mail-Versand (Verifikation, Reset) |
| **Infrastruktur** | Raspberry Pi 5 | - | Host-System |
| | Gitea | 3000 | Git Server + CI/CD |
| | Synology NAS | - | Reverse Proxy |
---
## Deployment-Architektur
### Umgebungen
| Umgebung | Domain | Branch | Ports | Deployment |
|----------|--------|--------|-------|-----------|
| **Production** | mitai.jinkendo.de | `main` | 3002/8002 | Auto-Deploy via Gitea |
| **Development** | dev.mitai.jinkendo.de | `develop` | 3099/8099 | Auto-Deploy via Gitea |
### Git-Workflow
```
develop → Push → Gitea Webhook → Runner → docker-compose.dev-env.yml → dev.mitai.jinkendo.de
main → Push → Gitea Webhook → Runner → docker-compose.yml → mitai.jinkendo.de
```
**Runner-Details:**
- Läuft auf Raspberry Pi 5 (`/home/lars/gitea-runner/`)
- Watchtower für automatische Updates
- Docker Compose Build + Restart bei neuen Commits
### Verzeichnisstruktur auf dem Server
```
/home/lars/docker/
├── bodytrack/ # Production
│ ├── docker-compose.yml
│ └── .env
└── bodytrack-dev/ # Development
├── docker-compose.dev-env.yml
└── .env
```
**Externe Volumes:**
- `bodytrack_bodytrack-data` → `/app/data` (Backend JSON-Daten, Legacy)
- `bodytrack_bodytrack-photos` → `/app/photos` (Progress-Fotos)
- `mitai_postgres_data` → PostgreSQL Datenbank
---
## Komponenten-Übersicht
### Backend-Module (26 Router)
| Router | Endpunkte | Beschreibung |
|--------|-----------|--------------|
| **auth** | `/api/auth/*` | Login, Register, Verify, Password Reset |
| **profiles** | `/api/profiles/*`, `/api/profile` | Nutzerverwaltung |
| **weight** | `/api/weight/*` | Gewichts-Tracking |
| **circumference** | `/api/circumferences/*` | Umfangsmessungen (8 Punkte) |
| **caliper** | `/api/caliper/*` | Hautfaltenmessungen (4 Methoden) |
| **activity** | `/api/activity/*` | Training & Aktivitäten |
| **nutrition** | `/api/nutrition/*` | Ernährungsdaten (Kalorien + Makros) |
| **photos** | `/api/photos/*` | Progress-Fotos |
| **insights** | `/api/insights/*`, `/api/ai/*` | KI-Auswertungen |
| **prompts** | `/api/prompts/*` | Konfigurierbare KI-Prompts |
| **admin** | `/api/admin/*` | Admin-Panel (Profile, Permissions) |
| **stats** | `/api/stats` | Statistiken für Dashboard |
| **exportdata** | `/api/export/*` | CSV/JSON/ZIP Export |
| **importdata** | `/api/import/*` | CSV Import |
| **subscription** | `/api/subscription/*` | Abo-Status (v9c) |
| **coupons** | `/api/coupons/*` | Coupon-System (v9c) |
| **features** | `/api/features/*` | Feature-Verwaltung (v9c) |
| **tiers_mgmt** | `/api/tiers/*` | Tier-Verwaltung (v9c) |
| **tier_limits** | `/api/tier-limits/*` | Tier-Limits Matrix (v9c) |
| **user_restrictions** | `/api/user-restrictions/*` | User-spezifische Limits (v9c) |
| **access_grants** | `/api/access-grants/*` | Zeitlich begrenzte Zugriffe (v9c) |
| **training_types** | `/api/training-types/*` | Trainingstypen (v9d) |
| **admin_training_types** | `/api/admin/training-types/*` | Trainingstypen-Admin (v9d) |
| **admin_activity_mappings** | `/api/admin/activity-mappings/*` | Activity Mapping Admin (v9d) |
| **sleep** | `/api/sleep/*` | Schlaf-Modul (v9d Phase 2b) |
| **rest_days** | `/api/rest-days/*` | Ruhetage (v9d Phase 2a) |
| **vitals_baseline** | `/api/vitals/baseline/*` | Morgenmessungen (RHR, HRV, VO2 Max) |
| **blood_pressure** | `/api/blood-pressure/*` | Blutdruck (mehrfach täglich) |
| **evaluation** | `/api/evaluation/*` | Training Type Profiling (v9d Phase 2 #15) |
**Registrierung in `main.py`:**
```python
app.include_router(auth.router)
app.include_router(profiles.router)
# ... alle 26 Router
```
### Frontend-Struktur
```
frontend/src/
├── App.jsx # Root-Komponente + Routing
├── app.css # Globales Design-System
├── context/
│ ├── AuthContext.jsx # Session-Management
│ └── ProfileContext.jsx # Aktives Profil
├── pages/ # 30+ Seiten
│ ├── LoginScreen.jsx # Login + Auto-Migration SHA256→bcrypt
│ ├── Register.jsx # Selbst-Registrierung (v9c)
│ ├── Verify.jsx # E-Mail-Verifizierung
│ ├── Dashboard.jsx # Übersicht mit Stats + Charts
│ ├── CaptureHub.jsx # Quick-Entry-Auswahl
│ ├── WeightScreen.jsx # Gewichts-Erfassung
│ ├── CircumScreen.jsx # Umfänge
│ ├── CaliperScreen.jsx # Caliper
│ ├── ActivityPage.jsx # Training (mit Trainingstypen v9d)
│ ├── NutritionPage.jsx # Ernährung (3-Tab: Entry/Import/Charts)
│ ├── SleepPage.jsx # Schlaf (v9d Phase 2b)
│ ├── RestDaysPage.jsx # Ruhetage (v9d Phase 2a)
│ ├── VitalsPage.jsx # Vitalwerte (3-Tab: Baseline/BP/Import)
│ ├── History.jsx # Verlauf-Charts
│ ├── Analysis.jsx # KI-Analyse + Pipeline
│ ├── SettingsPage.jsx # Einstellungen
│ ├── SubscriptionPage.jsx # Membership-UI (v9c)
│ └── Admin*.jsx # 9 Admin-Seiten
└── utils/
├── api.js # ALLE API-Calls (285 Zeilen)
├── calc.js # Body-Fat-Berechnungen
├── interpret.js # Daten-Interpretation
├── Markdown.jsx # Markdown-Renderer
└── guideData.js # Guide-Inhalte
```
---
## Datenfluss
### 1. User Request → Auth → API → Database
```
User Action (Frontend)
↓
api.js (Token injiziert via hdrs())
↓
FastAPI Endpoint
↓
require_auth() Dependency (auth.py)
↓ (validiert X-Auth-Token → session)
↓
get_session() → SELECT FROM sessions JOIN profiles
↓ (returns session dict mit profile_id, role, ai_enabled, ...)
↓
Router-Funktion
↓
db.py → get_db() Context Manager
↓
psycopg2 → PostgreSQL Query (RealDictCursor)
↓
Response (JSON)
```
### 2. Feature Access Control (v9c)
```
Endpoint (z.B. POST /api/insights/run)
↓
check_feature_access(profile_id, 'ai_calls')
↓
Prüf-Hierarchie:
1. user_feature_restrictions (user-spezifisch)
2. tier_limits (Tier-basiert)
3. features.default_limit (Fallback)
↓
get_effective_tier(profile_id)
→ access_grants (Coupon/Trial) ODER profiles.tier
↓
user_feature_usage (aktueller Zähler)
↓
Ergebnis: {allowed: bool, limit: int, used: int, remaining: int, reason: str}
↓
Falls allowed == false → HTTP 403
Falls allowed == true → increment_feature_usage() + execute
```
### 3. KI-Pipeline (3-stufig)
```
User: "Analyse starten"
↓
POST /api/insights/pipeline
↓
check_feature_access('ai_pipeline')
↓
Stufe 1: Gewicht-Trend → claude-sonnet-4 (OpenRouter)
Stufe 2: Ernährung → claude-sonnet-4
Stufe 3: Gesamtanalyse → claude-sonnet-4 (mit Ergebnissen aus 1+2)
↓
Jeder Call: increment_feature_usage('ai_calls')
↓
INSERT INTO ai_insights (scope='pipeline', content=...)
↓
Return: {content: "...", usage: {...}}
```
---
## Sicherheitsarchitektur
### 1. Passwort-Sicherheit
**Hash-Verfahren:**
- **Aktuell:** bcrypt (Salting + Work Factor)
- **Legacy:** SHA256 (wird beim Login automatisch zu bcrypt migriert)
**Passwort-Hashing (`auth.py`):**
```python
def hash_pin(pin: str) -> str:
return bcrypt.hashpw(pin.encode(), bcrypt.gensalt()).decode()
def verify_pin(pin: str, stored_hash: str) -> bool:
if stored_hash.startswith('$2'): # bcrypt
return bcrypt.checkpw(pin.encode(), stored_hash.encode())
# Legacy SHA256 → auto-upgrade beim nächsten Login
return stored_hash == hashlib.sha256(pin.encode()).hexdigest()
```
### 2. Session-Management
**Token-Format:**
- `secrets.token_urlsafe(32)` → 43 Zeichen Base64-URL-safe
- Gespeichert in `sessions` Tabelle mit `expires_at`
- Standard-Lebensdauer: 30 Tage (konfigurierbar pro Profil)
**Auth-Flow:**
```python
# Backend
@router.post("/api/auth/login")
def login(email, password):
profile = SELECT ... WHERE email=...
verify_pin(password, profile.pin_hash) # ✓
token = make_token()
INSERT INTO sessions (token, profile_id, expires_at)
return {"token": token, "profile": {...}}
# Frontend (AuthContext.jsx)
localStorage.setItem('mitai-jinkendo_token', token)
```
**Auth-Middleware (`auth.py`):**
```python
def require_auth(x_auth_token: Optional[str] = Header(default=None)):
session = get_session(x_auth_token)
if not session:
raise HTTPException(401, "Nicht eingeloggt")
return session # dict mit profile_id, role, ai_enabled, ...
```
### 3. CORS-Konfiguration
**Produktion (`docker-compose.yml`):**
```yaml
ALLOWED_ORIGINS: https://mitai.jinkendo.de
```
**Development:**
```yaml
ALLOWED_ORIGINS: https://dev.mitai.jinkendo.de,http://localhost:3099
```
**FastAPI Setup (`main.py`):**
```python
app.add_middleware(
CORSMiddleware,
allow_origins=os.getenv("ALLOWED_ORIGINS", "*").split(","),
allow_credentials=True,
allow_methods=["GET","POST","PUT","DELETE","OPTIONS"],
allow_headers=["*"],
)
```
### 4. Rate Limiting
**Library:** slowapi (Redis-freie In-Memory Rate Limiting)
**Anwendung:**
```python
from slowapi import Limiter
from slowapi.util import get_remote_address
limiter = Limiter(key_func=get_remote_address)
app.state.limiter = limiter
@router.post("/auth/login")
@limiter.limit("5/minute") # Max 5 Login-Versuche pro Minute
def login(request: Request, ...):
...
```
**Geschützte Endpoints:**
- `/api/auth/login` → 5/minute
- `/api/auth/register` → 3/minute
- KI-Endpoints → via Feature-Limits (nicht Rate Limiting)
### 5. SQL Injection Protection
**Parameter-Binding:**
```python
# ✅ Sicher (psycopg2 escaped automatisch):
cur.execute("SELECT * FROM profiles WHERE id = %s", (profile_id,))
# ❌ NIEMALS:
cur.execute(f"SELECT * FROM profiles WHERE id = '{profile_id}'")
```
**RealDictCursor:**
- Automatisches Escaping
- Keine String-Konkatenation
---
## Versions-Historie
### v9c (Komplett) – Production seit 21.03.2026 ✅
**Features:**
- Membership-System (5 Tiers: free/basic/premium/selfhosted)
- Coupon-System + Trial (14 Tage)
- Feature-Enforcement (4 Phasen):
- Phase 1: Cleanup ✅
- Phase 2: Monitoring ✅
- Phase 3: Frontend Display ✅
- Phase 4: Enforcement (HTTP 403) ✅
- Selbst-Registrierung + E-Mail-Verifizierung
- Export: CSV/JSON/ZIP
- Ernährungs-Modul erweitert (3-Tab Layout)
### v9d – Phase 1b ✅
**Trainingstypen-System:**
- 29 Trainingstypen in 7 Kategorien
- Lernendes Mapping-System (DB-basiert)
- Apple Health Import (Deutsch + English)
- Bulk-Kategorisierung (selbstlernend)
### v9d – Phase 2 ✅ (Deployed 23.03.2026)
**Vitalwerte & Erholung:**
- **Schlaf-Modul (v9d Phase 2b):**
- Tabelle `sleep_log` mit JSONB sleep_segments
- Schlafphasen (Deep, REM, Light, Awake)
- Apple Health CSV Import
- **Ruhetage (v9d Phase 2a):**
- Multi-dimensionale Ruhetage (Kraft/Cardio/Entspannung)
- Quick Mode Presets + Custom Entry
- **Vitalwerte erweitert (v9d Phase 2d):**
- **3-Tab Architektur:** Baseline (morgens) / Blutdruck (mehrfach täglich) / Import
- **Baseline Vitals:** Ruhepuls, HRV, VO2 Max, SpO2, Atemfrequenz
- **Blutdruck:** Systolisch/Diastolisch + Puls, WHO/ISH-Klassifizierung
- **Context-Tagging:** 8 Kontexte (nüchtern, nach Essen, Training, Stress, etc.)
- **Inline-Editing:** Alle Messungen direkt in der Liste bearbeitbar
- CSV Import: Omron (Deutsch) + Apple Health (Deutsch/Englisch)
### v9b (PostgreSQL-Migration)
- Migration SQLite → PostgreSQL 16
- Connection Pooling (psycopg2)
- UUID statt Integer Primary Keys
- Trigger für auto-update timestamps
### v9a (Basis)
- Login + Auth-Middleware
- Gewicht, Umfänge, Caliper, Ernährung, Aktivität
- KI-Analyse (6 Prompts + 3-stufige Pipeline)
- PWA + Dashboard
- Admin-Panel
---
## Design-Entscheidungen
### Warum PostgreSQL statt SQLite?
**Vorteile:**
- Concurrent Writes (SQLite locked bei Writes)
- Native UUID Support
- JSONB für flexible Datenstrukturen (z.B. sleep_segments)
- Trigger + Stored Procedures
- Production-ready für Self-Hosting
**Migration:**
- Automatisches Migrations-System (`db_init.py`)
- Rollback-fähig via SQL-Dateien
- Tracking in `schema_migrations` Tabelle
### Warum FastAPI statt Flask/Django?
**Vorteile:**
- Async Support (für zukünftige WebSocket-Features)
- Automatic OpenAPI Docs
- Type Hints → automatische Validierung
- Dependency Injection (z.B. `require_auth`)
- Performance (ASGI statt WSGI)
### Warum React statt Vue/Svelte?
**Entscheidung:**
- Bekanntes Ecosystem
- Context API ausreichend (kein Redux nötig)
- Gute PWA-Integration
- React Router maturity
### Warum kein TypeScript?
**Entscheidung (bewusst):**
- Schnellere Prototyping-Geschwindigkeit
- Weniger Build-Komplexität
- Dokumentation via JSDoc-Kommentare
- Type Safety durch Backend (Pydantic)
### Warum Connection Pooling?
**Problem ohne Pooling:**
- Jeder API-Call → neue DB-Verbindung → Overhead
- PostgreSQL max_connections erreicht bei vielen gleichzeitigen Requests
**Lösung:**
```python
_pool = psycopg2.pool.SimpleConnectionPool(minconn=1, maxconn=10)
@contextmanager
def get_db():
conn = _pool.getconn()
try:
yield conn
conn.commit()
except:
conn.rollback()
raise
finally:
_pool.putconn(conn)
```
**Vorteil:**
- Max 10 gleichzeitige Verbindungen
- Automatisches Recycling
- Auto-Commit/Rollback
---
## Bekannte Limitationen & Workarounds
### 1. Docker Build auf Raspberry Pi
**Problem:** `apt-get install postgresql-client` hängt 30+ Minuten
**Lösung:** Reine Python-Lösung mit `psycopg2-binary` (keine System-Dependencies)
### 2. Apple Health CSV-Import
**Problem:** Dezimalwerte werden als String exportiert (`"65.0"` statt `65`)
**Lösung:**
```python
def safe_float(val):
try:
return float(val) if val else None
except:
return None
```
### 3. Bun Crash nach langen Claude Code Sessions
**Problem:** Bun (JS Runtime für Claude Code CLI) crashed bei >30 Min Sessions
**Workaround:** Bei komplexen Tasks früher committen + neue Session starten
### 4. dayjs.week() ohne Plugin
**Problem:** `dayjs().week()` existiert nicht ohne `isoWeek`-Plugin
**Lösung:** Native ISO-Wochenberechnung:
```javascript
const isoWeek = (d => Math.ceil(((new Date(d.setDate(d.getDate()+4-(d.getDay()||7)))-
new Date(d.getFullYear(),0,1))/86400000+1)/7))(new Date(date))
```
---
## Performance-Optimierungen
### 1. Frontend
- **Code Splitting:** React.lazy() für Admin-Seiten (nicht initial geladen)
- **Image Loading:** `loading="lazy"` für Photos
- **CSS:** Inline Critical CSS, kein CSS-in-JS Overhead
- **PWA Cache:** Service Worker cached statische Assets
### 2. Backend
- **Connection Pooling:** Max 10 Connections statt unlimited
- **Query Optimization:** Indizes auf häufig abgefragte Spalten
- **Lazy Loading:** KI-Analysen nur auf Abruf, nicht im Dashboard
### 3. Database
**Indizes:**
```sql
CREATE INDEX idx_weight_log_profile_date ON weight_log(profile_id, date DESC);
CREATE INDEX idx_sessions_expires_at ON sessions(expires_at);
CREATE INDEX idx_ai_insights_profile_scope ON ai_insights(profile_id, scope, created DESC);
```
**Unique Constraints:**
```sql
CREATE UNIQUE INDEX idx_weight_log_profile_date_unique ON weight_log(profile_id, date);
```
---
## Monitoring & Logging
### 1. Feature Usage Logging (v9c Phase 2)
**Format:** JSON Lines (JSONL)
**Speicherort:** `/app/logs/feature-usage.log`
**Beispiel:**
```json
{"timestamp":"2026-03-23T10:15:30Z","profile_id":"uuid-here","feature":"ai_calls","allowed":true,"limit":10,"used":3,"remaining":7}
{"timestamp":"2026-03-23T10:16:00Z","profile_id":"uuid-here","feature":"data_export","allowed":false,"limit":0,"used":0,"remaining":0,"reason":"limit_exceeded"}
```
**Auswertung:**
```bash
cat feature-usage.log | jq -s 'group_by(.feature) | map({feature: .[0].feature, total: length})'
```
### 2. Health Checks
**Database:**
```yaml
healthcheck:
test: ["CMD-SHELL", "pg_isready -U mitai_prod"]
interval: 10s
```
**API:**
```python
@app.get("/")
def root():
return {"status": "ok", "service": "mitai-jinkendo", "version": "v9c-dev"}
```
### 3. Error Handling
**Einheitliches Format:**
```python
raise HTTPException(status_code=404, detail="Eintrag nicht gefunden")
# → {"detail": "Eintrag nicht gefunden"}
```
**Frontend (`api.js`):**
```javascript
if (!res.ok) {
const err = await res.text()
try {
const parsed = JSON.parse(err)
throw new Error(parsed.detail || err)
} catch {
throw new Error(err)
}
}
```
---
## Zusammenfassung
**Architektur-Highlights:**
- ✅ Modulare Router-Struktur (26 Module, single responsibility)
- ✅ Connection Pooling (max 10 concurrent DB connections)
- ✅ Token-basiertes Auth + bcrypt
- ✅ Feature Access Control mit Tier-System
- ✅ Docker Compose für einfaches Deployment
- ✅ Auto-Deploy via Gitea Webhooks
- ✅ PostgreSQL mit Migrations-System
- ✅ PWA mit Service Worker
- ✅ API-First Prinzip (Backend = Single Source of Truth)
**Nächste Schritte (v9e+):**
- Ziele-Modul (Goal Tracking)
- HF-Zonen + Erholungsstatus
- Stripe-Integration
- Connectoren (Garmin, Withings, etc.)
- Meditation + Selbstwahrnehmung