micro_servers
一套 DIY 的轻量级微服务架构（UniServe Framework），由 C++、Python、Go 与仓颉(Cangjie) 混合实现。
core 作为进程托管服务负责拉起并守护各业务子进程，waf 作为前置 WAF 网关终止 TLS 并做规则匹配，gateway 作为应用层网关统一鉴权与反向代理，db 提供通用数据库访问与集中式日志收集，confs 提供统一配置分发，ai_review 提供 AI 内容审核，static 与 dnfs 作为业务服务对外提供能力。此外包含独立的机器人硬件控制模块 bot4cj 和嵌入式脚本引擎 libtry。
架构总览
┌──────────────────────────────────────────────┐
│ core (PMC / Nidus) │
│ 进程托管服务 · 监听 :5200 (HTTP 管理接口) │
│ 读取 init.txt 拉起并守护下列子进程 │
└───────────────┬──────────────────────────────┘
│ 启动 / 守护
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│ waf │ │ gateway │ │ static │ │ dnfs │ │ db │ │ ai_review │
│ WAF 网关 │ │ 应用层网关 │ │前端托管│ │ 树状菜单 │ │ 通用数据库 │ │ AI内容审核 │
│ :443 (入口) │ │ :8443 (内部) │ │ :9200 │ │ :8006 │ │ :8005 │ │ :8007 │
│ coraza+反代 │ │ 鉴权 + 反代 │ │静态/媒体│ │ 节点CRUD │ │ pymsg/TCP │ │ DeepSeek+RAG │
└──────┬───────┘ └──────┬───────┘ └───┬────┘ └──────┬───────┘ └──────▲───────┘ └──────▲───────┘
│ HTTPS终止 │ 反向代理 │ 代理笔记请求 │ pymsg │ pymsg │ HTTP
└──────────────────►│ ├─────────────►│─────────────────┘ │
├────────────►│ └─────── HTTP /review ──────────────┘
└────────────►│
日志链路: waf / gateway / static / dnfs / ai_review / captcha / smtp / aibox / confs ──(log_client, pymsg)──► db:8005 (Logs 表)
配置链路: static 等业务服务 ──(pymsg get)──► confs:8010（配置统一存放于 confs/configs/，mtime 变化自动重载）
请求链路
- 客户端所有请求先打到
waf:443（HTTPS），WAF 终止 TLS、运行 coraza 规则匹配，命中则直接返回 403。 - 未命中规则的请求由 WAF 以明文 HTTP 转发到
gateway:8443，并设置X-Forwarded-For/X-Forwarded-Proto头。 gateway对/login、/register做账号鉴权（PBKDF2 密码哈希 + RSA 签名 Token + 可选 CAPTCHA + 速率限制；注册需邮箱验证码，经 pymsg/TCP 调smtp:8008发送与校验），用户数据通过 pymsg/TCP 调用db:8005存取。- 其余请求携带 Token，经
gateway校验后反向代理到Proxy.opened中放开的内部服务（static:9200/dnfs:8006）。 db:8005与ai_review:8007在Proxy.closed中，仅允许内部服务间调用，不对外暴露。dnfs处理节点增删改查时，通过 pymsg/TCP 调用db服务完成数据持久化，新增节点前调用ai_review进行内容审核。- 各服务通过
log_client.pySDK 异步批量推送运行日志（pymsg/TCP 写入 db 的Logs表），实现集中式日志收集（fail-safe，db 不可用时静默丢弃）。
各服务说明
| 服务 | 语言 | 端口 | 职责 |
|---|---|---|---|
| core | C++20 | 5200 | 进程托管服务（PMC），创建/列举/杀死/执行子进程，读取自启动列表守护业务进程，提供 HTTP 管理接口 |
| waf | Go | 443 | WAF 网关（入口），终止 TLS、coraza 规则匹配（SecLang）、反向代理到 gateway，支持 SIGHUP 热加载规则 |
| gateway | C++20 | 8443 | 应用层网关（内部 HTTP），用户注册/登录鉴权、Token 签发与校验、反向代理到内部服务 |
| static | Python(Flask) | 9200 | 前端托管服务，社区首页、静态页面与文件浏览、视频/音频流媒体播放、路径遍历防护 |
| dnfs | Python(Flask) | 8006 | 树状网络文件系统（Dendrachy Network File-System），基于父子 pid 的节点树增删改查，集成 AI 内容审核 |
| db | Python(pymsg) | 8005 | 通用数据库服务，基于 pymsg 协议（TCP 长度前缀帧 + JSON）的 SQL-over-TCP，SQLAlchemy Core 参数化查询防注入；内置集中式日志收集（Logs 表 + 自动清理） |
| ai_review | Python(Flask) | 8007 | AI 内容审核服务，DeepSeek LLM + ChromaDB RAG，支持人工反馈纠偏 |
| captcha | Python(pymsg) | 8009 | 验证码服务（pymsg/TCP），生成图形验证码（5 分钟过期、一次性），经 gateway 的 GET /captcha/image 代理给浏览器 |
| smtp | Python(pymsg) | 8008 | 邮件服务，发送/校验邮箱验证码（pymsg 路由 send_email/verify_email/health），注册流程的邮件验证码后端，SMTP 账号配置在 .env |
| confs | Python(pymsg) | 8010 | 统一配置服务，集中存放并分发各服务配置文件（pymsg 路由 get/list/reload/health），内存缓存 + mtime 自动重载，路径遍历防护 |
| aibox | Python | 8765 | 独立 AI 智能体系统（DeepSeek + WebSocket），自带技能系统/记忆/任务调度，由 core 拉起但与主干微服务无调用关系 |
| bot4cj | 仓颉(Cangjie) | — | 机器人硬件脚本解析器，解析 .mt 矩阵脚本通过 I2C 驱动 PCA9685 舵机 / MPU6050 陀螺仪，面向树莓派 Dashun 蜘蛛机器人平台（独立硬件项目） |
core（核心模块 · 进程托管服务）
- 可执行文件
nidus.out，作为 systemd 服务（Nidus.service）常驻运行（崩溃守护由 systemd 负责，core 自身不含自动重启逻辑）。 - 支持两种工作模式：命令行子系统调用（
--send/--exec/--list/--kill）与 HTTP 伺服器模式（--serve <port>）。 - 通过命名管道（Pipe）与消息队列（Mq）实现进程间通信。
- 读取
init.txt自启动列表，按行拉起各业务服务（ai_review / db / dnfs / smtp / static / waf / gateway / captcha / aibox）。
waf（WAF 网关）
- 唯一对外入口，终止 TLS（
certs/full_chain.crt/certs/server.key），监听 443 端口。 - 基于 coraza v3.3.0（ModSecurity SecLang 的 Go 实现），规则匹配命中后返回 403。
- 未命中规则的请求以明文 HTTP 反向代理到
gateway:8443，透传X-Forwarded-For/X-Forwarded-Proto。 - 规则库位于 waf/rules/，分两段：本地自定义（ID 100000-199999）与 OWASP CRS（ID 900000-999999，可选）。
- 极客操作：
kill -HUP <pid>热加载规则；waf -list列规则；waf -test <file>校验语法；waf -check "<input>"测试单条输入。 - 配置见 waf/config.yaml，详见 waf/README.md。
gateway（应用层网关 · v0.5.3）
- 内部 HTTP 服务，默认监听 127.0.0.1:8443，不再承载 TLS（TLS 已由 WAF 终止）。
- 通过
Server.tls = on/off配置切换 HTTPS/HTTP 模式（example.ini），独立部署时仍可启用 TLS。 - 密码安全：PBKDF2-HMAC-SHA256（10 万轮 + 16 字节随机盐），密码强度校验（8+ 字符、4 类中至少 3 类），常数时间比较防 timing attack。
- 用户存储：用户数据通过 pymsg/TCP 调用
db:8005（DbC::call_msg）存取，不再直连本地 SQLite；登录成功即更新Users.last_login（"$now"哨兵）。 - Token 机制：
Base64(payload) + "_" + RSA-Sign(payload)，默认 1 小时过期，验签通过才放行；RSA 密钥对启动时内存生成，重启后旧 Token 全部失效。 - Cookie 认证：登录成功同时签发
HttpOnly + Secure + SameSite=Lax的q4_tokenCookie；代理时无Authorization头则回退读 Cookie 验签，并向下游注入Authorization: Bearer（下游零改动）；POST /logout清除 Cookie。公开目标（Proxy.default）不做凭证校验，避免旧 Cookie 影响公开页面。 - CAPTCHA：
/captcha接口生成验证码（5 分钟过期、一次性使用），登录与注册均可选启用；GET /captcha/image为 captcha 服务（pymsg/TCP :8009）的图形验证码代理路由。 - 速率限制：登录 5 次/5 分钟、注册 3 次/10 分钟，按
X-Forwarded-For（WAF 注入）客户端 IP 计数。 - 反向代理：
Target-Url必须在Proxy.opened白名单中（closed仅记录用途，实际隔离靠"不在 opened 中即拒绝"），缺省走Proxy.default（不需 Token，服务前端静态资源）。 - 用户表：
Users表由 db/create_sqlite3.sql 建立（gateway 不再自动建表），无默认管理员账号，首位注册者即为管理员。 - 详见 gateway/README.md。
static（前端托管服务）
- 托管
public/下的前端页面：社区首页（index.html）、登录/注册、树状笔记（dnfs.html）、文件浏览（__view.html）等。 - 支持文件浏览、视频/音频在线播放（HTTP Range 分段请求，返回 206/416）、一键下载。
- 路径遍历防护（
safe_path_join：realpath 前缀校验），仅允许访问directory.root之内。 - dnfs 代理：
/get_notes、/add_note、/delete_note、/update_note透传 Authorization 转发到dnfs:8006（解决浏览器跨域）。 - 账号旁路：
/api/check_user、/api/reset_password等接口直接读写gateway/sqlite3.db的 Users 表；/yhdet_callback、/api/yhdet_*对接 yhdet.top OAuth 登录。 - 统一品牌"树状菜单"，支持深色模式（
css/theme.css）。 - 可使用 Nuitka 编译为独立二进制（
fsys.bin）。 - 配置由
confs统一配置服务分发（confs/configs/static.ini，启动时经 pymsg 拉取，CONFS_HOST/CONFS_PORT环境变量可覆盖）；本地 static/config.ini 作为 confs 不可用时的 fail-safe 回退。
dnfs（树状菜单服务）
- 基于
pid（父节点 id）组织的树状节点，节点含title与content。 - 提供
/get_notes、/add_note、/delete_note、/update_note四个接口。 - 数据持久化通过 pymsg/TCP 调用
db服务（127.0.0.1:8005，execute 路由），不再直接操作数据库。 - 新增节点前调用
ai_review服务（http://127.0.0.1:8007/review）进行内容审核，审核不通过则拒绝写入。
db（通用数据库服务）
- 基于自研 pymsg 协议（TCP 长度前缀帧 + JSON），单一路由
_route: "execute"，接收结构化 JSON（action + table + where + values），翻译为 SQL 执行。 - 支持 select / insert / update / delete，运算符包括 eq、ne、gt、lt、ge、le、like、in，支持排序与分页。
- 基于 SQLAlchemy Core 表反射，参数化查询，零 SQL 注入风险。
- 仅监听 127.0.0.1，自动提交/回滚，不暴露 DDL 操作。
- 默认使用 SQLite（
database.db），可通过DATABASE_URL环境变量切换至 PostgreSQL / MySQL。 - 日期/时间列适配：values 与 where 中的 DATETIME/DATE/TIME 列接受 ISO 8601 字符串（带时区偏移自动转 UTC）或哨兵值
"$now"（服务端当前 UTC）；响应中的日期时间一律序列化为 ISO 8601（T 分隔）。 - 内置日志子模块：
- 启动时自动建
Logs表（service / level / message / trace_id / extra + 4 个索引）。 - 外部服务通过
log_client.py以 pymsg 调 execute 路由逐条 INSERT 写入日志。 _log_internal()— db 进程内部直接写 Logs 表，无网络往返，防递归设计。- 后台守护线程每小时自动清理：保留 30 天 / 上限 100 万条。
- 启动时自动建
- 统一日志客户端 SDK（各服务目录下的
log_client.py，如 dnfs/log_client.py）：各服务复制即用，纯标准库实现，异步非阻塞（内存队列 + 后台线程，50 条/2 秒批量 flush），fail-safe 设计（db 不可用时静默丢弃，不影响业务）。
ai_review（AI 内容审核服务）
- 基于 DeepSeek LLM + ChromaDB 向量检索的 RAG 审核架构。
- 审核类别：色情、违禁药品、赌博、诈骗、仇恨/暴力/恐怖主义，灰色地带内容从严判定。
- 接口：
POST /review（提交审核）、POST /rag/feedback（人工纠偏）、GET /rag/list（知识库列表）、GET /health（健康检查）。 - RAG 检索 top-3 相似已标注样本注入 prompt，MD5 去重。
- fail-closed 设计：API 异常或响应解析失败时一律返回
{"invalid": "true"}（拦截），宁可误拦不可漏放。 - 配置通过
.env文件（已 gitignore），含 DeepSeek API 密钥、模型参数、监听地址。
captcha（验证码服务）
- 生成图形验证码，Token 一次性使用、5 分钟过期；基于 pymsg 协议（TCP 长度前缀帧 + JSON），仅依赖 PIL。
- pymsg 路由：
image（生成，返回 token + base64 PNG）、verify（校验，一次性消费）、health。 - 答案比较采用 XOR 防时序攻击；错误答案与无效 Token 分别返回
{valid:false}与{valid:false, error:...}。 - gateway 代理路由：
GET /captcha/image经 pymsg 调 captcha 后解码 PNG，以image/png+X-Captcha-Token响应头返回浏览器（Cache-Control: no-store）。 - 由
gateway在/login、/register中可选启用 CAPTCHA 校验（字段captcha_token/captcha_answer）。 - 内存存储，不支持多实例水平扩展（需换 Redis）；详见 captcha/README.md。
smtp（邮件服务）
- 注册流程的邮箱验证码后端，基于 pymsg（MsgServer，TCP 长度前缀帧 + JSON），监听 127.0.0.1:8008。
- pymsg 路由：
send_email（生成 6 位验证码并经 SMTP_SSL 发送，10 分钟有效，发送失败自动作废；同一邮箱 60 秒发送冷却，冷却期拒绝并返回retry_after，不覆盖已发出的有效验证码，发送失败不计入冷却）、verify_email（校验，通过即一次性消费防重放，连续失败 5 次自动作废并返回invalidated，兼容旧字段input_captcha）、health。 - 验证码存于进程内存（锁保护 + 惰性过期清理），SMTP 账号通过
.env配置（SMTP_SERVER/SMTP_PORT/SMTP_USER/__PASSWORD，__PASSWORD兼容别名SMTP_PASSWORD）。
confs（统一配置服务）
- 集中存放各微服务的配置文件（
confs/configs/），基于 pymsg（RpcServer，TCP 长度前缀帧 + JSON）分发，监听 127.0.0.1:8010。 - pymsg 路由：
get（取配置文件全文；带key时按键提取，ini 用Section.option、json 用点号路径）、list（列出全部配置及元信息）、reload（重载指定配置，缺省清空全部缓存）、health。 - 内存缓存 + 文件 mtime 变化自动重载，改配置无需重启 confs；配置名校验（basename + realpath 前缀 + 扩展名白名单）防路径遍历。
- 消费方约定：服务启动时用
RpcClient(8010).call("get", {"name": "<服务名>.ini"})拉取配置，confs 不可用时回退本地配置文件（fail-safe）。目前static已接入。
aibox（独立 AI 智能体系统）
- 一套相对独立的单智能体产品，基于 DeepSeek + WebSocket（:8765），由
core拉起但与 waf / gateway / dnfs 等主干微服务无调用关系。 - 自带技能系统（
skills/）、任务调度器、记忆管理、前端页面与语音客户端（voice_client.py）。 - 默认模型
deepseek-v4-flash，配置在config.json；详见 aibox/README.md。
bot4cj（机器人硬件脚本解析器）
- 基于仓颉(Cangjie)编程语言和 Linux I2C 接口的机器人动作脚本解析器，面向树莓派 Dashun 蜘蛛机器人平台（10 舵机 + 2 云台）。
- 解析
.mt矩阵脚本（行列式表格语法，支持@Servo/@Action等块），编译为舵机角度序列执行。 - 硬件层通过 I2C 驱动 PCA9685（PWM 舵机控制，50Hz，脉宽 0.5–2.5ms）、MPU6050（陀螺仪/加速度计，10ms 采样 + 卡尔曼滤波）、Speaker（正弦波发声）。
- 附带数学库（矩阵运算、NN/CNN、Adam 优化器）、CUDA GPU 加速 kernel 和 Lua 硬件模块（ADS1115 / ADS1256 / SPI）。
- 与主干微服务完全独立，需部署在树莓派上独立运行。
共享基础库
| 库 | 说明 |
|---|---|
| libth | 线程库：Thread、Cv_wait（条件变量等待）、Fsm、ITask 任务接口 |
| libhttp | HTTP/WebSocket 库：HttpServer、HttpClient、WebSocketServer/Client（基于 Boost.Beast） |
| libcrypt | 加密库：AES_CBC、MyRSA、SHA256、Base64、Crypto_Basic |
| libsqlite3 | SQLite3 C++ 封装（Header-only） |
| libtry | 嵌入式脚本解释器（~741 行 C），手写递归下降词法/语法/执行引擎，支持变量/数组/函数/控制流，宽字符（中文标识符），用于嵌入式操作界面 shell |
Python 共享组件
| 文件 | 说明 |
|---|---|
| pymsg | 自研 RPC 基础库（setuptools 包），协议为 [4字节大端长度][UTF-8 JSON]，提供 send/recv/MsgClient/MsgServer；db 服务端与各 log_client 的基础依赖，requirements 以 ../pymsg 本地路径引用 |
| log_client.py | 统一日志客户端 SDK，各服务目录各持一份副本（如 dnfs/log_client.py），纯标准库 + pymsg，异步批量推送 |
| security_middleware.py | Flask 安全响应头中间件（CSP / X-Frame-Options / nosniff 等），各服务各持一份副本 |
端口一览
| 端口 | 服务 | 绑定地址 | 说明 |
|---|---|---|---|
| 443 | waf | 0.0.0.0 | HTTPS 对外入口（终止 TLS + coraza 规则匹配） |
| 8443 | gateway | 127.0.0.1 | 应用层网关（内部 HTTP，由 waf 转发） |
| 5200 | core | — | PMC HTTP 管理接口 |
| 9200 | static | 127.0.0.1 | 前端托管（经 gateway 代理） |
| 8006 | dnfs | 127.0.0.1 | 树状菜单（经 gateway 代理） |
| 8005 | db | 127.0.0.1 | 数据库服务（pymsg/TCP，仅内部调用） |
| 8007 | ai_review | 127.0.0.1 | AI 审核（仅内部调用） |
| 8009 | captcha | 127.0.0.1 | 验证码服务（pymsg/TCP，经 gateway 代理） |
| 8008 | smtp | 127.0.0.1 | 邮件服务（仅内部调用，注册验证码邮件后端） |
| 8010 | confs | 127.0.0.1 | 统一配置服务（pymsg/TCP，仅内部调用） |
| 8765 | aibox | 127.0.0.1 | AI 智能体（WebSocket，独立产品） |
| — | bot4cj | — (树莓派 I2C) | 机器人硬件脚本解析器（独立硬件项目，不联网） |
测试
tests/ 包含一套黑盒测试套件，基于子进程调用与 HTTP 请求验证各微服务功能正确性：
| 测试文件 | 被测模块 | 说明 |
|---|---|---|
test_db_*.py |
db | SQL-over-TCP 的 select/insert/update/delete、日期哨兵、边界条件 |
test_gateway_*.py |
gateway | 用户注册/登录/Token 校验、速率限制、CAPTCHA 集成 |
test_waf_*.py |
waf | coraza 规则匹配与拦截、白名单放行 |
test_dnfs_*.py |
dnfs | 节点树 CRUD、AI 审核集成 |
- 默认使用
config.py中的生产地址（127.0.0.1），每个测试函数前后自动备份/恢复 db 数据，保证不污染线上数据。 - 测试依赖
pymsg、Flask、flask-cors、requests、Pillow，详见 tests/requirements-test.txt。
依赖
- 系统级：
g++（C++20）、make、libboost-all-dev、libcurl4-gnutls-dev、libssl-dev、libsqlite3-dev、python3、python3-venv、python3-pip、patchelf、golang-go（Go 1.22+，用于 waf） - Python：Flask、Flask-CORS、Flask-SQLAlchemy、SQLAlchemy、waitress、openai、chromadb、python-dotenv、nuitka（详见各服务
requirements.txt） - Go：corazawaf/coraza v3.3.0、gopkg.in/yaml.v3（详见 waf/go.mod）
安装
根目录提供一键安装脚本，按依赖顺序依次构建并安装各模块（库先行，core 最后）：
# 1. 安装系统依赖
bash _setup.deb.sh # Debian/Ubuntu
# 或
bash _setup.rhel.sh # RHEL/CentOS/Rocky/Fedora
# 2. 依次安装各模块（libth -> libhttp -> libcrypt -> libsqlite3 -> gateway -> waf -> static -> dnfs -> db -> smtp -> captcha -> confs -> core）
bash _inst.sh
单独安装某一服务时，进入对应目录执行：
bash _set.sh # 构建 + 安装
bash _run.sh # 运行
部署路径约定为 /opt/micro_servers/，core 的 init.txt 即从该路径拉起其余服务。
注意：
ai_review未包含在_inst.sh中，需进入ai_review/目录执行_set.sh安装，并额外配置.env文件（DeepSeek API 密钥等）。
注意：waf 首次编译需联网下载 Go 依赖，waf/_set.sh 会自动调用 waf/_goproxy.sh 设置 GOPROXY 国内镜像。如需手动设置：
go env -w GOPROXY=https://goproxy.cn,direct。
运行
由 core 守护的子进程通过 init.txt 自启动（顺序很重要，waf 必须先于 gateway）：
bash /opt/micro_servers/db/_run.sh
bash /opt/micro_servers/confs/_run.sh
bash /opt/micro_servers/ai_review/_run.sh
bash /opt/micro_servers/dnfs/_run.sh
bash /opt/micro_servers/smtp/_run.sh
bash /opt/micro_servers/static/_run.sh
bash /opt/micro_servers/waf/_run.sh
bash /opt/micro_servers/gateway/_run.sh
bash /opt/micro_servers/captcha/_run.sh
bash /opt/micro_servers/aibox/_run.sh
启动 core（需 root 或 systemd）：
systemctl start Nidus # 或 bash core/_run.sh
对外访问入口：https://<host>:443（由 waf 终止 TLS 后转发到 gateway）。
WAF 与 gateway 的协作
WAF 启用后，证书从 gateway 迁移到 waf：
mkdir -p /opt/micro_servers/waf/certs
cp /opt/micro_servers/gateway/full_chain.crt /opt/micro_servers/gateway/server.key /opt/micro_servers/waf/certs/
gateway 改为内部 HTTP 模式（example.ini 中 tls = off、address = 127.0.0.1、port = 8443）。
如需独立部署（不使用 WAF），把 gateway 的 tls = on、port = 443、address = 0.0.0.0，证书留在 gateway 目录即可。
关于架构定位
本项目具备微服务架构的核心特征，是一种进程托管式轻量微服务：
- 服务按业务能力拆分：WAF 网关、应用网关、前端托管、节点树、数据库、内容审核各自独立、独立端口、独立数据存储。
- API 网关模式：
waf作为边缘网关统一入口，gateway承担鉴权与反向代理，内部服务通过closed列表隔离。 - 进程编排/守护：
core作为服务管理器拉起并守护子进程，类似简易版 supervisor。 - 多语言异构：C++（core / gateway）、Python（static / dnfs / db / ai_review）、Go（waf）、仓颉/Cangjie（bot4cj）混合，对外 HTTP、内部数据访问走 pymsg/TCP。
- 数据访问层解耦：
db服务将数据库操作收敛为统一的 pymsg/TCP 接口，业务服务无需直连数据库。 - AI 能力集成：
ai_review以 RAG 增强的 LLM 审核为业务层提供内容安全能力，支持人工反馈闭环。 - 集中式可观测性：
db内置日志表与自动清理，各服务通过log_client.pySDK 异步推送日志（pymsg），实现全链路汇聚，无需引入额外中间件。 - 安全分层：
waf在边缘做规则匹配（OWASP CRS / 自定义 SecLang 规则），gateway在应用层做鉴权，db仅监听本机，多层防护。
与云原生微服务的差异：未引入服务注册发现、容器编排、消息总线，服务地址在 waf/config.yaml 与 gateway/example.ini 中静态配置。对于个人/中小规模的 DIY 场景，这种取舍在简洁性与可控性上是合理的。
许可证
各模块均采用 MIT License，详见各目录下的 LICENSE。