# Architekturübersicht

Diese Dokumentation bietet einen Überblick über die Architektur des Frameworks und erklärt die grundlegenden Konzepte und Designentscheidungen.

## Architekturprinzipien

Das Framework wurde nach folgenden Prinzipien entwickelt:

1. **Modularität**: Das Framework ist in unabhängige Module aufgeteilt, die einzeln verwendet oder ausgetauscht werden können.
2. **Erweiterbarkeit**: Alle Komponenten sind so konzipiert, dass sie einfach erweitert oder angepasst werden können.
3. **Testbarkeit**: Die Architektur ermöglicht einfaches Testen durch klare Schnittstellen und Dependency Injection.
4. **Leistung**: Leistungsoptimierungen sind ein integraler Bestandteil des Designs, nicht nur eine nachträgliche Überlegung.
5. **Sicherheit**: Sicherheitsmaßnahmen sind standardmäßig aktiviert und in die Kernkomponenten integriert.

## Schichtenarchitektur

Das Framework verwendet eine mehrschichtige Architektur, die eine klare Trennung der Verantwortlichkeiten ermöglicht:

```
+-------------------+
|    Anwendung      |  <-- Anwendungsspezifischer Code (Controller, Models, Services)
+-------------------+
|    Framework      |  <-- Framework-Komponenten (Routing, Validierung, Datenbank)
+-------------------+
|    Infrastruktur  |  <-- Infrastrukturkomponenten (HTTP, Dateisystem, Cache)
+-------------------+
```

### Anwendungsschicht

Die Anwendungsschicht enthält den anwendungsspezifischen Code, der die Geschäftslogik implementiert. Diese Schicht umfasst:

- **Controller**: Verarbeiten HTTP-Anfragen und geben Antworten zurück
- **Models**: Repräsentieren Geschäftsobjekte und Datenstrukturen
- **Services**: Implementieren komplexe Geschäftslogik
- **Repositories**: Kapseln den Datenzugriff

### Framework-Schicht

Die Framework-Schicht stellt die Kernfunktionalität bereit, die von der Anwendungsschicht verwendet wird. Diese Schicht umfasst:

- **Routing**: Leitet Anfragen an die entsprechenden Controller weiter
- **Validierung**: Überprüft Benutzereingaben
- **Datenbank**: Bietet Datenbankabstraktion und ORM-Funktionalität
- **Authentifizierung**: Verwaltet Benutzerauthentifizierung und -autorisierung
- **Caching**: Implementiert verschiedene Caching-Strategien

### Infrastrukturschicht

Die Infrastrukturschicht bietet grundlegende Dienste und Abstraktionen für die darüber liegenden Schichten. Diese Schicht umfasst:

- **HTTP**: Verarbeitet HTTP-Anfragen und -Antworten
- **Dateisystem**: Bietet Abstraktionen für Dateisystemoperationen
- **Cache**: Implementiert verschiedene Cache-Backends
- **Logging**: Bietet Logging-Funktionalität
- **Events**: Implementiert ein Event-System

## Anfragelebenszyklus

Der Lebenszyklus einer Anfrage im Framework durchläuft mehrere Phasen:

1. **Bootstrapping**: Die Anwendung wird initialisiert, Konfigurationen werden geladen und Dienste registriert.
2. **Routing**: Die Anfrage wird an den entsprechenden Controller weitergeleitet.
3. **Middleware**: Die Anfrage durchläuft die konfigurierten Middleware-Komponenten.
4. **Controller**: Der Controller verarbeitet die Anfrage und gibt eine Antwort zurück.
5. **Middleware (rückwärts)**: Die Antwort durchläuft die Middleware-Komponenten in umgekehrter Reihenfolge.
6. **Antwort**: Die Antwort wird an den Client gesendet.

```
+----------------+     +------------+     +------------+     +------------+     +----------------+
|                |     |            |     |            |     |            |     |                |
| Bootstrapping  | --> |  Routing   | --> | Middleware | --> | Controller | --> | Antwort senden |
|                |     |            |     |            |     |            |     |                |
+----------------+     +------------+     +------------+     +------------+     +----------------+
```

## Dependency Injection

Das Framework verwendet Dependency Injection (DI), um Abhängigkeiten zwischen Komponenten zu verwalten. Der DI-Container ist verantwortlich für:

1. **Registrierung**: Dienste werden im Container registriert.
2. **Auflösung**: Der Container löst Abhängigkeiten automatisch auf.
3. **Lebenszyklus**: Der Container verwaltet den Lebenszyklus von Diensten (Singleton, Transient, etc.).

Beispiel für die Verwendung des DI-Containers:

```php
// Registrierung eines Dienstes
$container->bind(UserRepositoryInterface::class, UserRepository::class);

// Auflösung eines Dienstes
$userRepository = $container->get(UserRepositoryInterface::class);
```

## Service Provider

Service Provider sind Klassen, die Dienste im DI-Container registrieren und konfigurieren. Sie bieten einen strukturierten Weg, um Komponenten zu initialisieren und zu konfigurieren.

Beispiel für einen Service Provider:

```php
class DatabaseServiceProvider implements ServiceProviderInterface
{
    public function register(Container $container): void
    {
        $container->singleton(ConnectionInterface::class, function () {
            return new Connection(config('database'));
        });
        
        $container->bind(QueryBuilderInterface::class, QueryBuilder::class);
    }
    
    public function boot(Container $container): void
    {
        // Initialisierungscode, der nach der Registrierung ausgeführt wird
    }
}
```

## Ereignissystem

Das Framework implementiert ein Ereignissystem, das die Entkopplung von Komponenten ermöglicht. Das Ereignissystem besteht aus:

1. **Events**: Objekte, die Informationen über ein Ereignis enthalten.
2. **Listeners**: Klassen, die auf bestimmte Ereignisse reagieren.
3. **Dispatcher**: Verantwortlich für das Versenden von Ereignissen an registrierte Listener.

Beispiel für die Verwendung des Ereignissystems:

```php
// Definieren eines Events
class UserRegistered
{
    public function __construct(public readonly User $user) {}
}

// Definieren eines Listeners
class SendWelcomeEmail implements ListenerInterface
{
    public function handle(UserRegistered $event): void
    {
        // E-Mail an den neuen Benutzer senden
    }
}

// Registrieren des Listeners
$eventDispatcher->addListener(UserRegistered::class, SendWelcomeEmail::class);

// Auslösen des Events
$eventDispatcher->dispatch(new UserRegistered($user));
```

## Middleware-Pipeline

Das Framework verwendet eine Middleware-Pipeline, um Anfragen zu verarbeiten. Middleware-Komponenten können:

1. Anfragen vor der Verarbeitung durch den Controller modifizieren.
2. Antworten nach der Verarbeitung durch den Controller modifizieren.
3. Den Anfrage-/Antwort-Zyklus vollständig abbrechen.

Beispiel für eine Middleware:

```php
class AuthenticationMiddleware implements MiddlewareInterface
{
    public function process(Request $request, RequestHandlerInterface $handler): Response
    {
        if (!$this->isAuthenticated($request)) {
            return new RedirectResponse('/login');
        }
        
        return $handler->handle($request);
    }
    
    private function isAuthenticated(Request $request): bool
    {
        // Überprüfen, ob der Benutzer authentifiziert ist
    }
}
```

## Konfigurationssystem

Das Framework verwendet ein flexibles Konfigurationssystem, das verschiedene Konfigurationsquellen unterstützt:

1. **Umgebungsvariablen**: Konfiguration über `.env`-Dateien.
2. **Konfigurationsdateien**: PHP-Dateien, die Konfigurationsarrays zurückgeben.
3. **Laufzeitkonfiguration**: Dynamische Konfiguration zur Laufzeit.

Das Konfigurationssystem unterstützt auch umgebungsspezifische Konfigurationen, sodass verschiedene Einstellungen für Entwicklung, Test und Produktion verwendet werden können.

## Erweiterbarkeit

Das Framework ist so konzipiert, dass es einfach erweitert werden kann:

1. **Interfaces**: Alle Kernkomponenten definieren Interfaces, die implementiert werden können.
2. **Abstrakte Klassen**: Viele Komponenten bieten abstrakte Basisklassen, die erweitert werden können.
3. **Hooks**: Das Framework bietet Hooks, an denen benutzerdefinierter Code ausgeführt werden kann.
4. **Plugins**: Das Plugin-System ermöglicht die einfache Integration von Drittanbietercode.

## Sicherheitsarchitektur

Die Sicherheitsarchitektur des Frameworks umfasst mehrere Schichten:

1. **Eingabevalidierung**: Validierung aller Benutzereingaben.
2. **Ausgabebereinigung**: Automatische Bereinigung von Ausgaben, um XSS zu verhindern.
3. **CSRF-Schutz**: Schutz vor Cross-Site Request Forgery.
4. **Authentifizierung**: Flexible Authentifizierungsmechanismen.
5. **Autorisierung**: Rollenbasierte und fähigkeitsbasierte Zugriffskontrolle.
6. **Web Application Firewall (WAF)**: Integrierte WAF zum Schutz vor gängigen Angriffen.

## Leistungsoptimierungen

Das Framework implementiert verschiedene Leistungsoptimierungen:

1. **Caching**: Mehrschichtiges Caching für Konfiguration, Routen, Views, etc.
2. **Lazy Loading**: Komponenten werden erst geladen, wenn sie benötigt werden.
3. **Kompilierung**: Views und Konfigurationen werden für schnelleren Zugriff kompiliert.
4. **Pooling**: Verbindungspooling für Datenbanken und andere Ressourcen.
5. **Optimierte Autoloading**: PSR-4-konformes Autoloading mit Optimierungen.

## Weitere Informationen

- [Komponenten](components.md): Detaillierte Informationen zu den Hauptkomponenten des Frameworks.
- [Entwurfsmuster](patterns.md): Erläuterung der im Framework verwendeten Entwurfsmuster.
- [Komponentendokumentation](../components/README.md): Dokumentation der einzelnen Komponenten.
