ARQUITECTURA COMPLETA - SISTEMA DE INVENTARIO AGRANELOS

Documento Final para Sumativa 3

DIAGRAMA DE ARQUITECTURA COMPLETO

graph TB
    subgraph "CAPA DE CLIENTE"
        WEB[Web App<br/>React/Vue/Angular]
        MOBILE[Mobile App<br/>iOS/Android]
        POSTMAN[Postman/API Client]
    end
    
    subgraph "CAPA DE MICROSERVICIOS"
        BFF[BFF Microservice<br/>Spring Boot 3.x<br/>Port: 8080]
        style BFF fill:#4CAF50,stroke:#333,stroke-width:3px
    end
    
    subgraph "AZURE CLOUD"
        subgraph "CAPA DE FUNCIONES SERVERLESS"
            subgraph "REST APIs"
                FA1[GetProductos<br/>GET /api/productos]
                FA2[GetProductoById<br/>GET /api/productos/:id]
                FA3[CreateProducto<br/>POST /api/productos]
                FA4[UpdateProducto<br/>PUT /api/productos/:id]
                FA5[DeleteProducto<br/>DELETE /api/productos/:id]
                FA6[GetBodegas<br/>GET /api/bodegas]
                FA7[GetBodegaById<br/>GET /api/bodegas/:id]
                FA8[CreateBodega<br/>POST /api/bodegas]
                FA9[UpdateBodega<br/>PUT /api/bodegas/:id]
                FA10[DeleteBodega<br/>DELETE /api/bodegas/:id]
            end
            
            subgraph "GraphQL API"
                FG[GraphQL Endpoint<br/>POST /api/graphql<br/>Queries + Mutations]
            end
            
            subgraph "Utilities"
                FU[InitializeDatabase<br/>POST /api/init]
            end
        end
        
        subgraph "CAPA DE EVENTOS"
            EG[Azure Event Grid<br/>Event Bus<br/>Topic: agranelos-eventgrid-topic]
            style EG fill:#2196F3,stroke:#333,stroke-width:3px
            
            subgraph "Event Handlers"
                EH1[ProductoCreatedHandler<br/>Event Grid Trigger]
                EH2[ProductoUpdatedHandler<br/>Event Grid Trigger]
                EH3[ProductoDeletedHandler<br/>Event Grid Trigger]
                EH4[BodegaCreatedHandler<br/>Event Grid Trigger]
                EH5[BodegaUpdatedHandler<br/>Event Grid Trigger]
                EH6[BodegaDeletedHandler<br/>Event Grid Trigger]
            end
        end
        
        subgraph "CAPA DE MONITOREO"
            AI[Application Insights<br/>Logs, Metrics, Traces]
        end
    end
    
    subgraph "CAPA DE DATOS"
        DB[(PostgreSQL Database<br/>Tables: producto, bodega)]
        style DB fill:#FF9800,stroke:#333,stroke-width:3px
    end
    
    subgraph "SERVICIOS EXTERNOS"
        EMAIL[SendGrid<br/>Email Service]
    end
    
    subgraph "INFRAESTRUCTURA"
        ARM[ARM Templates<br/>IaC]
        CICD[GitHub Actions<br/>CI/CD]
    end
    
    %% Conexiones Cliente → BFF
    WEB --> BFF
    MOBILE --> BFF
    POSTMAN --> BFF
    
    %% Conexiones BFF → Azure Functions
    BFF --> FA1
    BFF --> FA2
    BFF --> FA3
    BFF --> FA4
    BFF --> FA5
    BFF --> FA6
    BFF --> FA7
    BFF --> FA8
    BFF --> FA9
    BFF --> FA10
    BFF --> FG
    
    %% Conexiones Functions → Database
    FA1 --> DB
    FA2 --> DB
    FA3 --> DB
    FA4 --> DB
    FA5 --> DB
    FA6 --> DB
    FA7 --> DB
    FA8 --> DB
    FA9 --> DB
    FA10 --> DB
    FG --> DB
    FU --> DB
    
    %% Conexiones Functions → Event Grid (Publishers)
    FA3 -.Publish Event.-> EG
    FA4 -.Publish Event.-> EG
    FA5 -.Publish Event.-> EG
    FA8 -.Publish Event.-> EG
    FA9 -.Publish Event.-> EG
    FA10 -.Publish Event.-> EG
    
    %% Conexiones Event Grid → Handlers (Subscribers)
    EG --> EH1
    EG --> EH2
    EG --> EH3
    EG --> EH4
    EG --> EH5
    EG --> EH6
    
    %% Conexiones Handlers → Email
    EH1 --> EMAIL
    EH2 --> EMAIL
    EH3 --> EMAIL
    EH4 --> EMAIL
    EH5 --> EMAIL
    EH6 --> EMAIL
    
    %% Conexiones Monitoreo
    BFF -.Logs.-> AI
    FA1 -.Telemetry.-> AI
    FA3 -.Telemetry.-> AI
    EH1 -.Telemetry.-> AI
    
    %% Infraestructura
    ARM -.Deploy.-> BFF
    ARM -.Deploy.-> EG
    CICD -.Deploy.-> FA1

COMPONENTES DEL SISTEMA

1. CAPA DE CLIENTE

Cliente final que consume las APIs del sistema.

Componentes:

Web App: Aplicación web (React/Vue/Angular)
Mobile App: Aplicación móvil (iOS/Android)
API Clients: Postman, curl, herramientas de testing

Protocolo: HTTP/HTTPS
Formato: JSON

2. CAPA DE MICROSERVICIOS (BFF)

Backend for Frontend (Spring Boot)

Propósito: Orquestar y agregar llamadas a múltiples Azure Functions

Características:

Desarrollado con Spring Boot 3.x
Expone API REST unificada
WebClient para llamadas asíncronas
Circuit breaker (Resilience4j)
Retry logic y timeouts
Manejo centralizado de errores
Health checks con Actuator
Logging estructurado

Endpoints Principales:

GET    /api/v1/productos
GET    /api/v1/productos/{id}
POST   /api/v1/productos
PUT    /api/v1/productos/{id}
DELETE /api/v1/productos/{id}
GET    /api/v1/bodegas
POST   /api/v1/bodegas
GET    /actuator/health

Tecnologías:

Spring Boot 3.x
Spring WebFlux
Resilience4j
Spring Actuator
Maven

Puerto: 8080
Docker: Containerizado

3. CAPA DE FUNCIONES SERVERLESS (Azure Functions)

A) REST APIs (10 Functions)

Productos (5 Functions)

GetProductos
- Método: GET
- Endpoint: /api/productos
- Función: Listar todos los productos
- Response: JSON Array
GetProductoById
- Método: GET
- Endpoint: /api/productos/{id}
- Función: Obtener producto específico
- Response: JSON Object
CreateProducto
- Método: POST
- Endpoint: /api/productos
- Función: Crear nuevo producto
- Body: JSON con datos del producto
- Event: Publica ProductoCreado a Event Grid
UpdateProducto
- Método: PUT
- Endpoint: /api/productos/{id}
- Función: Actualizar producto existente
- Event: Publica ProductoActualizado a Event Grid
DeleteProducto
- Método: DELETE
- Endpoint: /api/productos/{id}
- Función: Eliminar producto
- Event: Publica ProductoEliminado a Event Grid

Bodegas (5 Functions)

GetBodegas
- Método: GET
- Endpoint: /api/bodegas
- Función: Listar todas las bodegas
GetBodegaById
- Método: GET
- Endpoint: /api/bodegas/{id}
- Función: Obtener bodega específica
CreateBodega
- Método: POST
- Endpoint: /api/bodegas
- Función: Crear nueva bodega
- Event: Publica BodegaCreada a Event Grid
UpdateBodega
- Método: PUT
- Endpoint: /api/bodegas/{id}
- Función: Actualizar bodega existente
- Event: Publica BodegaActualizada a Event Grid
DeleteBodega
- Método: DELETE
- Endpoint: /api/bodegas/{id}
- Función: Eliminar bodega
- Event: Publica BodegaEliminada a Event Grid

B) GraphQL API (1 Function)

GraphQLEndpoint

Método: POST
Endpoint: /api/graphql
Función: Ejecutar queries y mutations GraphQL

Queries Disponibles:

# Query básica para obtener todos los productos
query {
  productos {
    id
    nombre
    descripcion
    precio
    cantidadEnStock
    fechaCreacion
    fechaActualizacion
  }
}

# Query para obtener un producto específico
query {
  producto(id: 1) {
    id
    nombre
    descripcion
    precio
    cantidadEnStock
  }
}

# Query con variables
query GetProducto($id: Int!) {
  producto(id: $id) {
    id
    nombre
    descripcion
    precio
    cantidadEnStock
  }
}

# Query para obtener todas las bodegas
query {
  bodegas {
    id
    nombre
    ubicacion
    capacidad
  }
}

# Query para obtener una bodega específica
query {
  bodega(id: 1) {
    id
    nombre
    ubicacion
    capacidad
  }
}

Mutations Disponibles:

# Crear un nuevo producto
mutation {
  crearProducto(input: {
    nombre: "Laptop Dell"
    descripcion: "Laptop para desarrollo"
    precio: 899.99
    cantidadEnStock: 5
  }) {
    id
    nombre
    precio
  }
}

# Actualizar un producto con valores literales
mutation {
  actualizarProducto(id: 1, input: {
    nombre: "Laptop Dell Actualizada"
    descripcion: "Laptop para desarrollo y gaming"
    precio: 999.99
    cantidadEnStock: 3
  }) {
    id
    nombre
    precio
  }
}

# Actualizar un producto con variables
mutation UpdateProducto($id: Int!, $input: ProductoInput!) {
  actualizarProducto(id: $id, input: $input) {
    id
    nombre
    precio
    cantidadEnStock
  }
}

# Eliminar un producto
mutation {
  eliminarProducto(id: 1)
}

# Crear una nueva bodega
mutation {
  crearBodega(input: {
    nombre: "Almacén Central"
    ubicacion: "Santiago, Chile"
    capacidad: 1000
  }) {
    id
    nombre
    ubicacion
  }
}

# Actualizar una bodega
mutation {
  actualizarBodega(id: 1, input: {
    nombre: "Almacén Central Renovado"
    ubicacion: "Santiago Centro, Chile"
    capacidad: 1500
  }) {
    id
    nombre
    ubicacion
    capacidad
  }
}

# Eliminar una bodega
mutation {
  eliminarBodega(id: 2)
}

Ejemplos de Variables para GraphQL:

Para usar las queries y mutations con variables, se deben incluir las variables por separado:

// Variables para query GetProducto
{
  "id": 1
}

// Variables para mutation UpdateProducto
{
  "id": 1,
  "input": {
    "nombre": "Producto Actualizado",
    "descripcion": "Nueva descripción",
    "precio": 149.99,
    "cantidadEnStock": 25
  }
}

C) Utilities (1 Function)

InitializeDatabase

Método: POST
Endpoint: /api/init
Función: Crear tablas en PostgreSQL
Schema: productos, bodegas

4. CAPA DE EVENTOS (Azure Event Grid)

Event Grid Topic

Nombre: agranelos-eventgrid-topic
Tipo: Custom Topic
Región: Same as Function App

Event Publishers (6 Functions)

Las siguientes Functions publican eventos:

CreateProducto
UpdateProducto
DeleteProducto
CreateBodega
UpdateBodega
DeleteBodega

Event Types

Event Type	Data Schema	Trigger
`Agranelos.Inventario.ProductoCreado`	Producto JSON	POST /api/productos
`Agranelos.Inventario.ProductoActualizado`	Producto JSON	PUT /api/productos/{id}
`Agranelos.Inventario.ProductoEliminado`	{id: int}	DELETE /api/productos/{id}
`Agranelos.Inventario.BodegaCreada`	Bodega JSON	POST /api/bodegas
`Agranelos.Inventario.BodegaActualizada`	Bodega JSON	PUT /api/bodegas/{id}
`Agranelos.Inventario.BodegaEliminada`	{id: int}	DELETE /api/bodegas/{id}

Event Handlers (6 Azure Functions)

ProductoCreatedHandler
- Trigger: Event Grid
- Event Type: Agranelos.Inventario.ProductoCreado
- Actions:
  - Log evento
  - Enviar email de notificación
  - Actualizar cache
  - Sincronizar sistemas
ProductoUpdatedHandler
- Trigger: Event Grid
- Event Type: Agranelos.Inventario.ProductoActualizado
- Actions:
  - Log cambios
  - Notificar stakeholders
  - Invalidar cache
ProductoDeletedHandler
- Trigger: Event Grid
- Event Type: Agranelos.Inventario.ProductoEliminado
- Actions:
  - Log eliminación
  - Archivar datos
  - Notificar eliminación
BodegaCreatedHandler
- Trigger: Event Grid
- Event Type: Agranelos.Inventario.BodegaCreada
- Actions:
  - Log creación
  - Enviar notificación
  - Configurar bodega default
BodegaUpdatedHandler
- Trigger: Event Grid
- Event Type: Agranelos.Inventario.BodegaActualizada
- Actions:
  - Log actualización
  - Notificar cambios
BodegaDeletedHandler
- Trigger: Event Grid
- Event Type: Agranelos.Inventario.BodegaEliminada
- Actions:
  - Log eliminación
  - Reasignar productos a bodega default
  - Notificar administradores

5. CAPA DE DATOS (PostgreSQL)

Modelo de Datos

Tabla: producto

CREATE TABLE producto (
    id SERIAL PRIMARY KEY,
    nombre VARCHAR(255) NOT NULL,
    descripcion TEXT,
    precio DECIMAL(10, 2) NOT NULL,
    cantidad_en_stock INTEGER NOT NULL DEFAULT 0,
    fecha_creacion TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
    fecha_actualizacion TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP
);

Tabla: bodega

CREATE TABLE bodega (
    id SERIAL PRIMARY KEY,
    nombre VARCHAR(255) NOT NULL UNIQUE,
    ubicacion VARCHAR(255),
    capacidad INTEGER NOT NULL,
    fecha_creacion TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
    fecha_actualizacion TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP
);

Connection Pooling

Library: HikariCP
Max Pool Size: 10
Min Idle: 2
Connection Timeout: 30s

6. CAPA DE SERVICIOS EXTERNOS

SendGrid (Email Service)

Función: Envío de notificaciones por email

Eventos que disparan emails:

ProductoCreado
ProductoActualizado
ProductoEliminado
BodegaCreada
BodegaActualizada
BodegaEliminada

Configuración:

// En Event Handlers
SendGrid sg = new SendGrid(System.getenv("SENDGRID_API_KEY"));
Request request = new Request();
request.setMethod(Method.POST);
request.setEndpoint("mail/send");

Mail mail = new Mail(from, subject, to, content);
request.setBody(mail.build());

Response response = sg.api(request);

7. CAPA DE MONITOREO

Application Insights

Función: Telemetría, logs, métricas y traces

Métricas Capturadas:

Request count
Response times
Success/failure rates
Exception tracking
Custom events
Dependencies
Performance counters

Queries Útiles:

// Ver requests recientes
requests
| where timestamp > ago(1h)
| order by timestamp desc

// Ver errores
exceptions
| where timestamp > ago(24h)
| project timestamp, type, outerMessage

// Performance de functions
requests
| summarize avg(duration), count() by name
| order by avg_duration desc

8. INFRAESTRUCTURA COMO CÓDIGO

ARM Templates

Archivos:

azure-deploy.json - Template principal
azure-deploy.parameters.json - Parámetros

Recursos Definidos:

{
  "resources": [
    {
      "type": "Microsoft.Web/sites",
      "name": "agranelos-inventario-functions"
    },
    {
      "type": "Microsoft.EventGrid/topics",
      "name": "agranelos-eventgrid-topic"
    },
    {
      "type": "Microsoft.Storage/storageAccounts",
      "name": "agranelosfunctionsstore"
    },
    {
      "type": "Microsoft.Insights/components",
      "name": "agranelos-inventario-insights"
    }
  ]
}

CI/CD con GitHub Actions

Workflow: .github/workflows/azure-functions.yml

Pasos:

Checkout code
Setup Java 11
Build with Maven
Run tests
Deploy to Azure Functions
Verify deployment

FLUJOS DE DATOS

Flujo 1: Operación CRUD Simple (GET)

Cliente → Request: GET /api/v1/productos
BFF → Recibe request
BFF → Llama a Azure Function: GET /api/productos
Azure Function → Query a PostgreSQL
PostgreSQL → Retorna resultados
Azure Function → Formatea JSON
Azure Function → Retorna a BFF
BFF → Agrega/Transforma datos
BFF → Response al cliente
Azure Function → Log telemetry a App Insights

Flujo 2: Operación CREATE con Eventos

1. Cliente → Request: POST /api/v1/productos
2. BFF → Recibe request + body JSON
3. BFF → Valida datos
4. BFF → Llama a Azure Function: POST /api/productos
5. Azure Function → Valida y sanitiza
6. Azure Function → INSERT en PostgreSQL
7. PostgreSQL → Retorna nuevo ID
8. Azure Function → Construye objeto Producto
9. Azure Function → Publica evento a Event Grid
   {
     "eventType": "Agranelos.Inventario.ProductoCreado",
     "subject": "producto/123",
     "data": { ...producto... }
   }
10. Event Grid → Recibe evento
11. Event Grid → Distribuye a subscribers
12. ProductoCreatedHandler → Procesa evento
    - Log en App Insights
    - Envía email via SendGrid
    - Actualiza sistemas
13. Azure Function → Response 201 Created
14. BFF → Retorna respuesta al cliente

Flujo 3: Query GraphQL

1. Cliente → POST /api/graphql
   Body: { "query": "{ productos { id nombre precio } }" }
2. BFF/Cliente → Llama directamente a GraphQL Function
3. GraphQL Function → Parse query
4. GraphQL Function → Resolve fields
5. GraphQL Function → Query PostgreSQL
6. PostgreSQL → Retorna datos
7. GraphQL Function → Construye response GraphQL
8. GraphQL Function → Retorna JSON
   {
     "data": {
       "productos": [...]
     }
   }

Flujo 4: Event Handler Processing

Event Grid → Trigger: ProductoCreatedHandler
Handler → Recibe evento JSON
Handler → Parse event data
Handler → Log "Producto X creado"
Handler → Construye email
Handler → Llama SendGrid API
SendGrid → Envía email
Handler → Log "Email enviado"
Handler → Actualiza cache (opcional)
Handler → Termina ejecución
Handler → Telemetry a App Insights

MÉTRICAS DEL SISTEMA

Recursos Azure Desplegados

Recurso	Tipo	Cantidad	Propósito
Azure Functions App	Compute	1	Host de 18 functions
App Service Plan	Compute	1	Consumption (Serverless)
Event Grid Topic	Messaging	1	Event bus
Storage Account	Storage	1	Function artifacts
Application Insights	Monitoring	1	Telemetry
PostgreSQL Database	Database	1	Data persistence

Funciones Implementadas

Categoría	Cantidad	Detalles
REST APIs	10	CRUD completo
GraphQL APIs	1	Queries + Mutations
Event Handlers	6	Procesamiento asíncrono
Utilities	1	Database init
TOTAL	18	Functions

Eventos

Evento	Publishers	Subscribers
ProductoCreado	1	1
ProductoActualizado	1	1
ProductoEliminado	1	1
BodegaCreada	1	1
BodegaActualizada	1	1
BodegaEliminada	1	1
TOTAL	6	6

SEGURIDAD

Autenticación y Autorización

API Keys para Event Grid
Connection strings cifradas
Variables de entorno para secrets
Azure Key Vault (recomendado para prod)

Red y Conectividad

HTTPS en todos los endpoints
CORS configurado
Rate limiting en BFF
Input validation

Datos

SQL injection prevention (PreparedStatements)
Input sanitization
Output encoding
Connection pooling seguro

ESCALABILIDAD

Azure Functions

Tipo: Consumption Plan
Auto-scaling: Automático según carga
Cold start: ~2-3 segundos
Max instances: 200 (default)

BFF Microservice

Containerizado: Docker
Escalado horizontal: Kubernetes-ready
Circuit breaker: Protección contra fallos
Retry logic: Reintentos automáticos

Database

Connection pooling: HikariCP (10 max connections)
Índices: En campos de búsqueda frecuente
Caching: Posible con Redis (futuro)

MONITOREO Y OBSERVABILIDAD

Application Insights

Métricas Clave:

Requests per second
Average response time
Success rate
Exception count
Dependency calls

Dashboards:

Overview general
Performance por function
Failures y errores
Mapa de aplicación
Transacciones end-to-end

Logging

Niveles:

INFO: Operaciones normales
WARNING: Situaciones anómalas
ERROR: Fallos recuperables
CRITICAL: Fallos críticos

Structured Logging:

context.getLogger().info(String.format(
    "Operation: %s | Resource: %s | Duration: %dms | Status: %s",
    "CreateProducto", 
    "producto/" + id, 
    duration, 
    "success"
));

🔧 TECNOLOGÍAS UTILIZADAS

Backend (BFF)

Java 11
Spring Boot 3.x
Spring WebFlux
Resilience4j
Maven

Serverless (Azure Functions)

Java 11
Azure Functions Runtime 4.x
Maven
azure-functions-maven-plugin

Datos

PostgreSQL 13+
HikariCP (Connection Pooling)
JDBC

Eventos

Azure Event Grid
azure-messaging-eventgrid SDK

APIs

REST (JSON)
GraphQL (graphql-java)
Jackson (JSON serialization)

Monitoreo

Application Insights
SendGrid (Email)

DevOps

Docker
Docker Compose
GitHub Actions
ARM Templates

Testing

JUnit 5
Mockito
Postman
Bash scripts

CONCLUSIÓN

El Sistema de Inventario Agranelos implementa una arquitectura cloud-native moderna que combina:

Microservicios (Spring Boot BFF)
Serverless (18 Azure Functions)
Event-Driven (Azure Event Grid)
APIs Duales (REST + GraphQL)
Containerización (Docker)
CI/CD (GitHub Actions)
IaC (ARM Templates)
Observabilidad (Application Insights)

Esta arquitectura proporciona:

Alta escalabilidad
Bajo costo operacional (Serverless)
Alta disponibilidad
Procesamiento asíncrono
Fácil mantenimiento
Despliegue automatizado

Documento de Arquitectura Final - Sumativa 3
Sistema de Inventario Agranelos
Octubre 2025