Java Web 开发详细流程

一、项目立项与需求分析阶段（0%）

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1.1 商业需求确认

• 与产品经理沟通核心业务目标
  • 目标：构建一个图书管理系统
  • 用户：图书管理员、普通用户
  • 功能：登录、查看、增删改图书、权限控制、分页、搜索

1.2 输出文档

• PRD（产品需求文档）
• ER图（数据建模）
• UML 用例图
• 接口草图（API Mock 文档）
• 项目甘特图 / 工作排期（Jira/TAPD）

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二、系统设计与环境准备阶段（10%）

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2.1 技术栈选择（通用、可复用）

层级	技术选型
前端模板引擎	Thymeleaf、Bootstrap
控制层	Spring Boot Web MVC
服务层	Spring @Service + AOP
DAO 层	Spring Data JPA + Hibernate
数据库	MySQL（可选 PostgreSQL）
安全模块	Spring Security + Session/Cookie
配置管理	application.yml + profiles
单元测试	JUnit5 + Mockito
集成测试	MockMvc + TestContainers

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2.2 开发工具准备

工具类型	建议
IDE	IntelliJ IDEA Ultimate
构建工具	Maven
版本控制	Git + GitHub/GitLab
数据库	MySQL 8 + Navicat
开发数据库	dev_bookdb
浏览器插件	Postman / REST Client
日志工具	Logback + JSON Format

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2.3 项目初始化（Spring Boot）

使用 Spring Initializr 初始化：

• Group：com.example
• Artifact：bookmanager
• Packaging：Jar
• Java：17
• Dependencies：
  • Spring Web
  • Spring Data JPA
  • Thymeleaf
  • MySQL Driver
  • Spring Boot DevTools
  • Lombok（可选）

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三、数据库设计与模型映射（20%）

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3.1 数据库设计

用 Navicat 或 dbdiagram.io 画出 ER 图：

• 用户表（users）
• 图书表（books）
• 管理员角色表（roles）

sql复制编辑CREATE TABLE users (
  id BIGINT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
  username VARCHAR(50) NOT NULL UNIQUE,
  password VARCHAR(100),
  role ENUM('USER', 'ADMIN')
);

CREATE TABLE books (
  id BIGINT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
  title VARCHAR(100),
  author VARCHAR(100),
  price DOUBLE
);

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3.2 实体类映射

使用 JPA 实体类标注：

java复制编辑@Entity
public class Book {
  @Id @GeneratedValue
  private Long id;
  private String title;
  private String author;
  private Double price;
}

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⚙️ 四、项目分层架构设计（30%）

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4.1 分层思想（经典 4 层架构）

javascript复制编辑Controller（Web控制层） ← 接收请求、返回视图或 JSON
↓
Service（业务逻辑层） ← 处理事务逻辑
↓
Repository（数据访问层） ← 连接数据库
↓
Entity（数据模型层） ← POJO、映射表

4.2 包结构设计

bash复制编辑com.example.bookmanager
├── controller       # 控制器
├── service          # 业务逻辑
├── repository       # 数据库访问
├── entity           # 数据模型
├── config           # 配置类
├── security         # 登录权限
└── BookManagerApplication.java

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️ 五、模块开发详细步骤（40%~70%）

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5.1 编写实体类 Book、User

配合数据库映射使用 @Entity、@Column、@Id 注解

5.2 编写 Repository 接口

java复制编辑public interface BookRepository extends JpaRepository {
    List findByTitleContaining(String keyword);
}

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5.3 编写业务 Service 层

java复制编辑@Service
public class BookService {
    @Autowired
    private BookRepository repo;

    public List listAll() {
        return repo.findAll();
    }

    public void save(Book book) {
        repo.save(book);
    }
}

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5.4 编写控制器 Controller 层

java复制编辑@Controller
public class BookController {
    @Autowired
    private BookService service;

    @GetMapping("/")
    public String viewHomePage(Model model) {
        model.addAttribute("listBooks", service.listAll());
        return "index";
    }

    @PostMapping("/save")
    public String saveBook(@ModelAttribute("book") Book book) {
        service.save(book);
        return "redirect:/";
    }
}

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5.5 页面开发（Thymeleaf 模板）

在 resources/templates/ 下：

• index.html：主页
• new_book.html：添加页面
• edit_book.html：编辑页面

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六、登录权限管理模块（80%）

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6.1 集成 Spring Security

xml复制编辑

    org.springframework.boot
    spring-boot-starter-security

6.2 配置用户名密码

yaml复制编辑spring:
  security:
    user:
      name: admin
      password: admin123

或自定义认证逻辑 + 数据库存储用户密码 + BCrypt 加密。

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七、测试、异常处理、优化阶段（90%）

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7.1 单元测试

java复制编辑@SpringBootTest
class BookServiceTest {
    @Autowired BookService service;

    @Test
    void testListAll() {
        List books = service.listAll();
        assertFalse(books.isEmpty());
    }
}

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7.2 异常处理（全局异常）

java复制编辑@ControllerAdvice
public class GlobalExceptionHandler {
    @ExceptionHandler(Exception.class)
    public String handleException(Exception e, Model model) {
        model.addAttribute("error", e.getMessage());
        return "error";
    }
}

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八、构建、部署、上线（100%）

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8.1 项目打包

bash


复制编辑
mvn clean package

生成 bookmanager-0.0.1-SNAPSHOT.jar

8.2 运行方式

bash


复制编辑
java -jar target/bookmanager-0.0.1-SNAPSHOT.jar

8.3 Docker 化部署

dockerfile复制编辑FROM openjdk:17
ADD target/bookmanager.jar app.jar
ENTRYPOINT ["java","-jar","/app.jar"]
bash复制编辑docker build -t bookmanager .
docker run -p 8080:8080 bookmanager

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8.4 发布流程（传统方式）

1. 上传 Jar 到服务器
2. 使用 systemd 管理后台进程
3. nginx 做反向代理，绑定域名

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九、整体项目节奏与时间分布（实际开发）

阶段	时间占比	说明
需求分析与设计	10%	通常 1~2 天
环境准备与初始化	5%	项目生成 + 配置 + DB连接
模块开发	40%	重点开发，持续集成
页面开发 + 安全	15%	UI 渲染、登录校验
测试与优化	20%	单元、接口、异常、性能
构建 + 部署上线	10%	Docker 或 Jar 发布

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十、高级功能

1. 搜索与分页功能（Spring Data JPA + Thymeleaf）

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✅ 功能目标：

• 支持用户按关键字搜索图书
• 每页显示固定数量（如 10 条）

依赖：

Spring Boot 已内置分页支持，无需额外依赖

Service 层实现：

java复制编辑public Page listAll(int pageNum, String keyword) {
    Pageable pageable = PageRequest.of(pageNum - 1, 10); // 第0页起
    if (keyword != null && !keyword.isEmpty()) {
        return repo.findByTitleContaining(keyword, pageable);
    }
    return repo.findAll(pageable);
}

Repository 接口：

java


复制编辑
Page findByTitleContaining(String keyword, Pageable pageable);

Controller 控制器：

java复制编辑@GetMapping("/")
public String viewHomePage(
        @RequestParam(defaultValue = "1") int page,
        @RequestParam(required = false) String keyword,
        Model model) {
    Page bookPage = service.listAll(page, keyword);
    model.addAttribute("bookPage", bookPage);
    model.addAttribute("currentPage", page);
    model.addAttribute("keyword", keyword);
    return "index";
}

️ 页面模板 index.html（简化）：

html复制编辑

  
  搜索



  




  
  上一页
  下一页

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2. 文件上传（Multipart + 本地存储）

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✅ 功能目标：

• 图书添加时上传封面图

Maven 依赖（已内置）

Spring Boot 自动启用 Multipart

配置文件：

yaml复制编辑spring:
  servlet:
    multipart:
      enabled: true
      max-file-size: 2MB
      max-request-size: 5MB
  upload:
    dir: uploads/

Controller 示例：

java复制编辑@PostMapping("/upload")
public String uploadFile(@RequestParam("file") MultipartFile file) throws IOException {
    String uploadDir = "uploads/";
    String filename = UUID.randomUUID() + "_" + file.getOriginalFilename();
    Path path = Paths.get(uploadDir + filename);
    Files.createDirectories(path.getParent());
    Files.write(path, file.getBytes());
    return "redirect:/?uploadSuccess=true";
}

HTML 上传表单：

html复制编辑

  
  上传

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️ 3. JWT 用户认证（前后端分离准备）

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✅ 功能目标：

• 用户登录后返回 JWT
• 前端携带 token 访问接口

添加依赖：

xml复制编辑
  io.jsonwebtoken
  jjwt-api
  0.11.5

JWT 工具类：

java复制编辑public class JwtUtil {
    private static final String SECRET_KEY = "secret123";

    public static String generateToken(String username) {
        return Jwts.builder()
                .setSubject(username)
                .setIssuedAt(new Date())
                .setExpiration(new Date(System.currentTimeMillis() + 86400000)) // 1天
                .signWith(SignatureAlgorithm.HS512, SECRET_KEY)
                .compact();
    }

    public static String extractUsername(String token) {
        return Jwts.parser().setSigningKey(SECRET_KEY)
                .parseClaimsJws(token).getBody().getSubject();
    }
}

登录接口返回 JWT：

java复制编辑@RestController
public class AuthController {

    @PostMapping("/api/login")
    public ResponseEntity login(@RequestBody LoginRequest login) {
        if (login.getUsername().equals("admin") && login.getPassword().equals("1234")) {
            String token = JwtUtil.generateToken(login.getUsername());
            return ResponseEntity.ok(Map.of("token", token));
        }
        return ResponseEntity.status(HttpStatus.UNAUTHORIZED).body("Invalid credentials");
    }
}

使用 JWT 做权限过滤器：

自定义 OncePerRequestFilter 解码并设置 SecurityContextHolder，可在需要认证的接口中通过 @AuthenticationPrincipal 拿用户。

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4. 接口限流（Rate Limiting）

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✅ 功能目标：

• 每 IP 每分钟最多请求 N 次（比如 20 次）

方法一：使用 Bucket4j（令牌桶）

xml复制编辑
    com.github.vladimir-bukhtoyarov
    bucket4j-core
    8.4.0

拦截器实现（伪代码）：

java复制编辑@Component
public class RateLimitInterceptor extends HandlerInterceptorAdapter {

    private final Map ipBucketMap = new ConcurrentHashMap<>();

    private Bucket resolveBucket(String ip) {
        return ipBucketMap.computeIfAbsent(ip, key ->
            Bucket4j.builder()
                .addLimit(Bandwidth.classic(20, Refill.greedy(20, Duration.ofMinutes(1))))
                .build()
        );
    }

    @Override
    public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) {
        String ip = request.getRemoteAddr();
        Bucket bucket = resolveBucket(ip);
        if (bucket.tryConsume(1)) {
            return true;
        }
        response.setStatus(HttpStatus.TOO_MANY_REQUESTS.value());
        response.getWriter().write("Rate limit exceeded");
        return false;
    }
}

然后注册到 WebMvcConfigurer 的 addInterceptors()。

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整体功能架构整合图

plaintext复制编辑[Spring Boot + Spring Security + JPA]
      ↓            ↓            ↓
  JWT认证     分页搜索      文件上传
      ↓            ↓            ↓
   REST风格接口  HTML页面    本地磁盘
      ↓
  接口限流（Bucket4j）

✅ 总结：完整流程图（开发视角）

plaintext复制编辑[需求 → 技术选型 → 架构 → 实体建模 → DB设计]
                    ↓
   [项目初始化 → 多层结构 → Controller/Service/Repo]
                    ↓
        [页面开发 + Thymeleaf + Bootstrap]
                    ↓
          [登录权限 + 测试 + 异常处理]
                    ↓
       [Maven打包 + Docker部署 + 上线发布]