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Java Web 开发详细流程

news 来源：原创 2025/6/1 15:09:35

🧭 一、项目立项与需求分析阶段（0%）

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）

🧱 二、系统设计与环境准备阶段（10%）

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

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

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）

📐 三、数据库设计与模型映射（20%）

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
);

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 @GeneratedValueprivate Long id;private String title;private String author;private Double price;
}

⚙️ 四、项目分层架构设计（30%）

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

🛠️ 五、模块开发详细步骤（40%~70%）

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<Book, Long> {List<Book> findByTitleContaining(String keyword);
}

5.3 编写业务 Service 层

java复制编辑@Service
public class BookService {@Autowiredprivate BookRepository repo;public List<Book> listAll() {return repo.findAll();}public void save(Book book) {repo.save(book);}
}

5.4 编写控制器 Controller 层

java复制编辑@Controller
public class BookController {@Autowiredprivate 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:/";}
}

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

🔐 六、登录权限管理模块（80%）

6.1 集成 Spring Security

xml复制编辑<!-- pom.xml -->
<dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-security</artifactId>
</dependency>

6.2 配置用户名密码

yaml复制编辑spring:security:user:name: adminpassword: admin123

或自定义认证逻辑 + 数据库存储用户密码 + BCrypt 加密。

🔍 七、测试、异常处理、优化阶段（90%）

7.1 单元测试

java复制编辑@SpringBootTest
class BookServiceTest {@Autowired BookService service;@Testvoid testListAll() {List<Book> books = service.listAll();assertFalse(books.isEmpty());}
}

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";}
}

📦 八、构建、部署、上线（100%）

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

8.4 发布流程（传统方式）

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

📊 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

🧩 十、高级功能

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

✅ 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<Book> 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<Book> 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<Book> 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<form method="get" action="/"><input type="text" name="keyword" placeholder="搜索书名" value="${keyword}"><button type="submit">搜索</button>
</form><div th:each="book : ${bookPage.content}"><p th:text="${book.title}"></p>
</div><div><span th:text="'第 ' + ${currentPage} + ' 页'"></span><a th:href="@{'/?page=' + (${currentPage} - 1) + '&keyword=' + ${keyword}}">上一页</a><a th:href="@{'/?page=' + (${currentPage} + 1) + '&keyword=' + ${keyword}}">下一页</a>
</div>

🧵 2. 文件上传（Multipart + 本地存储）

✅ 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: truemax-file-size: 2MBmax-request-size: 5MBupload: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<form method="post" action="/upload" enctype="multipart/form-data"><input type="file" name="file" /><button type="submit">上传</button>
</form>

🛡️ 3. JWT 用户认证（前后端分离准备）

✅ 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<dependency><groupId>io.jsonwebtoken</groupId><artifactId>jjwt-api</artifactId><version>0.11.5</version>
</dependency>

🧠 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。

🚦 4. 接口限流（Rate Limiting）

✅ 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<dependency><groupId>com.github.vladimir-bukhtoyarov</groupId><artifactId>bucket4j-core</artifactId><version>8.4.0</version>
</dependency>

💡 拦截器实现（伪代码）：

java复制编辑@Component
public class RateLimitInterceptor extends HandlerInterceptorAdapter {private final Map<String, Bucket> 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());}@Overridepublic 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()。

🏁 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]