Java 大学期末实操项目在线图书管理系统设计与实现含完整功能模块的实操项目

原创

啦啦啦191

修改于 2025-07-11 19:26:06

1880

文章被收录于专栏：Java开发Java开发

以下是按照您的要求，结合最新Java技术（如Java 8+特性、Spring Boot、单元测试等）生成的实操内容。文章将包含技术说明和代码实现，帮助学生掌握现代Java开发技能。

Java大学期末实操项目：在线图书管理系统

项目概述

本项目使用Spring Boot 3.0和Java 17开发一个简单的在线图书管理系统，包含图书CRUD操作、用户认证和单元测试。通过这个项目，你将掌握：

Spring Boot项目结构与配置
RESTful API设计与实现
Java Stream API与Lambda表达式
JPA数据持久化
单元测试与Mock技术

技术栈

后端：Spring Boot 3.0、Spring Security、Spring Data JPA
数据库：H2（内存数据库）
测试：JUnit 5、Mockito
构建工具：Maven

一、项目搭建与基础配置

1. 创建Spring Boot项目

使用Spring Initializr快速搭建项目，添加以下依赖：

Spring Web
Spring Data JPA
Spring Security
H2 Database
Lombok
Validation

// pom.xml（关键依赖）
<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-data-jpa</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-security</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>com.h2database</groupId>
        <artifactId>h2</artifactId>
        <scope>runtime</scope>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.projectlombok</groupId>
        <artifactId>lombok</artifactId>
        <optional>true</optional>
    </dependency>
</dependencies>

2. 配置文件（application.properties）

# 数据库配置
spring.datasource.url=jdbc:h2:mem:testdb
spring.datasource.driverClassName=org.h2.Driver
spring.datasource.username=sa
spring.datasource.password=password
spring.h2.console.enabled=true

# JPA配置
spring.jpa.hibernate.ddl-auto=update
spring.jpa.show-sql=true
spring.jpa.properties.hibernate.format_sql=true

二、领域模型与数据访问层

1. 实体类（Entity）

使用Lombok注解简化代码，定义Book实体：

// Book.java
@Entity
@Data
@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
@Builder
public class Book {
    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
    private Long id;
    
    @NotBlank(message = "书名不能为空")
    private String title;
    
    @NotBlank(message = "作者不能为空")
    private String author;
    
    @Min(value = 0, message = "价格不能为负数")
    private Double price;
    
    private LocalDateTime createTime;
    
    @PrePersist
    public void prePersist() {
        this.createTime = LocalDateTime.now();
    }
}

2. 仓库接口（Repository）

使用Spring Data JPA的JpaRepository实现CRUD操作：

// BookRepository.java
public interface BookRepository extends JpaRepository<Book, Long> {
    // 自定义查询方法
    List<Book> findByAuthor(String author);
    
    // 使用Java Stream API处理大结果集
    @Query("SELECT b FROM Book b")
    Stream<Book> streamAllBooks();
}

三、服务层实现

1. 服务接口与实现

使用@Service注解创建业务逻辑层：

// BookService.java
public interface BookService {
    Book saveBook(Book book);
    Book getBookById(Long id);
    List<Book> getAllBooks();
    List<Book> getBooksByAuthor(String author);
    void deleteBook(Long id);
}

// BookServiceImpl.java
@Service
@RequiredArgsConstructor
public class BookServiceImpl implements BookService {
    private final BookRepository bookRepository;
    
    @Override
    public Book saveBook(Book book) {
        return bookRepository.save(book);
    }
    
    @Override
    public Book getBookById(Long id) {
        return bookRepository.findById(id)
                .orElseThrow(() -> new EntityNotFoundException("Book not found with id: " + id));
    }
    
    @Override
    public List<Book> getAllBooks() {
        // 使用Java Stream API过滤和排序
        return bookRepository.findAll().stream()
                .sorted(Comparator.comparing(Book::getCreateTime).reversed())
                .collect(Collectors.toList());
    }
    
    @Override
    public List<Book> getBooksByAuthor(String author) {
        return bookRepository.findByAuthor(author);
    }
    
    @Override
    public void deleteBook(Long id) {
        bookRepository.deleteById(id);
    }
}

四、RESTful API设计与实现

1. 控制器层（Controller）

使用@RestController和@RequestMapping注解创建API接口：

// BookController.java
@RestController
@RequestMapping("/api/books")
@RequiredArgsConstructor
public class BookController {
    private final BookService bookService;
    
    @PostMapping
    @ResponseStatus(HttpStatus.CREATED)
    public Book createBook(@Valid @RequestBody Book book) {
        return bookService.saveBook(book);
    }
    
    @GetMapping("/{id}")
    public Book getBook(@PathVariable Long id) {
        return bookService.getBookById(id);
    }
    
    @GetMapping
    public List<Book> getAllBooks() {
        return bookService.getAllBooks();
    }
    
    @GetMapping("/author/{author}")
    public List<Book> getBooksByAuthor(@PathVariable String author) {
        return bookService.getBooksByAuthor(author);
    }
    
    @DeleteMapping("/{id}")
    @ResponseStatus(HttpStatus.NO_CONTENT)
    public void deleteBook(@PathVariable Long id) {
        bookService.deleteBook(id);
    }
}

五、安全配置与用户认证

1. Spring Security配置

使用@Configuration和@EnableWebSecurity注解配置基本认证：

// SecurityConfig.java
@Configuration
@EnableWebSecurity
public class SecurityConfig {
    
    @Bean
    public SecurityFilterChain securityFilterChain(HttpSecurity http) throws Exception {
        http
            .authorizeRequests()
                .antMatchers("/api/books").permitAll()  // 公开访问的API
                .anyRequest().authenticated()
                .and()
            .httpBasic()
                .and()
            .csrf().disable();
        return http.build();
    }
    
    @Bean
    public UserDetailsService userDetailsService() {
        UserDetails user = User.builder()
            .username("admin")
            .password("{bcrypt}$2a$10$GRLdNijSQMUvl/au9ofL.eDwmoohzzS7.rmNSJZ.0FxO/BTk76PK")  // 密码: password
            .roles("ADMIN")
            .build();
        return new InMemoryUserDetailsManager(user);
    }
}

六、单元测试与集成测试

1. 服务层单元测试

使用JUnit 5和Mockito测试服务层逻辑：

// BookServiceImplTest.java
@ExtendWith(MockitoExtension.class)
class BookServiceImplTest {
    
    @Mock
    private BookRepository bookRepository;
    
    @InjectMocks
    private BookServiceImpl bookService;
    
    @Test
    void whenSaveBook_thenReturnBook() {
        // 准备测试数据
        Book book = Book.builder()
                .title("Java实战")
                .author("John Doe")
                .price(99.9)
                .build();
        
        // 模拟Repository行为
        Mockito.when(bookRepository.save(any(Book.class))).thenReturn(book);
        
        // 执行测试
        Book savedBook = bookService.saveBook(book);
        
        // 验证结果
        assertNotNull(savedBook);
        assertEquals("Java实战", savedBook.getTitle());
        Mockito.verify(bookRepository, times(1)).save(any(Book.class));
    }
}

2. 控制器集成测试

使用Spring MVC Test测试API接口：

// BookControllerTest.java
@WebMvcTest(BookController.class)
class BookControllerTest {
    
    @Autowired
    private MockMvc mockMvc;
    
    @MockBean
    private BookService bookService;
    
    @Test
    void givenBooks_whenGetAllBooks_thenReturnJsonArray() throws Exception {
        // 准备测试数据
        Book book = Book.builder()
                .id(1L)
                .title("Java实战")
                .author("John Doe")
                .price(99.9)
                .build();
        
        // 模拟Service行为
        Mockito.when(bookService.getAllBooks()).thenReturn(Collections.singletonList(book));
        
        // 执行测试
        mockMvc.perform(get("/api/books"))
                .andExpect(status().isOk())
                .andExpect(jsonPath("$", hasSize(1)))
                .andExpect(jsonPath("$[0].title", is("Java实战")));
    }
}

七、项目部署与测试

1. 启动应用

运行主类BookManagementApplication，Spring Boot会自动配置并启动应用。访问H2控制台：http://localhost:8080/h2-console，使用配置的数据库连接信息登录。

2. API测试

使用Postman或curl测试API：

创建图书：

  curl -X POST "http://localhost:8080/api/books" \

-H "Content-Type: application/json" \

-d '{"title":"Effective Java","author":"Joshua Bloch","price":89.9}'

获取所有图书：

  curl "http://localhost:8080/api/books"

总结

通过这个项目，你掌握了现代Java开发的核心技术：

Spring Boot：快速搭建企业级应用
Java 8+ 特性：Stream API、Lambda表达式、LocalDateTime
数据持久化：JPA与H2内存数据库
RESTful API：设计与测试最佳实践
安全认证：Spring Security基础配置
单元测试：JUnit 5与Mockito的使用

这些技术是Java开发的核心技能，也是大学期末考试和企业面试的重点内容。建议你动手实践，尝试扩展这个项目（如添加分页功能、整合Redis缓存等），加深对Java技术栈的理解。

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原创声明：本文系作者授权腾讯云开发者社区发表，未经许可，不得转载。

如有侵权，请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。

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