软件开发系统设计详细说明书

软件开发系统设计详细说明书一、项目概述1.1项目背景本项目源于某电商平台的业务升级需求。现有系统因架构陈旧、性能瓶颈突出，难以支撑日均百万级用户访问与十万级订单处理量；同时功能层面缺乏个性化推荐、全链路数据追踪等能力，用户体验与运营效率亟待提升。为解决上述痛点，需开发一套高可用、高性能、易扩展的新一代电商系统，实现订单处理效率提升50%、支持千万级用户并发，并构建数据驱动的运营体系。1.2项目目标业务目标：优化订单全流程（下单→支付→发货→售后），降低履约成本；通过用户画像与推荐算法，提升转化率与复购率。技术目标：构建分层微服务架构，支持水平扩展；核心接口响应时间≤2秒，并发处理能力≥5000TPS；保障数据安全与合规（如GDPR、等保2.0）。1.3系统范围包含功能：用户中心（注册/登录/权限）、商品管理（发布/编辑/搜索）、订单管理（下单/支付/退款）、数据中台（用户画像/行为分析）。排除功能：物流跟踪（对接第三方服务商）、跨境支付（一期仅支持国内支付）。二、需求分析2.1功能需求2.1.1用户中心模块注册登录：支持手机号/邮箱注册（验证码有效期5分钟）、密码/短信/第三方（微信/支付宝）登录，登录态保持7天。信息管理：修改头像、昵称、联系方式，绑定/解绑第三方账号；支持实名认证（姓名+身份证号，提交后不可修改）。权限体系：基于RBAC模型，角色分为“普通用户”“运营”“超级管理员”，分别对应个人操作、商品/订单管理、系统配置权限。2.1.2商品管理模块商品发布：运营人员录入商品信息（名称、价格、库存、详情、分类），支持多图/视频上传（单文件≤100MB）。库存管理：实时扣减（下单时）与异步回滚（取消订单时），库存低于阈值（如10件）触发运营预警。搜索推荐：按关键词、分类、价格区间检索，支持模糊匹配与“销量/价格”排序；基于用户行为（浏览/购买）推送个性化商品。2.1.3订单管理模块下单流程：用户选品→生成订单→扣减库存→跳转支付→支付成功后更新状态（待发货）。订单操作：取消（未付款）、退款（已付款未发货）、确认收货（已发货）；支持按订单号/时间/状态筛选，导出Excel。异常处理：支付超时（30分钟）自动取消订单并恢复库存，退款审核超时（24小时）自动通过。2.1.4支付管理模块支付方式：微信/支付宝/银行卡/余额支付，余额需提前充值（支持第三方支付充值）。退款逻辑：用户申请→运营审核→调用第三方退款接口→更新订单与账户余额（原路返回，到账时间≤3个工作日）。2.2非功能需求2.2.1性能需求响应时间：核心接口（下单、支付）≤2秒，列表查询（如订单列表）≤1秒，页面加载≤3秒。并发能力：支持10万用户同时在线，下单峰值并发≥5000TPS。数据容量：订单表支持千万级存储，商品表百万级，用户表百万级，历史数据按月归档。2.2.2安全需求身份认证：JWT令牌+Redis黑名单（异地登录强制下线），密码BCrypt加密，敏感信息（手机号、身份证）脱敏显示。防攻击：SQL注入（MyBatis预编译）、XSS（前端过滤+后端转义）、CSRF（JWT+Referer校验）。2.2.3兼容性需求前端：兼容Chrome（≥90）、Firefox（≥85）、Edge（≥90）、Safari（≥14），适配iOS（≥13）、Android（≥9）移动端。后端：支持Linux（CentOS8+）、WindowsServer（2019+）部署，数据库兼容MySQL8.0+、PostgreSQL12+。三、系统架构设计3.1整体架构采用分层微服务架构，分为表现层、业务逻辑层、数据访问层，各层解耦且职责单一：表现层：前端（Vue3.0）渲染页面/提供RESTfulAPI，负责参数校验、请求转发；网关（SpringCloudGateway）统一鉴权、限流。业务逻辑层：微服务集群（用户、商品、订单、支付等），封装核心业务规则（如订单幂等性、库存扣减策略）。数据访问层：数据库（MySQL主从）、缓存（Redis集群）、文件存储（MinIO分布式），提供统一数据访问接口。3.2技术选型3.2.1后端技术框架：SpringBoot2.7.0（快速开发）、SpringCloudAlibaba（服务注册/配置/网关）。数据库：MySQL8.0（关系型存储）、Redis6.0（缓存/分布式锁）、Elasticsearch7.17（全文搜索）。中间件：RabbitMQ（异步消息，如订单通知、库存回滚）、Nginx（负载均衡）。工具：MyBatis-Plus（ORM）、Hutool（工具类）、JWT（身份认证）、SkyWalking（链路追踪）。3.2.2前端技术框架：Vue3.0+VueRouter+Pinia（状态管理）。UI库：ElementPlus（PC端）、Vant（移动端）。3.2.3部署技术容器化：Docker（镜像打包）、Kubernetes（集群管理）。监控：Prometheus（指标）、Grafana（可视化）、ELK（日志分析）。四、模块详细设计4.1用户管理模块4.1.1功能描述管理用户生命周期（注册→登录→权限→注销），分为用户侧（个人信息、登录）与管理侧（角色分配、状态管控）。4.1.2流程设计（注册流程）1.用户提交手机号/邮箱、密码、验证码（前端先验证格式）。2.前端调用`/user/register`接口，携带参数。3.后端校验：验证码有效性（Redis查询）、账号唯一性（数据库查询）、密码强度（≥8位，含大小写字母+数字）。4.校验通过后，密码BCrypt加密，插入用户表，返回注册成功；失败则返回错误原因（如“手机号已注册”）。4.1.3接口设计注册接口：`POST/api/user/register`，参数`phone`/`email`、`password`、`code`，返回`{code:0,msg:"成功",data:null}`。登录接口：`POST/api/user/login`，参数`account`（手机号/邮箱）、`password`，返回`{code:0,msg:"成功",data:{token:"xxx",userInfo:{...}}}`。4.2订单管理模块4.2.1功能描述处理订单全生命周期（创建→支付→发货→完成→售后），保障数据一致性（库存、资金、订单状态）。4.2.2流程设计（下单流程）1.用户提交订单信息（商品列表、收货地址、支付方式）。2.前端调用`/order/create`接口，携带订单参数。3.后端校验：商品库存（Redis查询，防止超卖）、用户余额（余额支付时）。4.校验通过后，创建订单（状态“待付款”），扣减Redis库存（异步任务扣减数据库库存）。6.用户支付成功后，支付服务异步通知订单服务，更新状态为“已付款”，触发发货流程。4.2.3数据模型订单表（`t_order`）：`id`（主键）、`order_no`（唯一订单号）、`user_id`、`total_amount`、`status`（0待付款/1已付款/2已发货/3已完成/4已取消）、`create_time`。订单商品表（`t_order_item`）：`id`、`order_id`、`product_id`、`price`、`quantity`、`name`（商品名称，冗余存储）。五、数据设计5.1概念模型（ER图）用户与订单（一对多）、地址（一对多）、角色（多对多，通过`user_role`表）关联。商品与订单商品（一对多）、分类（多对一）关联。订单与支付记录（一对一）、退款记录（一对一）关联。5.2逻辑模型（表结构）5.2.1用户表（`t_user`）字段名类型长度nullable说明-------------------------------------------------------------`id`bigint-否主键ID`phone`varchar11否手机号（唯一）`password`varchar100否BCrypt加密后密码`status`tinyint-否状态（0禁用/1启用）`create_time`datetime-否创建时间5.2.2订单表（`t_order`）字段名类型长度nullable说明-------------------------------------------------------------`id`bigint-否主键ID`order_no`varchar32否订单号（UUID生成）`user_id`bigint-否用户ID`total_amount`decimal10,2否总金额`status`tinyint-否订单状态`create_time`datetime-否创建时间5.3物理模型数据库引擎：InnoDB（支持事务、外键），订单表与用户表建立联合索引（`user_id`,`create_time`）优化历史订单查询。缓存策略：热点数据（如商品库存、用户信息）存入Redis，过期时间：商品库存5分钟，用户信息2小时。存储方案：商品图片、订单凭证等文件存储到MinIO，使用CDN（如阿里云CDN）加速访问。六、接口设计6.1内部接口（模块间）6.1.1订单服务调用商品服务扣减库存接口地址：`POST/api/product/deductStock`参数：`productId`（商品ID）、`quantity`（数量）、`orderId`（订单ID，幂等性）返回：`{code:0,msg:"成功",data:{stock:剩余库存}}`6.1.2用户服务调用权限服务验证权限接口地址：`POST/api/permission/check`参数：`userId`（用户ID）、`permissionCode`（权限码，如`order:create`）返回：`{code:0,msg:"成功",data:{hasPermission:true/false}}`6.2外部接口（第三方对接）6.2.1微信支付接口请求方式：POST，参数按微信支付API规范（如`appid`、`mch_id`、`nonce_str`等）。响应：返回预支付会话标识`prepay_id`，用于生成支付二维码。6.2.2短信验证码接口（阿里云短信）请求方式：POST，参数`PhoneNumbers`（手机号）、`SignName`（签名）、`TemplateCode`（模板ID）。响应：返回发送结果（成功/失败），错误码说明。认证方式：AccessKey+SecretKey，请求加签。6.3用户接口（前端交互）6.3.1下单页面交互流程：用户选品→填写地址→选择支付方式→点击“提交订单”→跳转到支付页面（或弹出支付弹窗）。前端组件：`el-form`做表单验证，`axios`提交订单数据，`WebSocket`接收订单状态更新（如支付成功通知）。七、安全设计7.1身份认证用户登录：JWT令牌（含用户ID、角色、过期时间），前端存储`localStorage`，每次请求携带`Authorization`头（`Bearertoken`）。第三方登录：OAuth2.0协议，获取第三方用户信息后关联本系统账号（首次登录自动注册）。7.2权限控制RBAC模型：用户→角色→权限（菜单/接口），超级管理员分配角色，运营角色管理商品/订单，普通用户仅操作个人中心。接口权限：后端接口添加`@PreAuthorize("hasPermission('order:create')")`注解，结合SpringSecurity拦截。7.3数据安全存储加密：密码BCrypt加密（不可逆），敏感信息（如身份证号）AES加密存储，查询时脱敏显示（如“1101234”）。7.4防攻击设计SQL注入：MyBatis-Plus预编译SQL，前端输入特殊字符过滤（如单引号、`<script>`标签）。CSRF攻击：前后端分离场景下，JWT+Referer校验（非同源请求拒绝）。八、部署与运维设计8.1部署架构生产环境：Kubernetes集群（3节点：1主+2工作），NginxIngress负载均衡，微服务（用户、商品等）以Pod形式部署，共享Redis、MySQL集群。容灾设计：MySQL主从复制（1主2从），Redis集群（哨兵模式），MinIO分布式存储（多节点冗余）。8.2环境配置开发环境：单机部署，前端`npmrundev`，后端`SpringBoot`应用，连接本地数据库/Redis。测试环境：与生产架构一致（缩小规模），数据定期从生产同步（脱敏后），用于集成/压力测试。生产环境：Nacos配置中