以下是一个基于Java开发的家教系统的实现方案,涵盖技术选型、系统架构、核心功能模块及关键实现细节。建议结合项目需求灵活调整。
一、系统架构设计
采用 分层架构 + 模块化开发,典型技术栈如下:
层级 | 技术选型 | 说明 |
---|---|---|
前端 | Vue.js/React + Uni-app/原生移动端 | Web端使用Vue.js,移动端可选跨平台框架(如Uni-app)或原生开发 |
后端 | Spring Boot + Spring Security | 快速构建RESTful API,集成权限管理 |
数据库 | MySQL + Redis | 关系型数据存储 + 缓存(会话、热点数据) |
中间件 | RabbitMQ/Kafka | 异步消息队列(订单通知、日志处理) |
搜索 | Elasticsearch | 课程/教师高效检索 |
部署 | Docker + Nginx | 容器化部署 + 反向代理/负载均衡 |
二、核心功能模块
1. 用户管理
- 功能:注册/登录、角色管理(学生/教师/管理员)、个人信息维护。
- 技术实现:
- Spring Security + JWT 实现认证与授权。
- 学生/教师角色分离,通过注解(如
@PreAuthorize("hasRole('TEACHER')")
)控制接口权限。 - 短信/邮箱验证码(集成阿里云/腾讯云SDK)。
2. 课程管理
- 功能:
- 教师发布课程(科目、价格、时间、授课方式等)。
- 学生搜索课程(按科目、价格、评分、距离过滤)。
- 课程预约与排课冲突检测。
- 技术实现:
- Elasticsearch实现全文搜索与复杂条件过滤。
- 时间冲突检测算法:查询教师/学生已有课程时间区间,使用
LocalDateTime
判断重叠。 - 地理距离计算(如Haversine公式或集成高德/百度地图API)。
3. 订单与支付
- 功能:生成订单、支付(微信/支付宝)、退款、订单状态跟踪。
- 技术实现:
- 集成支付宝/微信支付SDK,使用沙箱环境测试。
- 订单状态机(如
UNPAID
→PAID
→COMPLETED
→REFUNDED
)。 - 事务管理:支付回调时更新订单状态并扣减库存(如课程可预约名额)。
4. 评价与评分
- 功能:学生评价教师、教师回复、评分统计。
- 技术实现:
- 数据库设计:评价表关联
user_id
(学生)、teacher_id
、course_id
。 - 评分更新:使用Redis缓存评分变化,定时批量写入MySQL避免频繁IO。
5. 即时通讯与通知
- 功能:学生与教师聊天、系统通知(订单成功、课程提醒)。
- 技术实现:
- WebSocket(如Spring STOMP)实现实时聊天。
- RabbitMQ发送异步通知(邮件、短信、站内信)。
三、数据库设计(关键表)
-- 用户表
CREATE TABLE `user` (
`id` INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
`username` VARCHAR(50) UNIQUE NOT NULL, -- 用户名/手机号
`role` ENUM('STUDENT', 'TEACHER', 'ADMIN') NOT NULL,
`avatar` VARCHAR(255), -- 头像URL
`create_time` DATETIME
);
-- 课程表
CREATE TABLE `course` (
`id` INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
`teacher_id` INT NOT NULL,
`subject` VARCHAR(50) NOT NULL, -- 科目(数学、英语等)
`price` DECIMAL(10,2) NOT NULL,
`start_time` DATETIME NOT NULL,
`end_time` DATETIME NOT NULL,
`status` ENUM('AVAILABLE', 'BOOKED', 'CANCELED'),
FOREIGN KEY (`teacher_id`) REFERENCES `user`(`id`)
);
-- 订单表
CREATE TABLE `order` (
`id` VARCHAR(32) PRIMARY KEY, -- 订单号(时间戳+随机数)
`student_id` INT NOT NULL,
`course_id` INT NOT NULL,
`amount` DECIMAL(10,2) NOT NULL,
`pay_status` ENUM('UNPAID', 'PAID', 'REFUNDED'),
`create_time` DATETIME,
FOREIGN KEY (`student_id`) REFERENCES `user`(`id`),
FOREIGN KEY (`course_id`) REFERENCES `course`(`id`)
);
四、关键技术点
- 安全与权限
- 敏感操作(如支付、删除)记录操作日志。
- 使用HTTPS + 参数加密(如AES)保障数据传输安全。
- 防止SQL注入:MyBatis使用
#{}
占位符。
- 性能优化
- 缓存课程列表:Redis缓存热门科目课程信息,设置TTL自动过期。
- 分库分表:订单表按时间分表,用户表按角色分库(学生/教师)。
- 高并发处理
- 课程秒杀场景:Redis预减库存 + 消息队列异步下单。
- 分布式锁(Redisson)防止重复预约。
五、部署与监控
- 容器化:Docker打包应用,K8s管理集群(可选)。
- 日志:ELK(Elasticsearch + Logstash + Kibana)收集分析日志。
- 监控:Prometheus + Grafana监控系统性能。
六、扩展方向
- 智能推荐:根据学生历史行为推荐教师(协同过滤算法)。
- 在线课堂:集成第三方SDK(如腾讯云实时音视频)。
- 数据分析:统计教师收入、学生活跃度(使用ECharts可视化)。
通过模块化设计与合理技术选型,可逐步迭代开发,优先实现核心功能(课程发布、预约、支付),再扩展辅助模块(评价、通知)。