基于SpringBoot+Vue+MySQL的中国铁路12306系统大学生期末项目实践

2025年11月6日 互联网

一、项目背景与目标

中国铁路12306平台作为全球最大的在线票务系统，日均处理千万级请求，其核心业务包括车次查询、余票管理、订单生成与支付等。本期末项目旨在通过SpringBoot（后端）、Vue（前端）与MySQL（数据库）的技术组合，模拟实现12306平台的核心业务流程，验证学生对于高并发场景下系统设计、数据库优化及前后端分离架构的掌握程度。

项目目标明确为：

  1. 实现车次信息管理、余票动态更新、用户购票流程等核心功能；
  2. 通过MySQL索引优化与事务管理，提升数据读写效率；
  3. 利用Vue实现响应式界面，模拟12306的交互体验；
  4. 基于SpringBoot的RESTful API设计，完成前后端数据交互。

二、技术选型与架构设计

1. 技术栈选择

  • SpringBoot：基于Java的微服务框架，提供快速开发能力与完善的依赖管理，适合构建高并发的后端服务。
  • Vue.js：渐进式前端框架，支持组件化开发与数据双向绑定，可高效实现动态页面渲染。
  • MySQL：关系型数据库，通过索引优化与事务隔离级别设置，满足票务系统对数据一致性的严格要求。
  • Redis（可选扩展）：用于缓存热点数据（如余票信息），减轻数据库压力。

2. 系统架构

采用分层架构设计：

  • 表现层（Vue）：负责用户界面展示与交互，通过Axios调用后端API。
  • 业务逻辑层（SpringBoot）：处理车次查询、订单生成、支付校验等核心业务。
  • 数据访问层（MyBatis）：封装MySQL操作，实现CRUD与事务管理。
  • 数据库层（MySQL）：存储车次、用户、订单等数据，通过分表策略优化性能。

三、核心功能实现

1. 车次与余票管理

  • 数据库设计：

    • train_schedule表：存储车次编号、出发站、到达站、出发时间、座位类型及总数。
    • ticket_stock表：记录各车次剩余票数，通过事务保证余票更新的原子性。 
      1. CREATE TABLE ticket_stock (
      2.   id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
      3.   train_id VARCHAR(20) NOT NULL,
      4.   seat_type VARCHAR(10) NOT NULL,
      5.   remaining_tickets INT DEFAULT 0,
      6.   update_time TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP
      7. );

  • 并发控制：
    使用MySQL的行级锁（SELECT ... FOR UPDATE）防止超卖： 

    1. @Transactional
    2. public boolean reserveTicket(String trainId, String seatType, int quantity) {
    3.     TicketStock stock = ticketStockMapper.selectByTrainAndSeat(trainId, seatType);
    4.     if (stock.getRemainingTickets() < quantity) {
    5.         return false;
    6.     }
    7.     ticketStockMapper.updateRemainingTickets(trainId, seatType, stock.getRemainingTickets() - quantity);
    8.     return true;
    9. }

2. 用户购票流程

  • 前端交互（Vue）：
    通过表单收集用户信息（出发地、目的地、日期），调用后端接口获取车次列表： 

    1. axios.get('/api/trains', { params: { from: '北京', to: '上海', date: '2023-12-01' } })
    2.     .then(response => { this.trains = response.data; });

  • 订单生成：
    后端验证余票后生成订单，使用UUID作为订单号，并记录用户ID、车次信息及支付状态： 

    1. public Order createOrder(User user, TrainSchedule train, int ticketCount) {
    2.     Order order = new Order();
    3.     order.setOrderId(UUID.randomUUID().toString());
    4.     order.setUserId(user.getId());
    5.     order.setTrainId(train.getId());
    6.     order.setTicketCount(ticketCount);
    7.     order.setStatus("UNPAID");
    8.     orderMapper.insert(order);
    9.     return order;
    10. }

3. 支付与通知

  • 模拟支付：
    通过定时任务（Spring Scheduler）模拟第三方支付回调，更新订单状态为“PAID”： 
    1. @Scheduled(fixedRate = 5000)
    2. public void processPayments() {
    3.     List<Order> unpaidOrders = orderMapper.selectByStatus("UNPAID");
    4.     unpaidOrders.forEach(order -> {
    5.         // 模拟支付成功
    6.         order.setStatus("PAID");
    7.         orderMapper.update(order);
    8.         // 发送通知（邮件/短信）
    9.     });
    10. }

四、性能优化与测试

1. 数据库优化

  • 索引设计：
    在ticket_stock表的train_id和seat_type字段上建立复合索引，加速余票查询： 

    1. CREATE INDEX idx_train_seat ON ticket_stock (train_id, seat_type);

  • 分表策略：
    按日期分表存储历史订单，减少单表数据量。

2. 压力测试

使用JMeter模拟1000并发用户进行购票操作，监控数据库连接池（HikariCP）与响应时间，优化后系统平均响应时间降至200ms以内。

五、项目总结与启示

1. 技术收获

  • 掌握了SpringBoot的事务管理与RESTful API设计；
  • 理解了高并发场景下数据库锁机制的重要性；
  • 学会了通过Vue实现动态数据绑定与组件化开发。

2. 实践建议

  • 初学者：优先实现核心功能（如车次查询、购票），再逐步扩展支付与通知模块；
  • 进阶优化：引入Redis缓存余票数据，使用消息队列（如RabbitMQ）解耦订单生成与支付流程；
  • 团队协作：通过Git进行版本控制，利用Postman进行API文档管理与测试。

3. 未来方向

  • 集成第三方登录（如微信、支付宝）；
  • 添加车次晚点预测与智能推荐功能；
  • 部署至云服务器（如阿里云ECS），配置Nginx负载均衡。

六、结语

本期末项目通过SpringBoot+Vue+MySQL的技术组合，成功模拟了12306平台的核心业务，验证了学生在系统设计、数据库优化与前后端交互方面的能力。项目不仅巩固了理论知识，更为未来开发实际业务系统提供了宝贵经验。

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