一、项目背景与目标

作为中国铁路客户服务中心的核心平台，12306购票系统承载着日均数千万次的访问压力，其技术复杂性与业务规模对开发者提出了极高要求。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平台的核心业务逻辑，包括用户管理、车次查询、订单生成、支付集成等功能。项目目标不仅在于技术实践，更注重对高并发场景、数据一致性及用户体验的深度探索。

二、系统架构设计

1. 技术选型依据

• SpringBoot：基于Java的微服务框架，提供快速开发、依赖注入及AOP支持，适合构建高可用的后端服务。
• Vue：渐进式前端框架，通过组件化开发提升代码复用率，结合Element UI等库可快速实现响应式界面。
• MySQL：关系型数据库，支持事务处理与索引优化，满足购票系统中订单、用户等数据的存储需求。

2. 架构分层

• 表现层（Vue）：负责用户交互，包括车次查询、座位选择、订单提交等界面。
• 业务逻辑层（SpringBoot）：处理核心业务规则，如余票计算、订单锁票、支付校验等。
• 数据访问层（MyBatis）：通过ORM框架实现MySQL的增删改查操作，优化SQL性能。
• 缓存层（Redis）：引入Redis缓存热门车次数据，减少数据库压力（虽未在标题中明确，但为实际项目中的优化手段）。

三、核心功能开发

1. 用户管理模块

• 功能点：注册、登录、个人信息修改、实名认证。
• 技术实现：
  • 使用Spring Security实现JWT令牌认证，保障接口安全。
  • Vue表单验证结合后端校验，确保数据合法性。
  • MySQL表设计示例：

    CREATE TABLE user (
    id BIGINT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
    username VARCHAR(50) NOT NULL UNIQUE,
    password VARCHAR(100) NOT NULL,
    real_name VARCHAR(50),
    id_card VARCHAR(18) UNIQUE,
    create_time TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP
    );

2. 车次与余票管理

• 功能点：车次查询、余票显示、座位选择。
• 技术实现：
  • 后端通过定时任务同步模拟车次数据（实际项目可对接铁路API）。
  • 使用Redis分布式锁解决超售问题，示例代码：

    public boolean lockSeat(String trainId, String seatId) {
    String lockKey = "lock:" + trainId + ":" + seatId;
    return redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(lockKey, "1", 10, TimeUnit.SECONDS);
    }

  • Vue通过ECharts展示余票动态变化，提升用户体验。

3. 订单与支付模块

• 功能点：订单生成、支付接口调用、订单状态更新。
• 技术实现：
  • 订单表设计需包含用户ID、车次ID、座位信息、支付状态等字段。
  • 模拟支付接口通过SpringBoot的@RestController实现，返回支付结果。
  • 使用MySQL事务确保订单与库存操作的原子性：

    START TRANSACTION;
    UPDATE train_seat SET status = 'sold' WHERE id = ?;
    INSERT INTO order (user_id, train_id, seat_id, amount) VALUES (?, ?, ?, ?);
    COMMIT;

四、数据库优化与安全性

1. 索引优化

• 对高频查询字段（如车次ID、出发站、到达站）建立复合索引，减少全表扫描。
• 示例：

  CREATE INDEX idx_train_station ON train(departure_station, arrival_station);

2. 数据安全

• 密码加密存储：使用BCryptPasswordEncoder对用户密码进行哈希处理。
• SQL注入防护：MyBatis默认使用预编译语句，避免直接拼接SQL。
• 敏感数据脱敏：在前端展示身份证号时隐藏中间部分。

五、项目挑战与解决方案

1. 高并发场景下的性能瓶颈

• 问题：模拟抢票时，大量请求导致数据库连接池耗尽。
• 解决方案：
  • 引入消息队列（如RabbitMQ）异步处理订单请求。
  • 限流策略：通过Spring Cloud Gateway或Guava RateLimiter控制QPS。

2. 数据一致性难题

• 问题：多用户同时购买同一座位可能导致超售。
• 解决方案：
  • 乐观锁：在订单表中添加版本号字段，更新时校验版本。
  • 分布式锁：结合Redis实现跨服务锁机制。

六、项目总结与展望

本期末项目通过SpringBoot+Vue+MySQL的技术组合，成功模拟了12306平台的核心业务流程，验证了技术选型的合理性。未来可扩展方向包括：

1. 引入微服务架构，拆分用户、订单、车次等模块。
2. 对接真实铁路数据API，提升数据准确性。
3. 优化移动端适配，支持H5或小程序访问。

对于高校学生而言，本项目不仅锻炼了全栈开发能力，更深化了对高并发系统设计的理解，为后续参与企业级项目奠定了基础。