一、系统架构设计

1.1 整体架构概述

本系统采用Springboot作为后端框架，结合微信公众平台API实现消息推送功能。系统分为三大部分：数据采集层（天气API接口）、业务处理层（Springboot服务）和消息推送层（微信公众平台）。

数据采集层通过调用第三方天气服务API获取实时天气数据，业务处理层对数据进行格式化处理并生成早安问候语，消息推送层负责将最终内容通过微信模板消息发送给用户。系统采用RESTful API设计风格，各模块间通过HTTP协议进行通信。

1.2 技术选型依据

选择Springboot框架主要基于以下考虑：

内置Tomcat容器，简化部署流程
自动配置特性减少开发工作量
完善的依赖管理系统（Maven/Gradle）
活跃的社区支持和丰富的插件生态

微信公众平台API提供稳定的消息推送能力，其模板消息机制可自定义消息内容格式，满足个性化推送需求。天气数据源选用和风天气API，提供JSON格式的标准化数据接口。

二、核心功能实现

2.1 微信公众平台配置

申请微信公众号服务号（需认证）
配置服务器地址（URL）、Token和EncodingAESKey
启用模板消息功能，申请”早安问候”模板
设置IP白名单（开发阶段可设为0.0.0.0/0）

关键配置代码示例：

@Configuration
public class WeChatConfig {
    @Value("${wechat.appId}")
    private String appId;
    @Value("${wechat.appSecret}")
    private String appSecret;
    @Bean
    public WxMpService wxMpService() {
        WxMpDefaultConfigImpl config = new WxMpDefaultConfigImpl();
        config.setAppId(appId);
        config.setSecret(appSecret);
        // 其他配置...
        WxMpService service = new WxMpServiceImpl();
        service.setWxMpConfigStorage(config);
        return service;
    }
}

2.2 天气数据获取

通过HTTP客户端调用天气API，建议使用OkHttp或RestTemplate。数据解析采用Jackson库处理JSON响应。

天气服务实现示例：

@Service
public class WeatherService {
    private static final String WEATHER_API = "https://devapi.qweather.com/v7/weather/now";
    @Value("${weather.key}")
    private String apiKey;
    public WeatherData getWeather(String city) {
        String url = WEATHER_API + "?location=" + city + "&key=" + apiKey;
        ResponseEntity<String> response = restTemplate.getForEntity(url, String.class);
        ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();
        WeatherResponse weatherResponse = mapper.readValue(response.getBody(), WeatherResponse.class);
        return convertToWeatherData(weatherResponse);
    }
    // 数据转换方法...
}

2.3 消息生成逻辑

早安问候语生成算法包含：

时间判断（600发送）
天气状况适配（雨天提醒带伞，晴天建议防晒）
节假日特殊处理
用户个性化标签插入

模板消息示例：

{
    "touser": "OPENID",
    "template_id": "TEMPLATE_ID",
    "data": {
        "first": {"value": "早安，{{name}}！"},
        "keyword1": {"value": "{{date}}"},
        "keyword2": {"value": "{{weather}}"},
        "keyword3": {"value": "{{temperature}}℃"},
        "remark": {"value": "{{advice}}"}
    }
}

三、定时任务实现

3.1 Spring Task配置

在启动类添加@EnableScheduling注解，创建定时任务类：

@Component
public class MorningTask {
    @Autowired
    private WeChatService weChatService;
    @Scheduled(cron = "0 0 7 * * ?") // 每天7点执行
    public void sendMorningGreeting() {
        List<User> users = userService.getAllSubscribers();
        users.forEach(user -> {
            WeatherData weather = weatherService.getWeather(user.getCity());
            String message = generateMessage(user, weather);
            weChatService.sendTemplateMessage(user.getOpenId(), message);
        });
    }
    // 消息生成方法...
}

3.2 分布式锁实现

为防止集群环境下重复推送，需实现分布式锁：

@Component
public class DistributedLock {
    private final RedisTemplate<String, String> redisTemplate;
    public boolean tryLock(String key, long expire) {
        Boolean success = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(key, "locked", expire, TimeUnit.SECONDS);
        return Boolean.TRUE.equals(success);
    }
    public void unlock(String key) {
        redisTemplate.delete(key);
    }
}

四、部署与优化

4.1 服务器配置建议

推荐使用CentOS 7+系统
Java环境：JDK 11+
内存配置：至少2GB（生产环境建议4GB+）
定时任务建议使用cron表达式而非固定延迟

4.2 性能优化方案

天气API调用缓存：对相同城市的查询结果缓存1小时
异步消息发送：使用@Async注解实现异步推送
批量用户处理：分批（每批100人）处理用户列表
错误重试机制：对失败推送进行3次重试

4.3 监控告警设置

推送成功率监控（Prometheus+Grafana）
天气API调用次数统计
异常日志收集（ELK栈）
微信接口错误码告警

五、扩展功能建议

用户地理位置自动获取：通过微信JS-SDK获取用户位置
多语言支持：根据用户设置发送不同语言的问候
语音消息推送：使用微信语音接口发送语音问候
互动功能开发：用户回复触发特定操作
数据分析看板：统计推送效果和用户行为

六、安全注意事项

严格校验微信服务器验证请求
对用户OpenID进行加密存储
限制API调用频率（微信接口有QPS限制）
定期更换Token和EncodingAESKey
实现IP访问限制（Nginx层）

本系统通过Springboot框架实现了高效稳定的微信消息推送服务，结合天气API数据提供个性化问候。实际部署时需注意微信公众平台的接口调用限制（模板消息每日上限10万次），建议根据用户规模合理规划推送策略。对于百万级用户系统，可考虑使用消息队列（RabbitMQ/Kafka）进行削峰填谷处理。

基于Springboot的微信早安与天气预报推送系统实现指南