如何高效地架构一个Java单体项目

引言

        Java是企业级应用开发的主流语言之一，而我们作为使用Java语言的程序员，职称有初级、中级、高级、资深、经理、架构，但我们往往只是慢慢通过经验的积累迭代了自己的等级，如果没有保持学习的习惯，大多数程序员会停留在接近高级的位置，简单来讲就是CRUD工程师，小编不甘心于此，所以长期保持学习新知识的习惯，尝试很多大于自身能力的事情，我相信未来的某一天我会感谢曾经努力的自己，下面的内容是我在尝试架构项目时总结的经验，希望能帮助到大家

前期准备

• 需求分析：明确项目的功能需求
• 技术选型：
  • Java版本
    • 8，17
  • 框架选择
    • 应用：Spring，SpringBoot，SpringCloud
    • ORM（对象关系映射）：JPA，MyBatis(Plus)
  • 数据库选择
    • 关系型：MySQL，PostgreSQL，Oracle
    • 非关系型：Redis，MongoDB
    • 时序数据库(物联网)：TDengine，IoTDB
  • 构建工具
    • Maven，Gradle

项目结构设计

• 分层架构
  • 认证授权
  • 控制层
  • 业务层
  • 数据层
• 模块划分
  • 按功能划分
  • 按业务划分

简单示例

        跳过项目的功能需求分析（具体项目具体分析），技术选型，Java版本选择17，应用框架选择SpringBoot 2.6.13，ORM（对象关系映射）框架选择MyBatis-Plus，数据库选择MySQL 8.x，构建工具选择Maven，项目结构，拦截器中完成认证授权，控制层接收用户请求调用业务层的方法，业务层处理逻辑调用数据层的方法，数据层与数据库交互，跳过模块划分（具体项目具体分析）

准备开发环境

1.下载安装配置Java17

访问官方的下载地址：Java Archive Downloads - Java SE 17

1.下载并解压 

2.配置环境变量

我的电脑 -> 属性 -> 高级系统设置 -> 环境变量 ->系统变量(S) -> 新建(W)

双击系统变量(S)中的Path -> 新建(N) 

确定后打开命令提示符界面（快捷键 win+R 输入 cmd 回车），输入java -version命令查看是否安装成功

2.下载安装MySQL 8.x

访问官方的下载地址：MySQL :: Download MySQL Installer (Archived Versions)

参考文章：【MySQL8.0.39下载安装】_mysql8.0.39.0安装教程-优快云博客 

架构项目

1.创建SpringBoot项目 

2.创建包/文件结构

3.认证与授权 

        首先确定使用什么标准和框架进行认证与授权，常见的标准有：OAuth 2.0，JWT，常见的框架有：Spring Security，Apache Shiro，我采用的是近几年很火的轻量级框架：SaToken，如何集成可以参考我的另一篇文章：Java集成Sa-Token进行认证与授权_基于satoken的 sop-优快云博客

4.创建数据库、用户表(含索引)

DROP DATABASE IF EXISTS `muze`;
CREATE DATABASE `muze` DEFAULT CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_general_ci;
SET NAMES utf8mb4;
SET FOREIGN_KEY_CHECKS = 0;
USE `muze`;
DROP TABLE IF EXISTS `t_user`;
CREATE TABLE `t_user` (
    id BIGINT NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主键',
    username VARCHAR(30) COLLATE utf8mb4_0900_bin NOT NULL COMMENT '用户名',
    password VARCHAR(255) COLLATE utf8mb4_0900_bin NOT NULL COMMENT '密码',
    PRIMARY KEY (id)
) ENGINE=INNODB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_0900_ai_ci COMMENT='用户表';
CREATE INDEX idx_username ON t_user(username);

5.创建用户实体

        为了方便实体类的编写，我们引入依赖 - 小辣椒

<!-- 小辣椒 -->
<dependency>
    <groupId>org.projectlombok</groupId>
    <artifactId>lombok</artifactId>
</dependency>

/**
 * 用户实体
 * @author muze
 */
@Data
@TableName("t_user")
public class User implements Serializable {
    @Serial
    private static final long serialVersionUID = 684552117916625567L;

    /**
     * 主键
     */
    @TableId(type = IdType.AUTO)
    private Long id;

    /**
     * 账号
     */
    private String username;

    /**
     * 密码
     */
    private String password;
}

6.创建用户数据层

       技术选型时数据库是MySQL，ORM(对象关系映射)框架是MyBatis-Plus，因此引入对应依赖

<!-- MySQL -->
<dependency>
    <groupId>com.mysql</groupId>
    <artifactId>mysql-connector-j</artifactId>
    <version>8.0.33</version>
</dependency>
<!-- MyBatis-Plus -->
<dependency>
    <groupId>com.baomidou</groupId>
    <artifactId>mybatis-plus-boot-starter</artifactId>
    <version>3.5.7</version>
</dependency>

在启动类上打MyBatis-Plus提供的@MapperScan("MyBatis Mapper 接口包路径")，自动扫描指定包下的 MyBatis Mapper 接口，并将它们注册为 Spring 容器中的 Bean

/**
 * 启动类
 * @author muze
 */
@MapperScan("com.muze.project.mapper")
@SpringBootApplication
public class ProjectApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(ProjectApplication.class, args);
    }

}

在配置文件application.yml中添加数据库连接信息

spring:
  datasource:
    url: jdbc:mysql://localhost:3306/muze?useSSL=false&serverTimezone=UTC&useUnicode=true&characterEncoding=utf-8
    username: 你的用户名
    password: 你的密码
    driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver

用户数据层

/**
 * 用户数据层
 * @author muze
 */
public interface UserMapper extends BaseMapper<User> {
}

7.创建用户业务层

        我习惯将业务层分离为接口层和实现层，所以我会在sevice包下创建一个impl包，如果你不习惯可以只编写实现层，编写用户登录方法前需要定义方法入参和返回值

入参：请求实体（用户名 + 密码）

返回值：登录结果

创建DTO(请求实体)

/**
 * 用户登录请求实体
 * @author muze
 */
@Data
public class UserLoginDTO implements Serializable {
    @Serial
    private static final long serialVersionUID = -1706553212610156227L;
    
    /**
     * 用户名
     */
    private String username;

    /**
     * 密码
     */
    private String password;
}

用户登录业务接口层和实现层

/**
 * 用户业务接口层
 * @author muze
 */
public interface IUserService {
    /**
     * 登录
     * @param userLoginDTO 用户登录请求实体
     * @return 登录结果
     */
    String login(UserLoginDTO userLoginDTO);
}

/**
 * 用户业务实现层
 * @author muze
 */
@Service
public class UserServiceImpl implements IUserService {
    /**
     * 注入用户数据层
     */
    @Autowired
    private UserMapper userMapper;
    @Override
    public String login(UserLoginDTO userLoginDTO) {
        // 取出用户名和密码
        String username = userLoginDTO.getUsername();
        String password = userLoginDTO.getPassword();
        // 构建查询条件
        LambdaQueryWrapper<User> userLambdaQueryWrapper = new LambdaQueryWrapper<User>().eq(User::getUsername, username);
        // 查询用户
        User user = userMapper.selectOne(userLambdaQueryWrapper);
        // 如果用户为空或者输入密码与用户密码不匹配则返回：用户名或密码错误
        if (user == null || !password.equals(user.getPassword())) return "用户名或密码错误";
        // 使用SaToken的工具类StpUtil调用登录方法login，入参：用户id
        StpUtil.login(user.getId());
        // 返回：登录成功
        return "登录成功";
    }
}

8.创建用户控制层

        编写控制层前我们要先确定请求路径，请求方式，请求参数，响应数据

请求路径：/user/login

请求方式：POST

请求参数：用户名 + 密码

响应数据：响应码 + 响应消息 + 响应数据

DTO(请求实体)已经在编写用户业务层时创建好了

VO(响应实体)使用SaToken提供的SaResult

/**
 * 用户控制层
 * @author muze
 */
@RestController
@RequestMapping("/user")
public class UserController {
    /**
     * 注入用户业务接口层
     */
    @Autowired
    private IUserService userService;

    /**
     * 登录
     * @param userLoginDTO 用户登录请求实体
     * @return 响应码 + 响应消息 + 响应数据
     */
    @PostMapping("/login")
    public SaResult login(@RequestBody UserLoginDTO userLoginDTO) {
        return SaResult.ok(userService.login(userLoginDTO));
    }
}

测试

编写sql语句新增一条用户信息用于测试登录

INSERT INTO t_user (username, password) VALUES ("muze", "123456");

启动项目，使用接口调试工具测试登录功能

端口默认为8080 

可以发现，Cookie中放入了一个令牌

 

        到此，一个拥有基础功能：登录，认证与授权的Java项目就架构完成了，后续就是按照功能需求划分模块进行开发了，希望能对你有所帮助！

彩蛋：你肯定也发现了，密码并没有进行加密解密，虽然在HTTPS协议中Post请求会对传输数据加密，但在HTTP协议中Post请求不会对传输数据加密，因此我们还应该对数据传输进行加密，小编会在后续更新一篇与数据加密相关的文章，敬请期待