毕业设计实战：模拟数据生成系统从Spring Boot开发到Web部署全流程

小飞计算机毕设
54 阅读12分钟

一、项目背景：为什么要做模拟数据生成系统？

在科研、测试、产品开发的日常工作中，“数据”是绕不开的核心支撑——但真实数据的使用常常面临三大“拦路虎”：隐私保护红线（如医疗数据、用户信息不能直接用于测试）、获取成本高昂（企业级数据需长期积累，科研数据需反复实验采集）、场景适配性差（真实数据难以覆盖极端场景或边缘案例）。比如开发一款电商APP，想测试“订单量暴涨10倍”的系统抗压能力，总不能等到大促才获取数据；高校做用户行为研究，也无法轻易拿到千万级真实用户的浏览记录。

传统解决办法要么手动构造少量测试数据（效率低、覆盖不全），要么使用开源数据集（与实际业务场景脱节），而模拟数据生成系统能像“数据工厂”一样，根据预设规则批量生成与真实数据特征一致、但不包含敏感信息的模拟数据——这就是我毕业设计的核心价值。项目聚焦“基于Spring Boot的模拟数据生成系统”，通过MySQL存储配置、B/S架构实现跨终端访问，最终完成“实体管理-数据库自动构建-数据生成-项目部署”全流程，解决科研、测试场景下“无数据可用、有数据不敢用”的痛点。

二、核心技术栈：从架构到工具的全链路选型

整个项目围绕“低代码生成+高灵活性”展开，技术栈兼顾工程落地与本科生可复现性，重点解决“数据自动构建”和“模板化生成”两大核心问题：

技术模块具体工具/框架核心作用
后端开发Spring Boot（Java）搭建系统核心架构，实现用户管理、实体解析、数据生成等功能，简化配置流程；
数据库MySQL存储用户信息、实体描述数据、生成规则配置，支持动态建表与外键关联；
系统架构B/S（浏览器/服务器）结构无需客户端安装，通过Chrome/Edge等浏览器即可访问，适配Windows/macOS系统；
数据自动构建自定义XML解析+动态SQL生成解析用户输入的实体描述（字段名、类型、主键等），自动生成数据库表与视图；
模板引擎自定义标签语言（{< >}/{ }）区分数据中静态部分与动态部分，实现前后端代码模板化生成（如HTML表单、Controller接口）；
前端UILayUI构建简洁易用的操作界面，提供表单、数据表格、弹窗等组件，适配数据配置场景；
项目部署Maven+Tomcat将项目打包为WAR包，部署到Tomcat容器，支持本地测试与局域网访问；
系统测试功能测试+性能测试验证数据生成准确性、并发访问稳定性，确保系统满足实际使用需求；

三、项目全流程：5步实现模拟数据生成系统

3.1 第一步：架构设计——为什么选Spring Boot+B/S架构？

模拟数据生成系统的核心需求是“灵活配置、跨终端访问、低维护成本”，Spring Boot+B/S架构恰好匹配这些需求，核心原因有3点：

  1. 开发效率高：Spring Boot自带自动配置（如数据库连接池、Web服务器），无需手动编写XML配置，本科生1个月即可完成核心功能开发；
  2. 跨终端适配：B/S架构只需浏览器即可访问，避免了C/S架构“不同系统需安装不同客户端”的麻烦，实验室电脑、个人笔记本都能使用；
  3. 扩展性强：支持后续接入新功能（如Excel数据导出、批量生成任务调度），只需新增模块而非重构整体架构。

系统核心架构分3层，像“流水线式数据生产”：

  1. 表现层：通过LayUI实现用户交互界面（实体配置、数据生成按钮、结果展示）；
  2. 业务层：Spring Boot处理核心逻辑（实体解析、动态SQL生成、模板替换）；
  3. 数据层：MySQL存储配置数据，同时支持动态生成目标数据库（用户需要的模拟数据存储库）。

3.2 第二步：核心技术突破——数据库自动构建与模板化生成

3.2.1 数据库自动构建：从实体描述到表结构的“一键转换”

用户只需配置实体信息，系统就能自动生成数据库表，无需手动写CREATE TABLE语句，核心流程分4步：

  1. 实体描述输入：用户通过Web界面填写实体字段信息（如“用户表”包含id、username、password，其中id为主键且自动增长），或直接导入本地XML描述文件（格式自定义，包含<ename>（字段名）、<columntype>（字段类型）等标签）；
  2. XML解析：系统内置解析器读取实体描述文件，校验字段合法性（如避免重复字段名、检查外键关联表是否存在）；
  3. 动态SQL生成：根据解析结果生成CREATE TABLE语句，自动处理主键、外键、字段长度等约束；
  4. 执行与反馈：执行SQL语句创建表与视图，若失败则弹窗提示错误（如“字段类型不支持”）。

关键代码片段（动态生成SQL）：

// 基于实体信息生成创建表SQL
public String generateCreateTableSql(Entity entity) {
    StringBuilder sql = new StringBuilder("CREATE TABLE " + entity.getTableName() + " (");
    List<Field> fields = entity.getFields();
    for (int i = 0; i < fields.size(); i++) {
        Field field = fields.get(i);
        // 拼接字段名、类型、长度
        sql.append(field.getEname()).append(" ")
           .append(field.getColumnType()).append("(").append(field.getLength()).append(")");
        // 处理非空约束
        if (field.isNotNull()) {
            sql.append(" NOT NULL");
        }
        // 处理主键
        if (field.isPrimaryKey()) {
            sql.append(" PRIMARY KEY");
        }
        // 处理自动增长（MySQL）
        if (field.isAutoIncrement()) {
            sql.append(" AUTO_INCREMENT");
        }
        // 拼接逗号（最后一个字段不拼）
        if (i != fields.size() - 1) {
            sql.append(", ");
        }
    }
    // 处理外键（若有）
    if (entity.getForeignKeys() != null && !entity.getForeignKeys().isEmpty()) {
        for (ForeignKey fk : entity.getForeignKeys()) {
            sql.append(", FOREIGN KEY (").append(fk.getFieldName()).append(") ")
               .append("REFERENCES ").append(fk.getRefTableName()).append("(").append(fk.getRefFieldName()).append(")");
        }
    }
    sql.append(") ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;");
    return sql.toString();
}

3.2.2 模板化生成：用自定义标签实现“一次配置，多端生成”

系统将前后端代码拆分为“静态部分”（固定不变，如HTML页面结构、Java类框架）和“动态部分”（需替换为用户配置，如字段名、接口路径），用自定义标签标记动态部分，核心设计如下：

  • 变量标签：用{< 标签名 >}表示，如{< entity.ename >}替换为实体的英文字段名；
  • 功能标签：用{$ 标签名 $}表示，如循环标签{$ for field in fields $}...{$ end $}用于遍历实体字段生成表单；

以生成HTML表单为例，模板文件中动态部分用标签占位：

<!-- HTML模板片段 -->
<form class="layui-form">
  {$ for field in fields $}
  <div class="layui-form-item">
    <label class="layui-form-label">{< field.cname >}</label>
    <div class="layui-input-block">
      <input type="{< field.inputType >}" name="{< field.ename >}" placeholder="请输入{< field.cname >}" class="layui-input">
    </div>
  </div>
  {$ end $}
  <button class="layui-btn" type="submit">提交</button>
</form>

系统解析实体描述后，会将标签替换为实际字段信息（如{< field.cname >}替换为“用户名”），生成可直接使用的HTML表单。

3.3 第三步：功能模块开发——从用户管理到数据生成

系统功能分为“通用模块”（基础支撑）和“核心模块”（数据生成），覆盖从配置到部署的全流程：

3.3.1 通用模块：保障系统安全与可管理性

  1. 用户管理：支持注册（校验用户名唯一性、密码长度≥6位）、登录（验证码防机器人）、信息增删改查，密码用MD5加密存储，避免明文泄露；

    • 登录流程：用户输入用户名/密码→后台校验→生成Session→跳转首页；
    • 核心代码（密码加密）： 
      // 密码加密（MD5+盐值）
public String encryptPassword(String password, String salt) {
    return DigestUtils.md5DigestAsHex((password + salt).getBytes());
}

  2. 权限管理：基于角色的权限控制（RBAC），支持创建角色（如“超级管理员”“普通用户”）并分配权限（如“实体管理”“数据生成”），权限存储采用二进制位映射（1表示有权限，0表示无权限）；

  3. 日志管理：用Spring AOP（面向切面编程）记录用户操作（如“2024-12-20 10:00 张三创建实体‘订单表’”），支持按操作人员、时间范围查询日志，方便问题排查。

3.3.2 核心模块：实现模拟数据生成全流程

  1. 实体管理：系统的“数据源头配置”，支持3种操作：

    • 创建实体：通过动态表单填写字段名、类型、长度、主键等信息；
    • 导入/导出实体：导入本地XML描述文件，或导出系统中的实体为XML文件（便于复用）；
    • 实体关系展示：用表格展示实体间的外键关联（如“订单表”关联“用户表”的id字段）；

  2. 数据生成：系统的核心功能，分2类生成任务：

    • 生成数据库：点击“生成数据库”按钮，系统根据实体描述自动创建MySQL表、外键、视图；
    • 生成代码与配置：点击“生成代码”按钮，系统基于模板生成前后端代码（HTML页面、Controller接口、Service业务逻辑、Dao数据访问层）和配置文件（application.properties、pom.xml）；

  3. 项目部署：支持将生成的项目打包为WAR包，提供3种部署方式：

    • 复制WAR包到Tomcat的webapps目录；
    • 在Tomcat的server.xml中配置项目路径；
    • Tomcat热部署（无需重启服务器即可更新项目）。

3.4 第四步：系统测试——验证功能与性能

系统开发完成后，从“功能正确性”“可用性”“性能稳定性”三个维度进行测试，确保满足实际使用需求：

3.4.1 功能测试：核心流程无bug

选取“生成用户表+生成模拟数据”为测试场景，验证全流程正确性：

  1. 测试步骤：
    • 登录系统→创建“用户表”实体（字段：id（主键自增）、username（非空）、password（非空）、email）；
    • 点击“生成数据库”→检查MySQL中是否创建user表；
    • 点击“生成代码”→检查是否生成user表对应的HTML表单、Controller接口；
  2. 预期结果：数据库表创建成功，代码中字段名、接口路径与配置一致；
  3. 测试结果：所有步骤符合预期，无报错，数据生成准确。

3.4.2 可用性测试：操作便捷，适配多场景

测试项测试结果分析
浏览器适配（Chrome/Edge）界面正常，功能无异常满足大多数用户使用习惯
表单操作（填写/修改）实时校验（如密码长度不足提示）降低用户操作错误率
错误提示（如字段重复）弹窗明确提示错误原因方便用户快速修正配置

3.4.3 性能测试：应对多用户并发与大数据量

  1. 并发访问测试：用JMeter模拟20个用户同时生成数据，系统响应时间<3秒，无数据丢失；
  2. 大数据量生成测试：生成包含10个实体、10万条模拟数据的项目，耗时<5分钟，数据库无性能瓶颈；
  3. 网络响应测试：局域网内响应时间1-2秒，外网响应时间3-7秒，均在用户可接受范围。

3.5 第五步：实际应用场景验证

将系统用于“电商订单系统测试数据生成”场景，验证实际价值：

  1. 配置实体：创建“用户表”“商品表”“订单表”（订单表关联用户表和商品表）；
  2. 生成数据：生成1000个用户、500个商品、2000条订单的模拟数据；
  3. 应用效果：测试人员直接使用生成的数据库和代码进行电商系统压力测试，无需手动构造数据，测试效率提升80%。 在这里插入图片描述 在这里插入图片描述 在这里插入图片描述 在这里插入图片描述

四、毕业设计复盘：踩过的坑与经验

4.1 那些踩过的坑

  1. XML解析格式错误：初期用户导入的XML文件标签不闭合（如漏写</ename>），导致解析器报错——解决：在解析前添加XML格式校验，用DOM4J的validate方法检查文件合法性，报错时提示具体行号；
  2. 动态SQL字段类型不匹配：用户配置字段类型为“VARCHAR”但未填长度，生成的SQL语句语法错误——解决：在实体配置时添加必填项校验（如VARCHAR类型必须填写长度），不满足条件则无法提交；
  3. 模板标签替换不完整：复杂循环标签（如嵌套循环）替换后残留标签片段——解决：用正则表达式匹配所有标签，替换后检查是否还有残留，确保替换完全。

4.2 给学弟学妹的建议

  1. 先做技术验证，再开发整体：比如先实现“单实体生成数据库”的小功能，验证动态SQL生成逻辑正确后，再开发实体管理、代码生成等模块，避免后期大面积返工；
  2. 重视用户体验细节：比如表单实时校验、错误提示明确、操作流程简化（如“一键生成”代替多步操作），这些细节能让系统更易用，答辩时也更容易获得评委认可；
  3. 答辩突出“解决的问题”：不要只讲技术框架，重点说明“系统如何解决真实场景的痛点”——比如“用系统生成电商测试数据，比手动构造节省2天时间”，结合实际案例更有说服力。

五、项目资源与后续扩展

5.1 项目核心资源

本项目包含完整的Spring Boot后端代码（用户管理、实体解析、数据生成模块）、前端LayUI页面代码、自定义XML解析工具类、系统测试用例，可直接复现“实体配置-数据生成-项目部署”全流程。若需获取，可私信沟通，还能提供MySQL配置、Tomcat部署调试指导。

5.2 未来扩展方向

  1. 支持多数据库：目前仅支持MySQL，后续可扩展PostgreSQL、Oracle，通过配置切换数据库类型；
  2. 增加数据生成规则：支持按自定义分布生成数据（如正态分布的商品价格、随机生成的手机号格式）；
  3. 接入Excel导出：支持将生成的模拟数据导出为Excel文件，方便科研人员直接使用；
  4. 云端部署支持：对接阿里云、腾讯云，支持将生成的项目直接部署到云服务器，无需本地搭建环境。

如果本文对你的Spring Boot开发、模拟数据生成相关毕业设计有帮助，欢迎点赞 + 收藏 + 关注，后续会分享更多Java Web项目实战案例！

avatar
文章
阅读
粉丝