毕业设计实战：Spring Boot无人智慧超市管理系统避坑指南毕业设计实战：Spring Boot无人智慧超市管理系统

毕业设计实战：Spring Boot无人智慧超市管理系统避坑指南

开发无人超市系统时，商品库存与订单的实时一致性曾是最大技术难题。初期未设计库存锁定机制，导致超卖现象频发——用户A下单瞬间，用户B仍可购买同一商品。我们耗时3天重构，通过Redis分布式锁+数据库悲观锁双重保障才解决此问题。

一、需求分析：聚焦无人超市核心场景

1. 用户角色与核心功能

用户端（购物者）

无感购物流程：扫码进店→选取商品→自助结算→无感支付
智能推荐：基于购买历史推荐商品
订单管理：实时查看订单状态、历史记录

管理员端（运营者）

商品智能管理：自动补货提醒、临期商品预警
实时监控：店内客流分析、热销商品统计
异常处理：订单异常、设备故障实时告警

2. 核心痛点识别

库存同步延迟：多用户同时购买最后一件商品
支付回调丢失：第三方支付成功但订单未更新
设备离线处理：扫码设备断网时交易如何保障

二、技术选型：稳定压倒一切

技术组件	选型理由	避坑提醒
Spring Boot 2.7	快速开发，微服务友好	避免3.0版本，生态未完善
Redis 6.0	库存缓存、分布式锁、会话管理	一定要配置持久化
MySQL 8.0	事务支持，数据一致性	使用InnoDB引擎+行锁
WebSocket	实时推送订单状态	注意断线重连机制
MinIO	商品图片存储	访问权限严格控制

关键配置示例

spring:
  redis:
    host: localhost
    port: 6379
    timeout: 3000ms
    lettuce:
      pool:
        max-active: 8  # 连接池大小按需调整

三、数据库设计：库存管理是核心

1. 关键表结构优化

-- 商品表（核心字段）
CREATE TABLE product (
    id BIGINT PRIMARY KEY,
    product_no VARCHAR(50) UNIQUE,  -- 商品唯一编码
    name VARCHAR(100),
    price DECIMAL(10,2),
    total_stock INT,      -- 总库存
    available_stock INT,  -- 可用库存（实时更新）
    lock_stock INT DEFAULT 0,  -- 锁定库存（下单未支付）
    status TINYINT DEFAULT 1,  -- 1-上架 0-下架
    INDEX idx_status_stock (status, available_stock)
);

-- 订单表
CREATE TABLE order_info (
    id BIGINT PRIMARY KEY,
    order_no VARCHAR(50) UNIQUE,
    user_id BIGINT,
    total_amount DECIMAL(10,2),
    status TINYINT,  -- 0-待支付 1-已支付 2-已完成 3-已取消
    create_time DATETIME,
    pay_time DATETIME,
    INDEX idx_user_status (user_id, status)
);

-- 订单商品明细表
CREATE TABLE order_item (
    id BIGINT PRIMARY KEY,
    order_id BIGINT,
    product_id BIGINT,
    quantity INT,
    price DECIMAL(10,2),
    FOREIGN KEY (product_id) REFERENCES product(id)
);

2. 库存扣减核心逻辑

@Service
@Transactional
public class StockService {
    
    @Autowired
    private RedisTemplate<String, String> redisTemplate;
    
    public boolean reduceStock(Long productId, Integer quantity) {
        // 1. Redis分布式锁防止超卖
        String lockKey = "stock_lock:" + productId;
        String lockValue = UUID.randomUUID().toString();
        
        try {
            // 尝试获取锁（3秒超时）
            Boolean locked = redisTemplate.opsForValue()
                .setIfAbsent(lockKey, lockValue, 3, TimeUnit.SECONDS);
            
            if (!Boolean.TRUE.equals(locked)) {
                throw new RuntimeException("系统繁忙，请重试");
            }
            
            // 2. 检查库存（Redis预检）
            String stockKey = "product_stock:" + productId;
            Long stock = redisTemplate.opsForValue().decrement(stockKey, quantity);
            
            if (stock < 0) {
                // 库存不足，回滚
                redisTemplate.opsForValue().increment(stockKey, quantity);
                return false;
            }
            
            // 3. 数据库实际扣减（悲观锁）
            productMapper.reduceStockWithLock(productId, quantity);
            
            return true;
            
        } finally {
            // 释放锁（Lua脚本保证原子性）
            String script = "if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] then " +
                          "return redis.call('del', KEYS[1]) " +
                          "else return 0 end";
            redisTemplate.execute(
                new DefaultRedisScript<>(script, Long.class),
                Collections.singletonList(lockKey),
                lockValue
            );
        }
    }
}

3. 避坑要点

库存分离设计：总库存、可用库存、锁定库存分开管理
双重锁机制：Redis分布式锁+数据库行锁
超时处理：锁定库存15分钟未支付自动释放

四、功能实现：无人购物全流程

1. 核心模块一：扫码购物流程

进店扫码：生成唯一会话ID，记录进店时间
商品识别：RFID/图像识别/扫码三种方式
实时计算：购物车金额实时更新，支持优惠券

2. 核心模块二：智能结算系统

// 结算服务示例
public class SettlementService {
    
    public SettlementResult calculate(Cart cart) {
        // 1. 验证库存
        cart.getItems().forEach(item -> {
            if (!stockService.checkStock(item.getProductId(), item.getQuantity())) {
                throw new StockNotEnoughException();
            }
        });
        
        // 2. 计算金额
        BigDecimal total = cart.getItems().stream()
            .map(item -> item.getPrice().multiply(BigDecimal.valueOf(item.getQuantity())))
            .reduce(BigDecimal.ZERO, BigDecimal::add);
        
        // 3. 应用优惠
        total = applyDiscount(total, cart.getCouponId());
        
        // 4. 锁定库存
        cart.getItems().forEach(item -> {
            stockService.lockStock(item.getProductId(), item.getQuantity());
        });
        
        return new SettlementResult(total, cart.getItems());
    }
}