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1. 相关技术基础

本项目综合运用了业界主流的开发技术与环境，构建了一个现代化Web应用。以下是项目所涉及的关键技术、开发工具和环境的介绍。

1.1 理论基础

项目的架构和代码设计遵循了下述成熟的软件工程理论，以确保系统的可维护性和扩展性。

• 面向对象编程 (OOP): 项目的核心编程思想，其封装、继承、多态特性在后端代码设计中得到了深入应用。

  • 封装 (Encapsulation): 核心业务实体（如User, Task）被抽象为Java类，其属性私有化，仅通过公共方法暴露，保证了对象状态的完整性。
  • 继承 (Inheritance) 与多态 (Polymorphism): 在自定义的JSON仓储层设计中，通过定义泛型接口JsonRepository<T, ID>和实现该接口的泛型基类JsonRepositoryImpl<T, ID>，使得具体的实体仓储（如JsonUserRepositoryImpl）能自动获得通用的数据操作能力。业务逻辑层依赖于抽象接口而非具体实现，实现了"面向接口编程"，提高了代码的灵活性。

• SOLID设计原则，尤其是依赖倒置原则 (DIP): 项目架构遵循SOLID原则，特别是依赖倒置原则，即"高层模块不应依赖于低层模块，两者都应依赖于抽象"。

  • 实践应用: Service层（高层模块）依赖的是UserRepository等抽象接口，而不是JsonRepositoryImpl这样的具体实现（低层模块）。这种设计倒置了传统的依赖关系，极大提升了系统的可替换性和可测试性。未来更换数据源或进行单元测试时，只需更换实现或模拟接口，上层代码无需改动。

• 模型-视图-控制器 (MVC) 分层架构: 项目遵循MVC分层思想，并扩展为更精细的四层架构：Controller -> Service -> Repository -> Entity。

  • Controller (控制器层): 作为HTTP请求的入口，负责解析请求参数，调用Service层执行业务逻辑，并返回响应。
  • Service (业务逻辑层): 包含所有业务规则和处理流程，通过依赖注入（DI）调用Repository层。
  • Repository (数据访问层): 数据持久化的抽象，负责与数据源（本项目中为JSON文件）交互，实现业务与数据的解耦。
  • Entity/DTO (模型层): POJO对象，Entity映射数据存储结构，DTO（Data Transfer Object）用于各层之间的数据传输，避免持久化实体直接暴露给外部。

• RESTful API 设计原则: 前后端通信完全基于RESTful风格的API进行。

  • 统一接口 (Uniform Interface): 使用HTTP标准方法（GET, POST, PUT, DELETE）表达对资源的操作。
  • 无状态 (Stateless): 服务端不保存客户端会话状态，每次请求都包含所有必要信息（如JWT），提高了系统的可伸缩性。
  • 资源导向 (Resource-Oriented): API围绕"资源"展开，使用名词（如/api/users）标识资源，而非动词。

1.2 后端技术栈

• 核心框架 - Spring Boot 3.x: 作为后端应用基石，它通过自动配置、起步依赖和内嵌服务器等特性，极大地简化了Spring应用的开发、配置和部署。其强大的生态整合能力，使得集成Spring Security、Lombok、Swagger等第三方库变得非常简单。

• 安全框架 - Spring Security 6.x & JWT: 采用Spring Security结合JSON Web Tokens (JWT)，构建无状态的认证与授权体系。

  • Spring Security Filter链: 自定义JwtAuthenticationFilter过滤器，用于在每个请求中校验JWT并设置安全上下文。
  • 声明式权限控制: 使用@PreAuthorize注解对Service方法进行方法级别的权限声明，实现了安全逻辑与业务逻辑的解耦。
  • 无状态会话 (Stateless Session): 配置会话管理策略为STATELESS，使后端服务成为真正的无状态服务，提升了系统的可伸缩性。

• 持久化方案 - 自定义泛型JSON仓储层: 为满足"数据存储在JSON文件中"的需求，设计并实现了一套模拟Spring Data JPA接口规范的、可复用的泛型JSON仓储层。

  • JsonStorageService: 将所有文件I/O操作封装在此服务中，并使用synchronized块确保并发写操作的线程安全。
  • JsonRepositoryImpl<T, ID>: 泛型基类，实现了通用的CRUD功能，具体的实体仓储通过继承该类来复用代码。
  • 该方案遵循依赖倒置原则，业务层仅依赖抽象接口，为未来平滑迁移持久化方案提供了便利。

• 数据校验 - Jakarta Bean Validation (Hibernate Validator): 在DTO的字段上使用@NotNull, @Size等声明式注解，并配合Controller层的@Valid注解，实现对请求参数的自动化校验。

• 对象映射 - MapStruct: 一个编译期的代码生成器，通过定义@Mapper接口，自动生成Entity与DTO之间转换的高性能实现代码，提升了开发效率。

• 编程语言与辅助工具:

  • Java 17 (LTS): 使用其record、switch表达式等新特性编写更简洁的代码。
  • Lombok: 通过@Data, @Builder等注解，消除样板代码。
  • SLF4J & Logback: 灵活的日志系统，通过配置文件实现分环境、分级别的日志输出。

1.3 前端技术栈

采用Vue.js生态的最新技术，构建响应迅速、代码可维护的现代化单页应用（SPA）。

• 核心框架 - Vue.js 3.x: 利用其两大核心新特性：

  • Composition API (组合式API): 将相关逻辑组织在同一个setup函数内，提高了代码的可读性、可维护性和逻辑复用性。
  • Proxy-based Reactivity: 基于Proxy重写的响应式系统，解决了Vue 2中无法监听对象属性新增/删除等痛点。

• 构建工具 - Vite: 新一代前端构建工具，优势在于：

  • 利用浏览器原生ESM支持，实现开发环境下的极速冷启动和闪电般的热模块替换（HMR）。
  • 生产环境使用Rollup打包，生成高度优化的静态资源。

• 状态管理 - Pinia: Vue官方推荐的下一代状态管理库，特点是API直观、类型支持完美，且天生模块化。废除了Vuex中复杂的Mutations等概念，心智负担小。

• UI组件库 - Element Plus: Element UI的Vue 3版本，是一套高质量的企业级UI组件库，提供了丰富的组件，极大地加速了界面的开发进程。

• HTTP客户端 - Axios封装: 对流行的Axios库进行二次封装：

  • 创建实例: 为API服务设置不同的baseURL、timeout等。
  • 请求拦截器: 统一添加认证token。
  • 响应拦截器: 统一处理业务数据和错误状态码。

1.4 测试技术

• 后端单元与集成测试 (JUnit 5, Mockito, Spring Boot Test): 使用spring-boot-starter-test集成的测试套件保障业务逻辑正确性。

  • JUnit 5: 测试的基础框架。
  • Mockito: 在单元测试中用于模拟依赖对象（如Repository），实现测试隔离。
  • Spring Boot Test: 用于集成测试，加载完整应用上下文，测试跨层级的真实交互场景。

• API接口测试 (Postman / Swagger UI):

  • Swagger UI: 通过集成SpringDoc，根据代码注解自动生成交互式API文档，方便调试。
  • Postman: 用于执行更复杂的API测试场景、编写测试用例和自动化测试。

1.5 开发工具与环境

• IDE: 后端使用IntelliJ IDEA Ultimate，前端使用Visual Studio Code。
• 项目管理与构建: 后端使用Maven，前端使用npm。
• 版本控制: Git & GitHub，遵循Git Flow工作流。