Java AI 辅助在线图书借阅平台开发实践指南

优化后的方案：

-- 创建物化视图
CREATE MATERIALIZED VIEW mv_reader_borrow_stats AS 
SELECT reader_id, COUNT(*) as total_count, SUM(CASE WHEN status = 'OVERDUE' THEN 1 ELSE 0 END) as overdue_count 
FROM borrow_record GROUP BY reader_id;

-- 最终查询
SELECT * FROM mv_reader_borrow_stats WHERE total_count > 5 ORDER BY overdue_count DESC;

3.2、并发控制：乐观锁机制，解决超卖难题

借阅系统中，并发请求导致超卖现象频发，严重影响了系统的准确性和稳定性。为解决这一问题，我们引入了乐观锁机制。通过在实体类中添加 @Version 注解，记录数据的版本号。在并发更新时，系统会检查版本号是否一致，若不一致则说明数据已被其他事务修改，当前事务将回滚，从而避免了超卖问题的发生。

// 使用乐观锁解决并发更新问题
@Version
private Integer version;

3.3、缓存策略调整：从本地到分布式，应对高并发挑战

最初，平台采用简单的本地缓存，但在高并发场景下，出现了内存溢出的问题。为解决这一问题，我们对缓存策略进行了全面调整：

1. 改用 Redis 分布式缓存：将缓存数据存储在 Redis 中，利用 Redis 的高性能和分布式特性，提高了缓存的并发处理能力。
2. 设置合理的过期时间和淘汰策略：根据数据的访问频率和重要性，设置不同的过期时间，并采用 LRU 等淘汰策略，确保缓存空间的有效利用。
3. 对高频访问的数据进行预热：在系统启动时，将高频访问的数据提前加载到缓存中，减少缓存击穿的可能性。

四、成果展示与总结

工程结构图

核心 API 列表

核心代码的实现

密码工具类实现的代码：

package com.library.util;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.security.crypto.bcrypt.BCryptPasswordEncoder;

/**
 * <p>
 * 密码工具类，提供密码加密和校验功能
 * </p>
 */
@Slf4j
public class PasswordUtil {
    private static final BCryptPasswordEncoder encoder = new BCryptPasswordEncoder();

    /**
     * 对原始密码进行加密处理
     *
     * @param rawPassword 原始密码
     * @return 加密后的密码字符串
     */
    public static String hashPassword(String rawPassword) {
        log.debug("正在对密码进行加密处理...");
        return encoder.encode(rawPassword);
    }

    /**
     * 验证输入密码是否匹配已加密的密码
     *
     * @param rawPassword 输入的原始密码
     * @param encodedPassword 已加密的密码
     * @return boolean 是否匹配
     */
    public static boolean verifyPassword(String rawPassword, String encodedPassword) {
        log.debug("正在进行密码验证...");
        return encoder.matches(rawPassword, encodedPassword);
    }
}

图书库存服务实现类

package com.library.service.impl;
import com.library.dto.AddBookInventoryDTO;
import com.library.dto.QueryBookInventoryDTO;
import com.library.dto.UpdateBookInventoryDTO;
import com.library.entity.BookInventory;
import com.library.exception.BusinessException;
import com.library.repository.BookInventoryRepository;
import com.library.service.BookInventoryService;
import com.library.util.RestResult;
import com.library.vo.BookInventoryVO;
import java.time.LocalDateTime;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Optional;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.beans.BeanUtils;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service;
import org.springframework.transaction.annotation.Transactional;

/**
 * <p>
 * 图书库存服务实现类
 * </p>
 */
@Slf4j
@Service
@Transactional
public class BookInventoryServiceImpl implements BookInventoryService {
    @Autowired
    private BookInventoryRepository repository;

    /**
     * 新增图书库存
     *
     * @param dto 入参对象
     * @return RestResult 结果集
     */
    @Override
    public RestResult<?> addBookInventory(AddBookInventoryDTO dto) {
        log.info("新增图书库存请求参数：{}", dto);
        // 检查是否已存在该图书的库存记录
        Optional<BookInventory> existingRecord = repository.findByBookId(dto.getBookId());
        if (existingRecord.isPresent()) {
            return RestResult.fail("000001", "该图书库存记录已存在");
        }
        try {
            BookInventory entity = new BookInventory();
            BeanUtils.copyProperties(dto, entity);
            entity.setCreateTime(LocalDateTime.now());
            entity.setUpdateTime(LocalDateTime.now());
            repository.save(entity);
            log.info("成功新增图书库存记录，ID={}", entity.getInventoryId());
            return RestResult.success(entity);
        } catch (Exception e) {
            log.error("新增图书库存失败", e);
            throw new BusinessException("新增图书库存失败", e);
        }
    }

    /**
     * 修改图书库存
     *
     * @param dto 入参对象
     * @return RestResult 结果集
     */
    @Override
    public RestResult<?> updateBookInventory(UpdateBookInventoryDTO dto) {
        log.info("修改图书库存请求参数：{}", dto);
        // 根据库存记录 ID 查询是否存在该库存记录
        Optional<BookInventory> optionalEntity = repository.findById(dto.getInventoryId());
        if (!optionalEntity.isPresent()) {
            return RestResult.fail("000001", "库存记录不存在");
        }
        try {
            BookInventory entity = optionalEntity.get();
            // 如果传入了字段，则更新对应字段
            if (dto.getTotalQuantity() != null) {
                entity.setTotalQuantity(dto.getTotalQuantity());
            }
            if (dto.getAvailableQuantity() != null) {
                entity.setAvailableQuantity(dto.getAvailableQuantity());
            }
            if (dto.getBorrowedQuantity() != null) {
                entity.setBorrowedQuantity(dto.getBorrowedQuantity());
            }
            if (dto.getWarningThreshold() != null) {
                entity.setWarningThreshold(dto.getWarningThreshold());
            }
            entity.setUpdateTime(LocalDateTime.now());
            repository.save(entity);
            log.info("成功修改图书库存记录，ID={}", entity.getInventoryId());
            return RestResult.success(entity);
        } catch (Exception e) {
            log.error("修改图书库存失败", e);
            throw new BusinessException("修改图书库存失败", e);
        }
    }

    /**
     * 删除图书库存
     *
     * @param inventoryId 库存记录 ID
     * @return RestResult 结果集
     */
    @Override
    public RestResult<?> deleteBookInventory(Long inventoryId) {
        log.info("删除图书库存请求参数：inventoryId={}", inventoryId);
        // 根据库存记录 ID 查询是否存在该库存记录
        Optional<BookInventory> optionalEntity = repository.findById(inventoryId);
        if (!optionalEntity.isPresent()) {
            return RestResult.fail("000001", "库存记录不存在");
        }
        try {
            repository.deleteById(inventoryId);
            log.info("成功删除图书库存记录，ID={}", inventoryId);
            return RestResult.success();
        } catch (Exception e) {
            log.error("删除图书库存失败", e);
            throw new BusinessException("删除图书库存失败", e);
        }
    }

    /**
     * 查询图书库存详情
     *
     * @param dto 入参对象
     * @return RestResult 结果集
     */
    @Override
    public RestResult<?> queryBookInventoryDetail(QueryBookInventoryDTO dto) {
        log.info("查询图书库存详情请求参数：{}", dto);
        // 根据图书 ID 查询对应的库存记录
        Optional<BookInventory> optionalEntity = repository.findByBookId(dto.getBookId());
        if (!optionalEntity.isPresent()) {
            return RestResult.fail("000001", "未找到该图书的库存信息");
        }
        try {
            BookInventory entity = optionalEntity.get();
            BookInventoryVO vo = new BookInventoryVO();
            BeanUtils.copyProperties(entity, vo);
            log.info("成功查询图书库存详情，ID={}", entity.getInventoryId());
            return RestResult.success(vo);
        } catch (Exception e) {
            log.error("查询图书库存详情失败", e);
            throw new BusinessException("查询图书库存详情失败", e);
        }
    }

    /**
     * 获取所有图书库存列表
     *
     * @return RestResult 结果集
     */
    @Override
    public RestResult<List<BookInventoryVO>> getAllBookInventoryList() {
        log.info("获取所有图书库存列表");
        try {
            List<BookInventory> entities = repository.findAll();
            List<BookInventoryVO> vos = new ArrayList<>();
            for (BookInventory entity : entities) {
                BookInventoryVO vo = new BookInventoryVO();
                BeanUtils.copyProperties(entity, vo);
                vos.add(vo);
            }
            log.info("成功获取所有图书库存列表，共{}条记录", vos.size());
            return RestResult.success(vos);
        } catch (Exception e) {
            log.error("获取所有图书库存列表失败", e);
            throw new BusinessException("获取所有图书库存列表失败", e);
        }
    }
}

图书浏览服务实现类

package com.library.service.impl;
import com.library.dto.RecommendBookDTO;
import com.library.dto.SearchBookDTO;
import com.library.entity.BookCategory;
import com.library.entity.BookInfo;
import com.library.entity.BookTag;
import com.library.exception.BusinessException;
import com.library.repository.BookCategoryRepository;
import com.library.repository.BookInfoRepository;
import com.library.repository.BookTagRepository;
import com.library.service.BookBrowseService;
import com.library.util.RestResult;
import com.library.vo.BookDetailVO;
import com.library.vo.BookListVO;
import com.library.vo.CategoryListVO;
import com.library.vo.TagListVO;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Optional;
import lombok.RequiredArgsConstructor;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.beans.BeanUtils;
import org.springframework.data.domain.PageRequest;
import org.springframework.data.domain.Pageable;
import org.springframework.stereotype.Service;

/**
 * <p>
 * 图书浏览服务实现类
 * </p>
 */
@Slf4j
@Service
@RequiredArgsConstructor
public class BookBrowseServiceImpl implements BookBrowseService {
    private final BookInfoRepository bookInfoRepository;
    private final BookCategoryRepository bookCategoryRepository;
    private final BookTagRepository bookTagRepository;

    @Override
    public RestResult<List<BookListVO>> searchBooks(SearchBookDTO searchBookDTO) {
        log.info("开始执行图书搜索操作，参数为：{}", searchBookDTO);
        try {
            // 构建分页对象
            Pageable pageable = PageRequest.of(0, 100); // 假设最多返回 100 条
            // 调用 repository 进行查询
            List<BookInfo> books = bookInfoRepository.searchBooks(
                    searchBookDTO.getTitle(),
                    searchBookDTO.getAuthor(),
                    searchBookDTO.getCategoryId(),
                    pageable
            );
            if (books == null || books.isEmpty()) {
                return RestResult.fail("无匹配结果");
            }
            // 转换为视图对象
            List<BookListVO> result = new ArrayList<>();
            for (BookInfo book : books) {
                BookListVO vo = new BookListVO();
                BeanUtils.copyProperties(book, vo);
                // 如果需要填充分类名称等额外字段，请在此处处理
                result.add(vo);
            }
            return RestResult.success(result);
        } catch (Exception e) {
            log.error("图书搜索异常", e);
            throw new BusinessException("系统内部错误");
        }
    }

    @Override
    public RestResult<BookDetailVO> getBookDetails(Long bookId) {
        log.info("开始获取图书详情，图书 ID 为：{}", bookId);
        Optional<BookInfo> optionalBook = bookInfoRepository.findById(bookId);
        if (!optionalBook.isPresent()) {
            return RestResult.fail("图书不存在");
        }
        BookInfo book = optionalBook.get();
        BookDetailVO detailVo = new BookDetailVO();
        BeanUtils.copyProperties(book, detailVo);
        // 可以在这里补充更多细节，比如分类和标签信息
        return RestResult.success(detailVo);
    }

    @Override
    public RestResult<List<CategoryListVO>> getCategoryList() {
        log.info("开始获取图书分类列表");
        try {
            List<BookCategory> categories = bookCategoryRepository.findAll();
            List<CategoryListVO> result = new ArrayList<>();
            for (BookCategory category : categories) {
                CategoryListVO vo = new CategoryListVO();
                BeanUtils.copyProperties(category, vo);
                result.add(vo);
            }
            return RestResult.success(result);
        } catch (Exception e) {
            log.error("获取分类列表失败", e);
            throw new BusinessException("系统内部错误");
        }
    }

    @Override
    public RestResult<List<TagListVO>> getTagList() {
        log.info("开始获取图书标签列表");
        try {
            List<BookTag> tags = bookTagRepository.findAll();
            List<TagListVO> result = new ArrayList<>();
            for (BookTag tag : tags) {
                TagListVO vo = new TagListVO();
                BeanUtils.copyProperties(tag, vo);
                result.add(vo);
            }
            return RestResult.success(result);
        } catch (Exception e) {
            log.error("获取标签列表失败", e);
            throw new BusinessException("系统内部错误");
        }
    }

    @Override
    public RestResult<List<BookListVO>> getRecommendedBooks(RecommendBookDTO recommendBookDTO) {
        log.info("开始获取推荐图书列表，用户 ID 为：{}", recommendBookDTO.getUserId());
        // 这里简单地返回所有图书作为示例推荐策略
        // 实际应用中可以根据用户的借阅历史、偏好等来实现更复杂的算法
        try {
            Pageable pageable = PageRequest.of(0, 20); // 最多返回 20 本书
            List<BookInfo> books = bookInfoRepository.findAll(pageable);
            List<BookListVO> result = new ArrayList<>();
            for (BookInfo book : books) {
                BookListVO vo = new BookListVO();
                BeanUtils.copyProperties(book, vo);
                result.add(vo);
            }
            return RestResult.success(result);
        } catch (Exception e) {
            log.error("获取推荐图书列表失败", e);
            throw new BusinessException("系统内部错误");
        }
    }
}

开发效果评估

1. 开发效率提升：核心业务代码开发时间缩短，特别在事务控制、并发处理等复杂逻辑实现上表现突出
2. 质量保障体系：自动生成的代码通过 SonarQube 静态检查，缺陷密度降低
3. 知识沉淀机制：平台内置的最佳实践模板，有效避免常见设计缺陷

待改进方向

1. 复杂业务理解：在处理创新业务模式时，需人工补充业务规则说明
2. 多技术栈支持：当前对非 Java 技术栈（如 Go、Python）的集成支持有限
3. UI/UX 设计：前端界面生成功能尚在完善阶段，需结合专业设计工具使用
4. 智能会话格式：在复制粘贴智能会话生成的内容时，需注意格式分层

开发体会

通过本次实践深刻认识到，AI 开发工具已从'代码生成器'进化为'业务理解伙伴'。在实现图书预约排队机制时，AI 不仅生成了基础代码，还主动提示需要考虑'读者优先级策略'和'校区库存均衡'等业务深层次问题。这种从技术实现到业务理解的跨越，标志着开发工具进入智能协同新阶段。建议开发者在使用时保持'人机协作'思维，充分发挥 AI 在重复性工作处理和知识检索方面的优势，同时保留人类在业务创新和复杂决策上的主导地位。