WebBackend — AI驱动的高并发秒杀与智能电商后台系统

🎓 《Web后端开发技术》期末大作业 · 题目一
6个微服务 | Redis Lua原子扣减 | RabbitMQ异步削峰 | WebSocket实时推送 | DeepSeek AI导购

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🏗 系统架构

客户端 → [Gateway :8000] → 路由分发 + JWT鉴权
              │
   ┌──────────┼──────────┬──────────────┬─────────────┐
   ▼          ▼          ▼              ▼             ▼
User(:8001) Product(:8002) Seckill(:8004) Order(:8003) AI(:8005)
   │          │          │              │             │
   └──────────┴──────────┴──────┬───────┘             │
                                │                     │
                          [MySQL :3306]          [DeepSeek V4 Pro]
                          [Redis :6379]
                      [RabbitMQ :5672]

服务	端口	职责
Gateway	8000	API网关：统一入口、JWT鉴权、路由转发
UserService	8001	注册/登录/JWT/角色权限(customer/admin)
ProductService	8002	商品CRUD、库存管理、分页搜索
OrderService	8003	订单查询、MQ消费落库、WebSocket推送
SeckillService	8004	Redis预热 + Lua原子扣减 + MQ投递
AIService	8005	DeepSeek LLM智能商品导购

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🚀 快速开始

前置条件

• Python 3.12+
• Docker Desktop（用于中间件，可选）

1. 克隆项目

git clone <仓库地址>
cd WebBackend

2. 安装依赖

pip install -r requirements.txt

3a. 轻量启动（仅测试，无需Docker）

# 精简版（推荐，~15行关键日志，1秒完成）
python test_integration.py --summary

# 完整版（10000条请求日志）
python test_integration.py

3b. 完整启动（需要Docker）

# 一键启动：自动停本地MySQL → 启动Docker中间件 → 启动6个微服务
start_all.bat

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📖 API文档

启动后访问 Swagger 文档：

服务	地址
网关（总入口）	http://localhost:8000/docs
用户服务	http://localhost:8001/docs
商品服务	http://localhost:8002/docs
订单服务	http://localhost:8003/docs
秒杀服务	http://localhost:8004/docs
AI服务	http://localhost:8005/docs

Apifox / Postman 测试

导入 postman_collection.json，按文件夹顺序执行即可。Token和product_id自动传递。

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📁 项目结构

WebBackend/
├── common/                        # 公共模块
│   ├── config.py                  # 统一配置（数据库/Redis/MQ/LLM）
│   ├── database.py                # SQLAlchemy异步引擎 + 自动建表
│   ├── auth.py                    # JWT签发/校验 + bcrypt密码 + 角色鉴权
│   ├── response.py                # 统一API响应格式
│   └── test_mq.py                 # 测试模式共享内存MQ
│
├── services/                      # 6个独立微服务
│   ├── gateway/main.py            # API网关（反向代理+JWT鉴权）
│   ├── user_service/main.py       # 用户服务（注册/登录/权限）
│   ├── product_service/main.py    # 商品服务（CRUD/分页/库存）
│   ├── order_service/main.py      # 订单服务（MQ消费+WebSocket推送）
│   ├── seckill_service/main.py    # ⭐ 秒杀服务（Redis+Lua原子扣减）
│   └── ai_service/main.py         # AI服务（DeepSeek LLM导购）
│
├── docker-compose.yml             # MySQL + Redis + RabbitMQ
├── requirements.txt               # Python依赖
├── .env                           # 环境变量配置
├── start_all.bat                  # Windows一键启动脚本
├── postman_collection.json        # API测试集合（可导入Apifox/Postman）
├── test_integration.py            # 一体化验收测试（纯内存，无需Docker）
└── run_and_test.py                # 启动服务+端到端HTTP测试

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🧪 测试

验收测试

python test_integration.py --summary

测试结果：

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  最终验收报告
============================================================
  ✅ PASS  用户注册/登录/JWT鉴权
  ✅ PASS  商品CRUD管理
  ✅ PASS  Redis库存预热
  ✅ PASS  高并发Lua原子扣减          ← 10000并发, 无超卖
  ✅ PASS  0超卖验证                  ← Redis库存=0, 订单=100
  ✅ PASS  MQ异步削峰落库
  ✅ PASS  重复购买防护               ← 拦截9900次无效请求
  ✅ PASS  WebSocket推送端点
  通过: 8/8 | QPS=7980 | 100库存 | 0超卖 | 10000并发
============================================================

请求级日志：

#00000 | 用户   2 → ✅ 扣减成功 | 剩余库存=99
#00001 | 用户   3 → ✅ 扣减成功 | 剩余库存=98
  ...
#00099 | 用户 101 → ✅ 扣减成功 | 剩余库存=0        ← 刚好卖完100件
#00100 | 用户 102 → ❌ 库存不足(已售罄) | 当前库存=0  ← 售罄立即拦截
#00200 | 用户   2 → 🚫 重复购买,已拦截               ← 防重复购买

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⚙ 环境变量

.env 文件中需配置：

# MySQL（Docker默认）
MYSQL_HOST=localhost
MYSQL_PORT=3306
MYSQL_USER=root
MYSQL_PASSWORD=Six666666.
MYSQL_DATABASE=webbackend

# Redis
REDIS_HOST=localhost
REDIS_PORT=6379

# RabbitMQ
RABBITMQ_HOST=localhost
RABBITMQ_PORT=5672
RABBITMQ_USER=admin
RABBITMQ_PASS=admin123

# LLM（DeepSeek V4 Pro）
LLM_API_KEY=sk-your-key-here
LLM_BASE_URL=https://api.deepseek.com
LLM_MODEL=deepseek-v4-pro

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🔑 核心技术实现

高并发防超卖（Redis + Lua原子脚本）

-- services/seckill_service/main.py 第55-79行
local stock = redis.call('get', KEYS[1])
if tonumber(stock) <= 0 then return 0 end    -- 库存不足
redis.call('decr', KEYS[1])                   -- 原子扣减
redis.call('sadd', KEYS[2], ARGV[1])           -- 防重复购买
return 1

异步削峰（RabbitMQ）

Redis扣减成功 → 投递MQ消息 → 立即返回"排队中" → OrderService异步消费落库

实时推送（WebSocket）

订单落库后，通过 ConnectionManager 向对应user_id的WebSocket连接推送JSON通知。

AI智能导购（DeepSeek V4 Pro）

获取商品上下文 → 构建System/User Prompt → 调用LLM → 失败时自动降级返回基础信息

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🛠 技术栈

层级	技术
语言	Python 3.12
框架	FastAPI 0.115 + Uvicorn 0.30
ORM	SQLAlchemy 2.0（async） + aiomysql
数据库	MySQL 8.0（Docker）
缓存	Redis 7（Docker）
消息队列	RabbitMQ 3（Docker）
认证	JWT（python-jose）
密码加密	bcrypt（passlib）
AI	DeepSeek V4 Pro（OpenAI兼容API）
API文档	Swagger/OpenAPI（FastAPI自动生成）

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📄 许可证

本项目为课程作业，仅供学习参考。