1月第四讲：Java Web学生自习管理系统

一、项目背景与需求分析

随着网络技术的不断发展和学校规模的扩大，学生自习管理系统的需求日益增加。传统的自习管理方式存在效率低下、资源浪费等问题，因此，开发一个智能化的学生自习管理系统显得尤为重要。该系统旨在提高自习室的利用率和管理效率，为学生提供方便快捷的自习预约服务，同时为管理员提供高效的资源管理工具。

系统的主要功能需求包括：

1.用户管理：管理员和学生的注册、登录。

2.自习室管理：自习室类型、座位信息的录入和查询。

3.座位预约：学生预约自习室座位、查看预约状态和历史记录。

4.管理员操作：管理员查看预约情况、管理资源分配。

二、技术选型与架构设计

1.技术选型：

前端：HTML、CSS、JavaScript，用于创建用户界面。
后端：Java（JDK 1.8），Servlet，JSP，JDBC，用于处理业务逻辑和数据库交互。
数据库：MySQL，用于存储用户信息和自习室资源数据。
服务器：Apache Tomcat，用于部署和运行Web应用。
开发工具：IntelliJ IDEA 或 Eclipse，用于编写和调试代码。

2.架构设计：

三层架构：

表示层：JSP/HTML 作为前台与用户交互，Servlet 用于控制跳转和调用业务逻辑层。
业务逻辑层：处理业务逻辑，调用数据访问层。
数据访问层：与数据库交互，封装数据库操作。

三、数据库设计

1.用户表（users）：存储用户信息。

CREATE TABLE users (
    id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
    username VARCHAR(50) NOT NULL UNIQUE,
    password VARCHAR(50) NOT NULL,
    role VARCHAR(10) NOT NULL CHECK (role IN ('student', 'admin'))
);

2.自习室表（study_rooms）：存储自习室信息。

CREATE TABLE study_rooms (
    id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
    room_name VARCHAR(50) NOT NULL,
    capacity INT NOT NULL
);

3.座位表（seats）：存储座位信息。

CREATE TABLE seats (
    id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
    room_id INT NOT NULL,
    status VARCHAR(10) NOT NULL CHECK (status IN ('available', 'booked')),
    FOREIGN KEY (room_id) REFERENCES study_rooms(id)
);

4.预约表（reservations）：存储预约信息。

CREATE TABLE reservations (
    id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
    user_id INT NOT NULL,
    seat_id INT NOT NULL,
    start_time DATETIME NOT NULL,
    end_time DATETIME NOT NULL,
    FOREIGN KEY (user_id) REFERENCES users(id),
    FOREIGN KEY (seat_id) REFERENCES seats(id)
);

四、后端实现

1.数据库连接工具类（DBUtil.java）：

import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.SQLException;
 
public class DBUtil {
    private static final String DB_URL = "jdbc:mysql://localhost:3306/study_management";
    private static final String DB_USER = "root";
    private static final String DB_PASSWORD = "your_password";
    private static Connection connection = null;
 
    static {
        try {
            Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");
            connection = DriverManager.getConnection(DB_URL, DB_USER, DB_PASSWORD);
        } catch (ClassNotFoundException | SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
 
    public static Connection getConnection() {
        return connection;
    }
 
    // 其他数据库操作方法（增删改查）
}

2.数据访问层（DAO）：

UserDao.java：

import java.sql.*;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
 
public class UserDao {
    public boolean registerUser(String username, String password, String role) {
        String sql = "INSERT INTO users (username, password, role) VALUES (?, ?, ?)";
        try (PreparedStatement pst = DBUtil.getConnection().prepareStatement(sql)) {
            pst.setString(1, username);
            pst.setString(2, password);
            pst.setString(3, role);
            return pst.executeUpdate() > 0;
        } catch (SQLException e) {
            e.printStackTrace();
            return false;
        }
    }
 
    // 其他方法（登录、查询用户等）
}

StudyRoomDao.java 和 SeatDao.java 以及 ReservationDao.java 的实现类似，包含各自的增删改查方法。

3.业务逻辑层（Service）：

UserService.java：

public class UserService {
    public boolean register(String username, String password, String role) {
        return UserDao.registerUser(username, password, role);
    }
 
    // 其他方法（登录验证、查询用户信息等）
}

StudyRoomService.java、SeatService.java 和 ReservationService.java 类似，包含各自的业务逻辑处理。

4. Servlet：

RegisterServlet.java：

import javax.servlet.*;
import javax.servlet.http.*;
import java.io.IOException;
 
public class RegisterServlet extends HttpServlet {
    protected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        String username = request.getParameter("username");
        String password = request.getParameter("password");
        String role = request.getParameter("role");
 
        boolean isRegistered = UserService.register(username, password, role);
 
        if (isRegistered) {
            response.sendRedirect("login.jsp");
        } else {
            request.setAttribute("error", "Registration failed!");
            request.getRequestDispatcher("register.jsp").forward(request, response);
        }
    }
 
    // 其他方法（登录Servlet、预约Servlet等）
}

5. JDBC工具类

import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.SQLException;
 
public class JDBCUtils {
    private static final String URL = "jdbc:mysql://localhost:3306/StudyManagementSystem?useSSL=false&serverTimezone=UTC";
    private static final String USER = "root";
    private static final String PASSWORD = "your_password"; // 请替换为您的数据库密码
 
    public static Connection getConnection() throws SQLException {
        return DriverManager.getConnection(URL, USER, PASSWORD);
    }
}

6. Servlet示例：添加学生

import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.annotation.WebServlet;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import java.io.IOException;
import java.sql.Connection;
import java.sql.PreparedStatement;
import java.sql.SQLException;
 
@WebServlet("/addStudent")
public class AddStudentServlet extends HttpServlet {
    @Override
    protected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        String name = request.getParameter("name");
        String major = request.getParameter("major");
        int grade = Integer.parseInt(request.getParameter("grade"));
        String phone = request.getParameter("phone");
 
        String sql = "INSERT INTO Student (name, major, grade, phone) VALUES (?, ?, ?, ?)";
 
        try (Connection conn = JDBCUtils.getConnection();
             PreparedStatement pstmt = conn.prepareStatement(sql)) {
            pstmt.setString(1, name);
            pstmt.setString(2, major);
            pstmt.setInt(3, grade);
            pstmt.setString(4, phone);
            pstmt.executeUpdate();
 
            response.sendRedirect("students.jsp"); // 重定向到学生列表页面
        } catch (SQLException e) {
            e.printStackTrace();
            request.setAttribute("error", "添加学生失败，请稍后再试！");
            request.getRequestDispatcher("addStudent.jsp").forward(request, response);
        }
    }
}

7. JSP页面示例：添加学生页面

<!-- addStudent.jsp -->
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <title>添加学生</title>
</head>
<body>
    <h2>添加学生</h2>
    <form action="addStudent" method="post">
        姓名: <input type="text" name="name" required><br>
        专业: <input type="text" name="major" required><br>
        年级: <input type="number" name="grade" required><br>
        电话: <input type="text" name="phone" required><br>
        <input type="submit" value="提交">
    </form>
    <c:if test="${not empty error}">
        <p style="color:red;">${error}</p>
    </c:if>
</body>
</html>

注意：为了使用JSP标签库（如<c:if>），您需要在JSP页面顶部添加以下指令：

jsp复制代码

<%@ taglib uri="http://java.sun.com/jsp/jstl/core" prefix="c" %>

并且，您需要在项目的WEB-INF/lib目录下添加JSTL库（如jstl-1.2.jar）。

五、前端实现

1.注册页面（register.jsp）：

<%@ page contentType="text/html;charset=UTF-8" language="java" %>
<html>
<head>
    <title>Register</title>
</head>
<body>
    <h1>Register</h1>
    <form action="RegisterServlet" method="post">
        Username: <input type="text" name="username" required><br>
        Password: <input type="password" name="password" required><br>
        Role: <select name="role">
                <option value="student">Student</option>
                <option value="admin">Admin</option>
            </select><br>
        <button type="submit">Register</button>
    </form>
    <c:if test="${not empty error}">
        <p style="color:red">${error}</p>
    </c:if>
</body>
</html>

2.登录页面（login.jsp）

登录页面（login.jsp）** 和 其他页面（如自习室管理页面、座位预约页面等）类似，通过表单提交数据到相应的Servlet进行处理。

（1）项目结构

假设项目结构如下：

MyWebApp/
│
├── src/
│   ├── main/
│   │   ├── java/
│   │   │   └── com/
│   │   │       └── example/
│   │   │           ├── controller/
│   │   │           │   ├── LoginServlet.java
│   │   │           │   ├── StudyRoomServlet.java
│   │   │           │   └── SeatReservationServlet.java
│   │   │           └── model/
│   │   │               └── User.java
│   │   └── webapp/
│   │       ├── WEB-INF/
│   │       │   ├── web.xml
│   │       └── 
│   │           ├── login.jsp
│   │           ├── studyRoom.jsp
│   │           └── seatReservation.jsp

（2） `User` 模型类

首先，定义一个简单的User类来表示用户信息。

// src/main/java/com/example/model/User.java
package com.example.model;
 
public class User {
    private String username;
    private String password;
 
    // Getters and Setters
    public String getUsername() {
        return username;
    }
 
    public void setUsername(String username) {
        this.username = username;
    }
 
    public String getPassword() {
        return password;
    }
 
    public void setPassword(String password) {
        this.password = password;
    }
}

（3）登录页面 (`login.jsp`)

创建一个简单的登录页面。

<!-- src/main/webapp/login.jsp -->
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <title>Login</title>
</head>
<body>
    <h2>Login</h2>
    <form action="login" method="post">
        <label for="username">Username:</label>
        <input type="text" id="username" name="username" required><br><br>
        <label for="password">Password:</label>
        <input type="password" id="password" name="password" required><br><br>
        <input type="submit" value="Login">
    </form>
    <p>Or go to <a href="studyRoom.jsp">Study Room Management</a> or <a href="seatReservation.jsp">Seat Reservation</a> (without login).</p>
</body>
</html>

（4）登录处理Servlet (`LoginServlet.java`)

处理登录表单提交的Servlet。

// src/main/java/com/example/controller/LoginServlet.java
package com.example.controller;
 
import com.example.model.User;
 
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.annotation.WebServlet;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import java.io.IOException;
 
@WebServlet("/login")
public class LoginServlet extends HttpServlet {
    @Override
    protected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        String username = request.getParameter("username");
        String password = request.getParameter("password");
 
        // Simple hard-coded authentication for demo purposes
        if ("admin".equals(username) && "password123".equals(password)) {
            User user = new User();
            user.setUsername(username);
            user.setPassword(password);
            request.getSession().setAttribute("user", user);
            response.sendRedirect("studyRoom.jsp");
        } else {
            response.sendRedirect("login.jsp?error=true");
        }
    }
}

（5）自习室管理页面 (`studyRoom.jsp`)

显示自习室管理页面（假设用户已登录）。

<!-- src/main/webapp/studyRoom.jsp -->
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <title>Study Room Management</title>
</head>
<body>
    <h2>Study Room Management</h2>
    <%
        if (session.getAttribute("user") == null) {
            response.sendRedirect("login.jsp");
            return;
        }
    %>
    <p>Welcome, <%= session.getAttribute("user").getUsername() %>!</p>
    <p>This is where you can manage study rooms.</p>
    <a href="logout">Logout</a>
</body>
</html>

JSP 复制全屏

（6）座位预约页面 (`seatReservation.jsp`)

显示座位预约页面（假设用户未登录也可访问）。

<!-- src/main/webapp/seatReservation.jsp -->
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <title>Seat Reservation</title>
</head>
<body>
    <h2>Seat Reservation</h2>
    <p>You can reserve a seat here.</p>
    <%
        if (session.getAttribute("user") != null) {
            out.println("<p>Logged in as: " + session.getAttribute("user").getUsername() + "</p>");
        } else {
            out.println("<p>You are not logged in. <a href='login.jsp'>Login</a> to see more options.</p>");
        }
    %>
    <a href="login.jsp">Login</a>
</body>
</html>