springboot+vue实现服装商城系统（带用户协同过滤个性化推荐算法）

今天教大家如何设计一个服装商城 , 基于目前主流的技术：前端vue3，后端springboot。

同时还带来的项目的部署教程。

系统最大的亮点是使用了两个推荐算法:

1. 基于Jaccard算法的用户浏览历史推荐。

2. 基于用户的协同过滤算法个性化推荐。

还有核心的商城保证库存不超卖，订单，运费等基本商城系统设计。下面我会详细描述下这些设计思路。

视频演示

用户协同过滤算法服装商城

图片演示

系统概述

商城是一款比较庞大的系统，需要有商品中心，库存中心，订单中心，收货地址和运费管理。先看下我们要实现的商城有哪些功能：

1. 商品分类管理。

2. 商品管理。

3.库存管理。

4.订单管理。

5. 评价管理。

6.用户管理。

7.运费和运费模板管理。

8. 系统公告管理。

9.首页轮播图管理。

10. 用户购物车。

核心功能实现思想

用户协同过滤算法的设计

协同过滤（Collaborative Filtering, CF）是推荐系统中最经典的算法之一，其核心思想是通过用户的历史行为数据（如评分、点击、购买等）发现用户或物品的相似性，并基于这种相似性进行推荐。协同过滤分为两大类：基于用户的协同过滤和基于物品的协同过滤。

算法的步骤

1. 获取所有用户行为数据，构建用户-物品评分矩阵。

2. 目标用户与其它用户的相似度计算：将用户对商品的评分视为向量，计算余弦相似度。

3. 选取与目标用户相似度最高的 k 个用户作为邻居。

4. 通过邻居用户的评分进行加权平均预测（权重为用户相似度）。

5. 将预测评分按降序排序，选择评分最高的N个物品作为推荐结果。

举例说明

用户评分矩阵的构建

需要借助Array2DRowRealMatrix算法工具，Array2DRowRealMatrix 是 Apache Commons Math 库中的一个类，用于表示二维实数矩阵，并提供矩阵运算功能。

maven依赖如下：

<dependency><groupId>org.apache.commons</groupId><artifactId>commons-math3</artifactId><version>3.6.1</version></dependency>

构建评分矩阵的代码：

// 获取所有用户的行为数据，用于构建用户-物品评分矩阵List<UserBehavior> allBehaviors = userBehaviorRepository.selectList(null);if(CollectionUtils.isEmpty(allBehaviors)) {return Collections.emptyList();}// 构建用户和物品的索引映射，方便后续构建评分矩阵Map<Long, Integer> userIndex = new HashMap<>();Map<Long, Integer> itemIndex = new HashMap<>();// 提取用户idList<Long> users = allBehaviors.stream().map(UserBehavior::getUserId).distinct().collect(Collectors.toList());// 提取物品idList<Long> items = allBehaviors.stream().map(UserBehavior::getItemId).distinct().collect(Collectors.toList());for (int i = 0; i < users.size(); i++) {userIndex.put(users.get(i), i);}for (int i = 0; i < items.size(); i++) {itemIndex.put(items.get(i), i);}// 初始化评分矩阵，行表示用户，列表示物品   一个 users.size() x  items.size() 大小的矩阵RealMatrix ratingMatrix = new Array2DRowRealMatrix(users.size(), items.size());// 根据用户行为数据填充评分矩阵for (UserBehavior behavior : allBehaviors) {if (behavior.getRating() != null) {int uIndex = userIndex.get(behavior.getUserId());int iIndex = itemIndex.get(behavior.getItemId());// 设置 矩阵的 行，列 值 为 评分ratingMatrix.setEntry(uIndex, iIndex, behavior.getRating());}}

余弦相似度计算

/*** 计算两个向量的余弦相似度* 余弦相似度用于衡量两个用户的评分模式的相似程度* @param vector1 第一个用户的评分向量* @param vector2 第二个用户的评分向量* @return 相似度值，范围[-1,1]，值越大表示越相似*/private double calculateCosineSimilarity(double[] vector1, double[] vector2) {double dotProduct = 0.0;double norm1 = 0.0;double norm2 = 0.0;for (int i = 0; i < vector1.length; i++) {dotProduct += vector1[i] * vector2[i];norm1 += vector1[i] * vector1[i];norm2 += vector2[i] * vector2[i];}if (norm1 == 0 || norm2 == 0) return 0;return dotProduct / (Math.sqrt(norm1) * Math.sqrt(norm2));}

根据余弦相似度计算取5个相似的用户作为邻居

// 计算目标用户与其他用户的相似度int userIdx = userIndex.get(user.getId());Map<Integer, Double> userSimilarities = new HashMap<>();for (int i = 0; i < users.size(); i++) {if (i != userIdx) {// 计算 当前用户 与其他的每一个用户的评分向量的 余弦相似度double similarity = calculateCosineSimilarity(ratingMatrix.getRow(userIdx), ratingMatrix.getRow(i));userSimilarities.put(i, similarity);}}// 选择最相似的5个用户作为邻居用户List<Integer> similarUsers = userSimilarities.entrySet().stream()// 按相似度值降序排序.sorted(Map.Entry.<Integer, Double>comparingByValue().reversed())// 取前5个最相似用户.limit(5)// 提取用户索引.map(Map.Entry::getKey).collect(Collectors.toList());

最后是计算加权平均，当中还需要进行 归一化处理， 来避免了因用户群体整体相似度偏高/偏低导致的预测偏差，使得推荐结果更贴近用户的真实偏好。

整体代码较长，我就不贴了。

库存系统的设计

库存最大的问题就是超卖，也就是说有多个人同时并发下单，库存需要保持一致性，不会扣减到小于0的情况。普通的设计就是加一个全局锁。每个人下单都需要等待上一个人下单完成。

这样严重影响效率。这里我们库存的设计流程如下：

1. 首先我们将库存分为 数据库库存 和 销售库存。数据库库存就是存储到数据库的商品库存值，销售库存就是用户下单，页面所在的库存值。

2. 后台管理上架商品时，会设置一个初始库存，我们将初始库存存储到数据库库存 和 销售库存。

3.当用户下单时，不是直接扣减的数据库库存，而是通过redis的 decrement 方法，对销售库存进行扣减。但是redis的扣减操作这里还不是一个原子性操作，需要先从redis查出库存，然后进行decrment操作。这两步操作我们用reddsion的分布式锁来控制原子性，同时，我们将加锁的维度控制到了商品id。这样大大提高了并发效率。

3. 库存扣减后，我们又通过redis消费队列，实现了对数据库库存的同步。这样保持了redis库存和数据库库存的一致性。

4. 后台我们设计的是对商品只能加加库存，和减少库存的操作，而不是直接修改库存值。如果你直接修改库存值，就有可能会导致库存数据不一致，难以跟踪。

5. 我们还设计了库存的扣减，新增日志，方便对库存进行跟踪管理。

库存扣减的部分代码：

/*** 扣减库存（使用Redisson分布式锁）* @param quantity 扣减数量* @return true-扣减成功，false-扣减失败（库存不足）*/public boolean deductInventory(Integer spuId, int quantity) {String lockKey = "lock:inventory:" + spuId;String inventoryKey = "inventory:" + spuId;RLock lock = redissonClient.getLock(lockKey);try {// 尝试加锁，最多等待10秒，锁过期时间30秒boolean locked = lock.tryLock(10, 30, TimeUnit.SECONDS);if (locked) {String stock = (String) redisTemplate.opsForValue().get(inventoryKey);if (StringUtils.isEmpty(stock)) {return false;}if (Integer.parseInt(stock) < quantity) {return false;}// 扣减库存redisTemplate.opsForValue().decrement(inventoryKey, quantity);return true;}return false;} catch (InterruptedException e) {Thread.currentThread().interrupt();return false;} finally {// 释放锁if (lock.isHeldByCurrentThread()) {lock.unlock();}}}

商品系统的设计

商品包含了很多属性，这里我设计的商品表如下：

CREATE TABLE `product` (`product_id` int NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '商品id',`product_name` varchar(100) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NOT NULL COMMENT '商品名称',`category_id` int NOT NULL COMMENT '类目id',`product_title` varchar(300) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NOT NULL COMMENT '商品标题',`product_intro` text CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NOT NULL COMMENT '商品详情',`product_picture` varchar(200) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci DEFAULT NULL COMMENT '商品封面图',`spu0_price` double NOT NULL COMMENT '参考价，商品第一个spu的价格',`product_sales` int NOT NULL COMMENT '销量',`state` tinyint DEFAULT '0' COMMENT '0-上架  1- 下架',PRIMARY KEY (`product_id`) USING BTREE
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=54 DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_bin ROW_FORMAT=DYNAMIC COMMENT='商品';

商品关联的spu规格表：

CREATE TABLE `product_spu` (`id` int NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT 'id',`product_id` int NOT NULL COMMENT '商品id',`spu_name` varchar(100) COLLATE utf8mb4_bin NOT NULL COMMENT '规格的key名称，比如尺码',`spu_value` varchar(100) COLLATE utf8mb4_bin NOT NULL COMMENT '规格的key的值，比如尺码的大小是S',`spu_price` double NOT NULL COMMENT '商品售卖价',`spu_stock` int NOT NULL COMMENT 'spu库存',`state` tinyint DEFAULT '0' COMMENT '0-上架  1- 下架',PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=85 DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_bin COMMENT='商品最小单元';

商品还关联了多图

CREATE TABLE `product_picture` (`id` int NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主键id',`product_id` int NOT NULL COMMENT '商品id',`product_picture` varchar(200) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci DEFAULT NULL COMMENT '商品图片',`intro` text CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci,PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=276 DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_bin ROW_FORMAT=DYNAMIC COMMENT='商品图片';

商品还有一个动态的字典属性

动态字典属性表设计

CREATE TABLE `product_attr` (`id` int NOT NULL AUTO_INCREMENT,`product_id` int NOT NULL,`product_attr_config_id` int NOT NULL COMMENT '商品属性字典id',`attr_val` varchar(500) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci DEFAULT NULL COMMENT '属性值',PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=295 DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_bin ROW_FORMAT=DYNAMIC COMMENT='商品属性与字典关联';

订单系统的设计

我们将订单的状态设计成以下几种：0-待付款 1-待发货 2-待收货 3-待评价 4-已完成 5-退款中 6-已退款 7-已取消。

订单状态扭转流程：

1. 用户点击购买商品或从购物车点击，则商品进入待付款状态，此时，商品库存被锁，也就是实实在在的扣减了销售库存。

2. 当30分钟超过后，用户未支付上面的待付款订单，则订单状态扭转为已取消，库存回流，此笔订单结束。

3. 当用户30分钟内支付后，订单扭转为代发货。

4. 管理员登录管理后台，将待发货订单进行发货操作后，订单状态变成待收货。

5. 用户可以对待收获订单进行收获和退款操作，如果是退款，则变成退款中，管理员进行退款确认，确认后，订单变成已退款，退款成功后，库存回流。此订单结束。

6. 如果用户确认收获，则订单变成待评价，用户可以进行评价，评价完成后，订单变成已完成，此订单结束。

订单表设计如下：

CREATE TABLE `orders` (`order_id` varchar(200) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_bin NOT NULL,`user_id` int NOT NULL COMMENT '用户id',`spu_id` int NOT NULL COMMENT '商品id',`spu_name` varchar(255) COLLATE utf8mb4_bin DEFAULT NULL COMMENT 'spu的名称',`spu_value` varchar(255) COLLATE utf8mb4_bin DEFAULT NULL COMMENT 'spu的值',`product_num` int NOT NULL COMMENT '商品数量',`order_state` int NOT NULL COMMENT '订单状态 0-待付款 1-待发货 2-待收货 3-待评价 4-已完成 5-退款中 6-已退款 7-已取消',`product_price` double NOT NULL COMMENT '下单商品价格',`shipping_price` double NOT NULL COMMENT '下单运费价格',`refund_cause` varchar(2255) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_bin DEFAULT NULL COMMENT '退款原因',`order_remark` varchar(2000) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_bin NOT NULL COMMENT '订单备注',`pay_type` int DEFAULT NULL COMMENT '支付方式：0-支付宝 1-微信',`address` varchar(2000) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_bin NOT NULL COMMENT '收获地址',`create_time` datetime DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '创建时间',PRIMARY KEY (`order_id`) USING BTREE
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_bin ROW_FORMAT=DYNAMIC COMMENT='订单';

运费的设计

首先需要有一个模板表，上架商品时，直接选中到这个运费模板

CREATE TABLE `shipping_template` (`template_id` int NOT NULL AUTO_INCREMENT,`name` varchar(100) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_bin NOT NULL COMMENT '模板名称',`is_free_shipping` tinyint(1) DEFAULT '0' COMMENT '是否包邮(0否1是)',PRIMARY KEY (`template_id`) USING BTREE
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=5 DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_bin ROW_FORMAT=DYNAMIC COMMENT='运费模板表';

每个模板有着自己的运费规则，规则里面重要的就是城市信息。每个城市的运费都不一样。

CREATE TABLE `shipping_rule` (`id` int NOT NULL AUTO_INCREMENT,`template_id` int NOT NULL COMMENT '运费模板ID',`city_id` int NOT NULL COMMENT '地区编码(可多级)',`first_fee` double NOT NULL COMMENT '该地域的运费',PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=4 DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_bin ROW_FORMAT=DYNAMIC COMMENT='运费规则表';

最后，有一个城市表，记录着中国的省市区数据

CREATE TABLE `city` (`id` int NOT NULL COMMENT '主键',`name` varchar(40) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci DEFAULT NULL COMMENT '省市区名称',`parentid` int DEFAULT NULL COMMENT '上级ID',`shortname` varchar(40) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci DEFAULT NULL COMMENT '简称',`leveltype` tinyint DEFAULT NULL COMMENT '级别:0,中国；1，省分；2，市；3，区、县',`citycode` varchar(7) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci DEFAULT NULL COMMENT '城市代码',`zipcode` varchar(7) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci DEFAULT NULL COMMENT '邮编',`lng` varchar(20) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci DEFAULT NULL COMMENT '经度',`lat` varchar(20) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci DEFAULT NULL COMMENT '纬度',`pinyin` varchar(40) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci DEFAULT NULL COMMENT '拼音',`status` enum('0','1') CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci DEFAULT '1'
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb3 ROW_FORMAT=DYNAMIC;