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合肥工业大学计算机专业实训项目 基于 ASP.NET Core 和 Vue 的网上图书馆

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网上图书馆

基于 ASP.NET Core 和 Vue.js 的网上图书馆项目

本项目是合肥工业大学宣城校区 2023-2024 学年秋季学期计算机科学与技术专业 20 级开设的《实习与实训》课程的项目。

本项目是一个完整的前后端分离 Web 项目,支持跨平台开发和部署。

本项目已在课程设计中获评“优秀”。 因课程设计已经结束,本项目不会再进行大规模的更新。如果你有任何问题,可以发 issue。你可以在 此处 下载到我撰写的课程设计报告。

功能

分为用户部分和管理员部分两大块

登录和注册

没什么可说的。注册之后自动获得用户身份。新管理员账号必须手动在数据库中插入。

用户部分

  • 用户主页,可以查看一些统计信息,并通过图表的方式查看借阅记录统计。
  • 以表格的形式查看所有书籍
    • 本项目的所有表格都带有分页、内容搜索和按列排序功能。
    • 对于每本书,可以进行评论,也可以回复已有的评论。
  • 以表格的形式查看当前借阅情况
  • 以表格的形式查看历史借阅情况
  • 以表格的形式荐购书籍,可以查看已有的荐购记录,也可以新增荐购。
  • 修改账号信息(修改联系方式、密码,更换头像等)

管理员部分

  • 和用户类似的主页功能
  • 以表格的形式管理所有书籍
  • 以表格的形式查看当前借阅情况(所有用户)
  • 以表格的形式查看历史借阅情况(所有用户)
  • 以表格的形式处理荐购书籍,可以回复说明处理结果
  • 以表格的形式管理用户,可以删除用户
  • 以表格的形式查看系统日志,支持清空系统日志
  • 调整系统设置,目前包括如下设置项:
    • 用户借阅册数的上限
    • 用户借阅时长的上限
  • 修改账号信息(修改联系方式、密码,更换头像等)

杂项

登录/注册页的动态 3D 背景是用 Vanta.js 实现的,用了它的“GLOBE”效果。我的另一个项目使用了 Vanta.js 的“CLOUDS”效果。

Vuetify 框架可以较容易地切换全局主题,因此本项目也能支持主题的自动(根据用户操作系统的颜色主题确定)和手动切换。目前只有两种主题:深色和浅色。

项目中与头像有关的实现引用了外部图像,这些图像保存在我自己架设的图床中,关于图床的实现,可见此处。我不确定这个图床能维护多久,因此如果图床挂了,你可能需要修改相关的代码来改用其他方案。

截图

贴一些图,同样托管在我的图床中。

展开

深色主题的登录页:

深色主题的登录页

用户主页:

用户主页

深色主题的用户主页:

深色主题的用户主页

查看书籍:

查看书籍

查看书籍评论:

查看书籍评论

当前借阅列表:

当前借阅列表

历史借阅列表:

历史借阅列表

荐购详情(图示的记录已被处理):

历史借阅列表

个人信息:

历史借阅列表

管理员主页:

历史借阅列表

管理员修改书籍信息(新增书籍样式一样):

历史借阅列表

用户管理:

历史借阅列表

日志管理:

历史借阅列表

系统设置:

历史借阅列表

后端技术实现

ASP.NET Core Web API,基于 .NET 8.0

数据库采用 SQLite

数据库连接采用 EntityFramework Core 框架

日志采用 Serilog 库实现,是直接抄的现成代码,日志写进一个 SQLite 数据库

前端技术实现

使用 Vuetify 3 框架,基于 Vue 3,组合式 API

能用 TypeScript 的地方都用了,如果遇到一些比较棘手的类型问题,会在局部改用 JavaScript

图表用了 vue-chartjs 这个库,底层实际上是 Chart.js

如何运行本项目

下面介绍的流程已经在 Windows 11 和 Arch Linux 平台测试过,可以正常运行。

后端

确保已经安装了 ASP.NET 8 SDK。在 Windows 系统上,你需要在 Visual Studio Installer 中勾选“ASP.NET 和 Web 开发”工作负载;在其他系统上,需要从命令行安装 .NET SDK (默认包含了 .NET Runtime) 和 ASP.NET Runtime。见 此处

然后,需要安装 dotnet-ef 命令行工具,参考 此处

推荐使用的开发工具是:

  • Microsoft Visual Studio 2022(为了支持 .NET 8.0,需要 17.8 或更新的版本),或者
  • JetBrains Rider(为了支持 .NET 8.0,需要 2023.3 或更新的版本)

本项目的大部分代码是在 Rider 上编写的。

克隆项目后,使用 dotnet 命令行工具恢复依赖:

dotnet restore

然后使用 IDE 打开项目根目录下的 OnlineLibrary.sln 解决方案文件。

接下来需要初始化(Seed)数据库。

  1. 暂时注释掉 OnlineLibrary/Controller/SeedController.csSeedController 类前面的 [Authorize(Roles = RoleNames.Admin)] 标记(从而跳过执行时的用户身份验证,因为用户数据在数据库里,而数据库还不存在)

  2. 在命令行中切换到 OnlineLibrary 目录(即后端项目的根目录),执行

    dotnet ef database update --context ApplicationDbContext

    这会自动在 ./Data/ 目录下创建 OnlineLibrary.db 数据库并按顺序执行已有的一系列 Migrations。

    本项目引入了两个 DbContext,其中 ApplicationDbContext 为主数据库,LogsDbContext 为日志数据库。因此,在执行 database update 时必须明确指定针对哪个数据库进行操作。我们这里只创建主数据库。你可以在 OnlineLibrary/Model/DatabaseContext 目录找到本项目的两个 DbContext

  3. OnlineLibrary 目录中执行 dotnet run 启动后端项目,你应该可以看到内容为“OnlineLibrary”的 ASCII Art。然后你可以访问 http://localhost:5057/swagger/index.html 来打开 Swagger 页面。在 Swagger 页面中,依次执行 /Seed/AuthData/Seed/BookData/Seed/SettingsData 3个 EndPoint,等待数据库导入数据。其中导入书籍数据的时间可能稍长,导入用户数据和导入设置数据应当很快完成。导入完毕后,你应该能够在 Response 中看到导入的数据量。

    这是我的第一个 .NET 项目,此前我完全没写过 C#。因此你可能会看到一些关于空值的警告。抱歉!

  4. 按 Ctrl+C 中止后端运行,然后将 SeedController 类前面的 [Authorize(Roles = RoleNames.Admin)] 标记取消注释,之后正常启动项目即可。

数据库准备完成后,启动解决方案的 http 配置。看到”OnlineLibrary“的 ASCII Art 后,你可以访问 http://localhost:5057/swagger/index.html 来打开 Swagger 页面。

./Data/Logs.db 文件可以随意删除,删除之后会重新创建。如果你觉得它有点大了,可以直接删除。当然旧的日志也就丢掉了。

前端默认向后端的 http 端口发请求,因此测试运行时应该启动 http 配置,而非 https 配置。如果希望修改前端的目标端口,可以到 Client/src/plugins/util/axiosInstance.ts 文件中修改。

前端

推荐使用的开发工具是:

  • Microsoft VSCode,带有 Vue-Official 扩展
  • JetBrains WebStorm

Rider 也通过官方插件对 Vue 和 TypeScript 有较好的支持,因此也可以用 Rider 写前端。

本项目前端的几乎全部代码都是在 VSCode 上编写的。

克隆项目后,打开 Client 目录即可。推荐使用的包管理器是 pnpm。安装依赖:

pnpm install

启动开发服务器(构建工具是 Vite):

pnpm dev

服务器启动后,将自动显示前端的 URL。

如果你通过 /Seed/AuthData/ 导入了用户数据,那么数据库中默认存在 4 个用户:TestUserTestModeratorTestAdminDeletedUser。它们的密码都是 123456。前三种用户的权限依次提高,而 DeletdUser 是普通用户权限且不可登录。由于时间仓促,我没有为 Moderator 用户组添加前端功能,因此实际可用的用户只有 UserAdmin 两类。

部署

本节介绍如何将项目部署到一台 Ubuntu 22.04 服务器上,使用 Nginx 作为 Web 服务器和反向代理服务器。

本项目是前后端分离项目,前后端可以独立部署。为简单起见,下面的说明中假设前端部署在 example.com/library,后端部署在 example.com/library/api

前端

修改请求 URL

你需要首先确定后端 API 的 URL。在本例中,这个 URL 是 https://example.com/library/api。然后修改 Client/src/plugins/util/axiosInstance.ts 文件,将以下代码段

//使用axios下面的create([config])方法创建axios实例,其中config参数为axios最基本的配置信息。
const axiosInstance = axios.create({
  baseURL: 'http://localhost:5057', //请求后端数据的基本地址,自定义
  timeout: 5000                     //请求超时设置,单位ms
})

改成对应的 URL,如

//使用axios下面的create([config])方法创建axios实例,其中config参数为axios最基本的配置信息。
const axiosInstance = axios.create({
  baseURL: 'https://example.com/library/api', //请求后端数据的基本地址,自定义
  timeout: 5000                     //请求超时设置,单位ms
})

然后保存。

强烈建议使用 https 访问后端 API,详见 后文

编译项目

进入 Client 目录,执行

pnpm build

这会编译整个前端项目,生成完全静态的页面,并在 Client 目录中生成一个 dist 目录。将该目录整体上传到服务器的某个位置,比如 /home/eslzzyl/WorkSpace/OnlineLibrary/

配置 Nginx

然后,在服务器 Nginx 的根 server 块(example.com 块)中进行如下配置:

location /library {
  alias /home/eslzzyl/WorkSpace/OnlineLibrary/dist/;
  index index.html;
  try_files $uri $uri/ =404;
}

这会把对 example.com/library 的请求映射到 /home/eslzzyl/WorkSpace/OnlineLibrary/dist/。由于编译好的前端是完全静态的,因此直接使用 Nginx 作为 Web 服务器即可。

SSL 相关的配置与本项目关系不大,此处不再详述。

配置完成后,重载 Nginx 配置:

sudo nginx -s reload

然后访问前端,查看网页是否正常显示。如果没有配置后端,会登录不上账号,这是正常的。

后端

发布项目

进入 OnlineLibrary 目录,执行

dotnet publish --no-self-contained --ucr -a x64 --os linux

--no-self-contained 表示发布文件不带运行时,--ucr 表示以开发的 SDK 版本作为运行时版本(在本项目中,是 .NET 8.0),-a 指定发布目标的体系结构,--os 指定发布目标的操作系统。

你可以在 OnlineLibrary/bin/Release/net8.0/linux-x64 中找到发布文件。将 linux-x64 目录整体上传到服务器的某个位置,比如 /home/eslzzyl/WorkSpace/OnlineLibrary/(和前端放一起)。建议压缩后上传到服务器再解压。

在服务器安装 ASP.NET 运行时

然后,你需要在服务器安装 ASP.NET 8.0 运行时。Ubuntu 有多个 .NET 运行时软件源,我推荐使用由微软提供的那个。因为目前只有微软源支持在 Ubuntu 22.04 上安装 .NET 8.0 运行时。关于添加微软 .NET 软件源,请参考 此处。添加后请参考 此处 来安装 ASP.NET 运行时。

运行后端

安装好运行时后,就可以运行后端了。进入 linux-x64/publish 目录,先为 OnlineLibrary 可执行文件添加可执行权限:

chmod +x ./OnlineLibrary

然后,你需要使用某种终端复用工具,如 screentmux,来复用终端。这样,当你断开 SSH 连接后,后端项目会保持正常运行。

tmux 为例,执行

tmux new -s library

来创建一个名为 library 的新 session。然后使用

tmux a -t library

来进入这个 session。在该 session 中,执行

./OnlineLibrary

来运行后端项目。你可能会发现程序异常终止,因为无法在 SQLite 数据库中找到 Book 表。这是正常的,因为我们还没有加入数据库。

将本地初始化好的数据库文件 OnlineLibrary.db 上传到服务器的 linux-x64/publish/Data 目录中。Data 目录应该会在程序第一次执行并异常终止之后自动生成。

再次运行后端项目。如果一切正常,你可以很快看到书籍数量统计和“OnlineLibrary”的 ASCII Art。

你可以通过 tmuxdetach 快捷键来离开 library session,同时保持其中的程序继续执行。这个快捷键默认是 C-b d(先按下 Ctrl+B,松开,再按下 D)。

为了在外网访问后端,需要在 Nginx 中配置反向代理。尽管 ASP.NET Core 自带的 Web 服务器 Kestrel 也可以处理外网请求(需要额外的配置),但仍然推荐用反向代理。

Nginx 反向代理

在服务器 Nginx 的根 server 块(example.com 块)中进行如下配置:

location /library/api {
  proxy_ssl_server_name on;
  rewrite ^/library/api(.*)$ $1 break;
  proxy_pass http://127.0.0.1:5000/;
  proxy_redirect off;
  proxy_set_header Host $host;
  proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
  proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
  proxy_set_header X-Forwarded-Proto $scheme;
}

ASP.NET Core WebAPI 的默认部署端口是 5000,因此这里把对 example.com/library/api 的请求转发到了 127.0.0.1:5000

我不知道 5000 这个端口是在后端的何处配置的,我通过网上搜索得到了这个端口,如果你需要修改,可能得自行查看修改方法。

安全性问题:如果你正在公网部署这个项目,那么我强烈建议你为后端服务器配置 SSL,因为本项目登录和注册时的密码是明文传输的,使用 http 传输密码可能很不安全。或者,不要在本项目中使用自己其他账号的密码。

完成后,重载 Nginx 配置,然后访问前端并登录账号,查看后端是否正常工作。

设计文档

此处。在开发中后期,我没有再更新过这个文档,因此它的内容可能已经不准确,而且有缺失。实际功能请以 功能 这一节为准。

代码量统计

Commit 53fb6ab 的代码量统计,统计工具是 tokei

前端

===============================================================================
 Language            Files        Lines         Code     Comments       Blanks
===============================================================================
 CSS                     1           12           11            0            1
 HTML                    1           16           13            0            3
 JSON                    3           69           69            0            0
 Markdown                1           60            0           33           27
 SVG                     1            6            6            0            0
 TypeScript             11          424          329           42           53
 YAML                    1         1124          974            0          150
-------------------------------------------------------------------------------
 Vue                    22          810          756            0           54
 |- CSS                  5           87           77            0           10
 |- HTML                22          838          817           10           11
 |- JavaScript          22         2394         2089           16          289
 (Total)                           4129         3739           26          364
===============================================================================
 Total                  41         2521         2158           75          288
===============================================================================

后端

排除了 Migrations 目录,因为该目录下的所有代码都是 EF Core 自动生成的。

===============================================================================
 Language            Files        Lines         Code     Comments       Blanks
===============================================================================
 C#                     38         2524         2186           35          303
 JSON                    3           71           71            0            0
 MSBuild                 1           33           29            0            4
-------------------------------------------------------------------------------
 Markdown                1          252            0          151          101
 |- JSON                 1           30           27            0            3
 (Total)                            282           27          151          104
===============================================================================
 Total                  43         2880         2286          186          408
===============================================================================

附录

本项目的图书数据(见 ./OnlineLibrary/Data/Books.csv)爬取自合肥工业大学图书馆的“热门推荐”页面,只爬取了“热门借阅”这个分类。这个页面应该只在校园网内部可用。

本项目在开发过程中得到了 ChatGPT 和 GitHub Copilot (Chat) 的极大帮助。

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