Week 1-8: Spring Boot 学习计划完整项目
Co-Authored-By: Claude Opus 4.7 <noreply@anthropic.com>
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# Week 5：Spring 全家桶核心组件 —— 安全、缓存、监控与进阶
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**目标**：在 Week 4 的全栈项目基础上，引入 Spring Security + JWT 实现认证授权，集成 Redis 缓存，接入 Actuator 监控，自定义校验注解，掌握 MyBatis-Plus 逻辑删除与分页。
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**前置**：已完成 Week 4 的 Spring Boot + ORM 双轨 + MVC 全栈项目。
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**学习成果**：一个完整的"学生管理系统 v2"，具备：
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- JWT 令牌认证（登录 / 注册）
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- RBAC 角色控制（ADMIN 可增删改，USER 只读）
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- Redis 缓存加速查询
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- Actuator 健康检查与监控
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- @ValidScore 自定义校验注解
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- MyBatis-Plus 逻辑删除
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## Day 1：Spring Security 架构 & 过滤器链
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**知识点**：
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- Spring Security 核心概念：Authentication（认证）vs Authorization（授权）
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- SecurityFilterChain：过滤器链的工作原理
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- 关键过滤器：UsernamePasswordAuthenticationFilter、SecurityContextHolder
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- 无状态会话（STATELESS）vs 有状态会话
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- CSRF 的概念及何时禁用（前后端分离 API）
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- BCrypt 密码编码器的不可逆特性
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**动手 → 理解**：
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1. 阅读 `SecurityConfig.java`：逐行理解每条配置的意图
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2. 用 Postman / 浏览器测试：不登录直接访问 `/api/students`，观察 401 响应
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3. 去掉 `@Bean` 的 SecurityFilterChain，对比默认行为（表单登录页）
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4. 尝试把 `sessionCreationPolicy` 改回 `IF_REQUIRED`，观察 JSESSIONID 的出现
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**核心文件**：
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- `config/SecurityConfig.java` — 安全配置入口
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- `service/AuthService.java` — 认证逻辑（login / register）
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**思考题**：为什么要用 `requestMatchers(...).permitAll()` 放行 `/api/auth/**`？不放行会怎样？
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## Day 2：JWT 认证 —— 登录 / 注册
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**知识点**：
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- JWT（JSON Web Token）结构：Header.Payload.Signature
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- 对称密钥签名：HMAC-SHA256
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- JJWT 库的使用：`Jwts.builder()` 生成，`Jwts.parser().verifyWith()` 验证
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- Claims：subject、issuedAt、expiration、自定义 claim（role）
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- 前端 Token 存储：localStorage vs sessionStorage vs Cookie 的权衡
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- OncePerRequestFilter：为什么用它而不是普通 Filter
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**动手 → 理解**：
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1. 用浏览器 DevTools Application 面板查看 localStorage 中的 `wk5_token`
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2. 把 token 粘贴到 [jwt.io](https://jwt.io) 在线解析，观察 payload 内容
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3. 修改 `application.yml` 中 `jwt.expiration` 为 60000（1分钟），等一分钟再刷新页面
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4. 手动篡改 localStorage 中 token 的某一个字符，观察 401 错误
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**核心文件**：
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- `security/JwtUtil.java` — Token 生成与解析工具
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- `security/JwtAuthFilter.java` — 过滤器：从请求头提取并验证 Token
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- `config/DataInitializer.java` — 启动时创建默认用户
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**思考题**：JWT 的三个部分中，哪个是"不可伪造"的关键？为什么？
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## Day 3：RBAC 方法级安全 —— 权限控制
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**知识点**：
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- RBAC（Role-Based Access Control）：角色 → 权限 → 资源
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- `@EnableMethodSecurity` 开启方法级注解
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- `@PreAuthorize("hasRole('ADMIN')")` 的 SpEL 表达式
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- SecurityContextHolder：如何在 Controller 中获取当前用户
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- `Principal` 参数注入
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- 权限不足时的 AccessDeniedException → 全局异常处理返回 403
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**动手 → 理解**：
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1. 用 user/123456 登录，尝试新增学生，观察后台日志中的 AccessDeniedException
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2. 在前端查看：USER 角色的"新增"按钮为何消失（app.js 中的 `checkRoleUI()`）
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3. 在 `StudentController.java` 的 `deleteStudent` 方法上暂时注释掉 `@PreAuthorize`，用 USER 登录后通过 fetch 发送 DELETE 请求验证 SecurityConfig 的 URL 级别拦截
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4. 登录 admin 后访问 `/api/students/me`，查看返回的 Principal 信息
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**核心文件**：
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- `controller/StudentController.java` → `@PreAuthorize` 注解
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- `exception/GlobalExceptionHandler.java` → AccessDeniedException 处理
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**思考题**：URL 级别拦截（SecurityConfig）和方法级拦截（@PreAuthorize）各有什么适用场景？
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## Day 4：Redis 缓存集成
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**知识点**：
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- Spring Cache 抽象：`@EnableCaching`、`@Cacheable`、`@CacheEvict`
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- Redis 作为缓存后端 vs 默认 ConcurrentHashMap
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- 缓存 Key 的 SpEL 表达式：`#id`、`'list'`
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- `@CacheEvict(allEntries = true)` 的使用场景和风险
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- application.yml 中的 Redis 连接配置
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- Redis 命令行基本操作：`KEYS *`、`GET key`、`DEL key`
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**动手 → 理解**：
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1. 启动项目，访问 `/api/students` 两次，观察第二次的响应速度变化
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2. 用 `redis-cli KEYS *` 查看 Spring Cache 生成的 Key 格式
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3. 用 `redis-cli GET "students::list"` 查看缓存的序列化数据
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4. 新增一个学生后，再次 `KEYS *` 观察缓存是否被清空
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5. 暂时关掉 Redis 服务，观察应用是否还能正常启动（`spring.cache.type: none`）
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**核心文件**：
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- `service/jpa/StudentJpaService.java` — JPA 服务的缓存注解
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- `service/mp/StudentMpService.java` — MP 服务的缓存注解
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- `application.yml` — Redis 与 Cache 配置
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**思考题**：为什么新增/修改/删除时要 `allEntries = true` 清理全部缓存，而不是只清理单条？
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## Day 5：Actuator 应用监控
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**知识点**：
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- Spring Boot Actuator 的端点（Endpoints）：health、info、beans、env、mappings
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- `/actuator/health`：应用健康状态（UP / DOWN）
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- `/actuator/beans`：Spring 容器中所有 Bean 的列表和依赖关系
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- `/actuator/env`：运行时环境变量和配置属性
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- `/actuator/mappings`：所有 URL 映射（Controller + Filter）
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- 生产环境中端点的安全控制
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**动手 → 理解**：
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1. 浏览器访问 `http://localhost:8080/actuator` 查看所有可用端点
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2. 访问 `/actuator/health`，观察 JSON 中的 `status: "UP"`
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3. 访问 `/actuator/beans`，搜索 "jwt" 或 "security" 找到相关 Bean
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4. 访问 `/actuator/mappings`，找到自己写的 StudentController 的映射信息
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5. 在 `application.yml` 中把 `include` 改为只保留 `health,info`，重启再访问 `/actuator`
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**核心文件**：
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- `application.yml` → `management.endpoints.web.exposure.include`
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- `pom.xml` → `spring-boot-starter-actuator`
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**思考题**：为什么不应该在生产环境暴露 `/actuator/env`？里面会有什么敏感信息？
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## Day 6：自定义校验注解 —— @ValidScore
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**知识点**：
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- Bean Validation（JSR 380）的扩展机制
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- `@Constraint(validatedBy = ...)` 元注解
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- `ConstraintValidator<A, T>` 接口：`initialize()` + `isValid()`
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- 自定义注解的三要素：`message`、`groups`、`payload`
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- `ConstraintValidatorContext` 自定义错误消息
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- `@ValidScore` + `@NotNull` 的配合使用
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**动手 → 理解**：
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1. 阅读 `ScoreValidator.java` 的 `isValid` 方法，理解 null 的处理逻辑
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2. 在前端新增学生时，输入成绩 150 并提交，观察后端返回的校验错误
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3. 修改 `@ValidScore` 的 `message` 默认值为中文提示，观察返回的 JSON
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4. 尝试把 `@ValidScore` 应用到 `Student` 实体的 `score` 字段（DTO 校验 vs 实体校验的区别）
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5. 动手写一个新的自定义注解 `@ValidEmail`，校验邮箱格式
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**核心文件**：
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- `annotation/ValidScore.java` — 自定义注解定义
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- `annotation/ScoreValidator.java` — 校验逻辑实现
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**思考题**：`isValid` 中对 null 返回 true，而不做 null 判断。如果调用方忘记加 `@NotNull`，会发生什么？
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## Day 7：MyBatis-Plus 进阶 —— 逻辑删除 & LambdaQueryWrapper
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**知识点**：
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- 逻辑删除 vs 物理删除：概念差异与适用场景
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- `@TableLogic`：标记逻辑删除字段
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- `mybatis-plus.global-config.db-config.logic-delete-field` 全局配置
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- 逻辑删除的 SQL 行为：DELETE → UPDATE SET deleted=1；SELECT 自动追加 deleted=0
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- JPA 如何手动实现逻辑删除（@Query 中添加 `s.deleted = 0`）
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- LambdaQueryWrapper 条件构造：`.eq()`、`.like()`、`.orderByDesc()`、`.between()`
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- 分页拦截器 PaginationInnerInterceptor 的 `overflow` 和 `maxLimit` 配置
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**动手 → 理解**：
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1. 用 XML (MyBatisPlusConfig) 配置逻辑删除 vs 用 `@TableLogic` 注解的效果对比
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2. 在 MySQL 中执行 `SELECT * FROM student WHERE deleted = 1`，验证逻辑删除后的数据是否存在
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3. 对比 MP 服务（自动过滤 deleted）和 JPA 服务（手动写 deleted=0 条件）的实现差异
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4. 尝试修改 `maxLimit` 为 5，观察分页查询被限制的效果
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5. 在 LambdaQueryWrapper 上尝试组合条件：`like(Student::getName, keyword).between(Student::getAge, 18, 25)`
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**核心文件**：
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- `config/MyBatisPlusConfig.java` — 分页拦截器 + 逻辑删除全局配置
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- `service/mp/StudentMpService.java` — MP 服务的 LambdaQueryWrapper 使用
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- `service/jpa/StudentJpaService.java` — JPA 手动逻辑删除的 @Query 写法
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- `application.yml` → `mybatis-plus.global-config.db-config`
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**思考题**：逻辑删除和物理删除各适用于什么业务场景？为什么 Week 5 选择了逻辑删除？
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## Week 5 总结
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| 维度 | Week 4（v1） | Week 5（v2） |
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| 认证 | 固定 Token 字符串 | JWT 动态签发 + 过期控制 |
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| 授权 | 无角色概念 | RBAC（ADMIN / USER） |
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| 安全框架 | 手写 Interceptor | Spring Security + FilterChain |
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| 缓存 | 无 | Redis + Spring Cache 注解 |
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| 监控 | 无 | Actuator 端点 |
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| 校验 | @Min/@Max 内置注解 | 自定义 @ValidScore |
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| 数据库 | MP/JPA 直接操作 | MP 逻辑删除 + JPA 手动兼容 |
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**环境保障**：
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- MySQL 8.0+，数据库 `gc_plan`，表 `student` + `users`
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- Redis 需运行在 localhost:6379（默认端口）
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- `DataInitializer` 在首次启动时自动创建 admin/123456 和 user/123456
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- 如需重置：删除 users 表中记录，重启应用即可重新初始化
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**附加练习**：
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1. 给 USER 角色新增一个权限：可以查看但不能修改自己的详细信息
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2. 用 Redis 缓存 JWT Token，实现"黑名单"注销功能
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3. 在 Actuator 中增加自定义 HealthIndicator（检查 Redis 连接状态）
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4. 把 @ValidScore 扩展为支持不同学科的不同分数范围
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