SpringBoot医患数据模型与安全设计解析

本文深入探讨了在Spring Boot应用中构建医生与患者关系数据模型的最佳实践，并提供一套完整的安全集成方案，旨在解决传统方案中数据冗余和权限管理复杂的问题。针对医疗管理系统常见的挑战，我们提出了一种混合模型，该模型结合了共享的用户基类与特定角色实体，有效分离了通用用户属性与角色特有数据，实现了清晰的多对多关系管理。此外，本文还详细阐述了如何将该数据模型与Spring Security集成，实现基于用户角色的灵活权限控制，构建一个既健壮又可扩展的医生-患者关系管理系统，为医疗应用的开发提供了一种高效且易于维护的解决方案。通过本文的学习，开发者能够更好地理解和应用Spring Boot在用户关系管理和安全方面的强大功能。

在开发医疗管理系统时，如何高效地建模医生与患者之间的复杂关系，并在此基础上集成灵活的用户认证与授权机制，是常见的挑战。传统的解决方案往往面临两个主要困境：一是为医生和患者创建完全独立的实体，这导致在用户登录和权限管理时逻辑复杂；二是将所有属性集中到一个用户实体中，通过角色区分，但这可能导致大量空字段和不必要的业务逻辑分支。本教程将介绍一种更优的数据模型设计，并演示如何与Spring Security集成，以构建一个既清晰又功能强大的医生-患者关系管理系统。

核心数据模型设计

为了解决上述问题，我们采用一种混合模型：一个通用的User实体来存储所有用户的通用信息（如登录凭据、姓名），以及独立的Doctor和Patient实体来存储各自特有的属性和关系。这种设计通过@OneToOne和@MapsId注解将特定角色实体与User实体关联起来，确保了数据的一致性和模型的灵活性。

1. 用户实体 (User)

User实体作为所有用户的基类，包含通用的认证信息和基本身份属性。

import javax.persistence.*;
import lombok.Getter;
import lombok.Setter;

@Entity
@Table(name = "app_users") // 避免与数据库保留字冲突
@Getter
@Setter
public class User {
    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
    private Long id;

    @Column(unique = true, nullable = false)
    private String username; // 用户名，用于登录

    @Column(nullable = false)
    private String password; // 密码，应加密存储

    private String name;
    private String surname;

    @Enumerated(EnumType.STRING)
    @Column(nullable = false)
    private UserType userType; // 用户类型，如医生、患者
}

// UserType 枚举定义
public enum UserType {
    DOCTOR,
    PATIENT,
    ADMIN // 可根据需求扩展
}

2. 医生实体 (Doctor)

Doctor实体存储医生特有的信息，并通过@MapsId与User实体建立一对一关联。医生与患者之间存在多对多关系。

import javax.persistence.*;
import java.util.HashSet;
import java.util.Set;
import lombok.Getter;
import lombok.Setter;

@Entity
@Getter
@Setter
public class Doctor {
    @Id
    private Long id; // 与User的ID保持一致

    @OneToOne
    @MapsId // 表示Doctor的主键也是其关联User的外键
    @JoinColumn(name = "id") // 外键列名
    private User user;

    @ManyToMany(cascade = {CascadeType.PERSIST, CascadeType.MERGE})
    @JoinTable(
        name = "doctor_patient", // 中间表名
        joinColumns = @JoinColumn(name = "doctor_id"), // 医生在中间表中的列名
        inverseJoinColumns = @JoinColumn(name = "patient_id") // 患者在中间表中的列名
    )
    private Set patients = new HashSet<>();

    // 辅助方法，用于维护双向关系
    public void addPatient(Patient patient) {
        this.patients.add(patient);
        patient.getDoctors().add(this);
    }

    public void removePatient(Patient patient) {
        this.patients.remove(patient);
        patient.getDoctors().remove(this);
    }
}

3. 患者实体 (Patient)

Patient实体存储患者特有的信息，同样通过@MapsId与User实体关联。患者可以拥有多位医生，并记录所服用的药物信息。

import javax.persistence.*;
import java.util.HashSet;
import java.util.Set;
import lombok.Getter;
import lombok.Setter;

@Entity
@Getter
@Setter
public class Patient {
    @Id
    private Long id; // 与User的ID保持一致

    @OneToOne
    @MapsId
    @JoinColumn(name = "id")
    private User user;

    @ManyToMany(mappedBy = "patients", fetch = FetchType.LAZY) // 由Doctor实体中的patients字段映射
    private Set doctors = new HashSet<>();

    @ManyToMany(cascade = {CascadeType.PERSIST, CascadeType.MERGE})
    @JoinTable(
        name = "patient_medicine",
        joinColumns = @JoinColumn(name = "patient_id"),
        inverseJoinColumns = @JoinColumn(name = "medicine_id")
    )
    private Set medicines = new HashSet<>();

    // 辅助方法，用于维护双向关系
    public void addMedicine(Medicine medicine) {
        this.medicines.add(medicine);
        medicine.getPatients().add(this);
    }

    public void removeMedicine(Medicine medicine) {
        this.medicines.remove(medicine);
        medicine.getPatients().remove(this);
    }
}

4. 药物实体 (Medicine)

Medicine实体存储药物的基本信息，与Patient实体存在多对多关系。

import javax.persistence.*;
import java.util.HashSet;
import java.util.Set;
import lombok.Getter;
import lombok.Setter;

@Entity
@Getter
@Setter
public class Medicine {
    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
    private Long id;
    private String name;

    @ManyToMany(mappedBy = "medicines", fetch = FetchType.LAZY) // 由Patient实体中的medicines字段映射
    private Set patients = new HashSet<>();
}

Spring Security 集成

这种数据模型为Spring Security的集成提供了清晰的路径。User实体将作为Spring Security进行认证的基石，而UserType则用于授权和区分不同角色的业务逻辑。

1. 实现 UserDetailsService

UserDetailsService是Spring Security的核心接口，用于加载用户详情。我们将通过username从User实体中加载用户信息，并根据UserType赋予相应的角色权限。

import org.springframework.security.core.userdetails.UserDetails;
import org.springframework.security.core.userdetails.UserDetailsService;
import org.springframework.security.core.userdetails.UsernameNotFoundException;
import org.springframework.security.core.authority.SimpleGrantedAuthority;
import org.springframework.stereotype.Service;
import java.util.Collections;
import java.util.List;
import java.util.stream.Collectors;

@Service
public class CustomUserDetailsService implements UserDetailsService {

    private final UserRepository userRepository; // 假设您有一个UserRepository接口

    public CustomUserDetailsService(UserRepository userRepository) {
        this.userRepository = userRepository;
    }

    @Override
    public UserDetails loadUserByUsername(String username) throws UsernameNotFoundException {
        User user = userRepository.findByUsername(username)
                .orElseThrow(() -> new UsernameNotFoundException("用户未找到: " + username));

        // 根据UserType构建Spring Security的权限列表
        List authorities = Collections.singletonList(
            new SimpleGrantedAuthority("ROLE_" + user.getUserType().name())
        );

        // 返回Spring Security的User对象
        return new org.springframework.security.core.userdetails.User(
                user.getUsername(),
                user.getPassword(), // 密码应为加密后的形式
                authorities
        );
    }
}

注意： UserRepository需要您自行定义，例如：public interface UserRepository extends JpaRepository { Optional findByUsername(String username); }。同时，在实际应用中，User实体中的password字段应存储加密后的密码，并在注册用户时使用PasswordEncoder进行编码。

2. 授权管理

一旦用户通过认证，其UserType（通过ROLE_UserType形式的权限）就可以用于授权。您可以在控制器或服务层根据当前用户的角色来执行不同的业务逻辑，或者使用Spring Security的注解进行方法级别的权限控制。

import org.springframework.security.access.prepost.PreAuthorize;
import org.springframework.security.core.Authentication;
import org.springframework.security.core.context.SecurityContextHolder;
import org.springframework.stereotype.Service;
import java.util.Optional;

@Service
public class HealthCareService {

    private final UserRepository userRepository;
    private final DoctorRepository doctorRepository; // 假设有DoctorRepository
    private final PatientRepository patientRepository; // 假设有PatientRepository

    public HealthCareService(UserRepository userRepository, DoctorRepository doctorRepository, PatientRepository patientRepository) {
        this.userRepository = userRepository;
        this.doctorRepository = doctorRepository;
        this.patientRepository = patientRepository;
    }

    // 医生特有操作：查看其所有患者
    @PreAuthorize

好了，本文到此结束，带大家了解了《SpringBoot医患数据模型与安全设计解析》，希望本文对你有所帮助！关注golang学习网公众号，给大家分享更多文章知识！