作者：禅与计算机程序设计艺术
1.简介
电子商务（e-commerce）是一个新兴的互联网模式。它将互联网与实体经济、生活消费结合在一起，为用户提供个性化的购物体验。通过互联网购物可节省时间和成本，获得更高质量的产品和服务。但是由于电子商务的快速发展，尤其是与新技术的结合，使得交易发生效率不断提升，普通消费者越来越依赖于电子商务平台，财富自由意识也日益增强。很多软件公司如淘宝、京东等都推出了电子商务平台。很多创业者也自行开发了电子商务网站或移动应用程序，通过这些平台，他们可以积累用户数据，提高自己的收入，同时享受到电子商务带来的优惠和便利。 作为一名具有丰富经验的程序员，对于想搞垮一个电子商务平台或想要独立拥有一个成功的电子商务网站来说，开发自己的电子商务系统是一个非常值得尝试的事情。在这里我将向大家展示，如何利用编程语言、计算机知识和Web开发技术，开发一个功能完整的电子商务系统。
2.基本概念术语说明
电子商务系统涉及到的一些基础概念、术语有：
用户
顾客、商家、企业等等对电子商务平台的消费者。
商品信息
包括商品名称、价格、描述、图片等信息。
订单管理
电子商务平台将用户下单产生的订单记录管理起来，方便用户进行查看和支付。
支付方式
电子商件平台支持多种支付方式，比如支付宝、微信支付等。
发货方式
电子商务平台提供快递、物流、同城配送等多种发货方式。
促销活动
电子商务平台提供了各种促销活动，如满减、折扣等。
会员制度
电子商务平台允许用户选择加入会员制度，可以享受会员特权和折扣。
评论与评分
顾客可以给商家提供评价和建议，有助于提高服务水平和品牌知名度。
3.核心算法原理和具体操作步骤以及数学公式讲解
一、电商后台系统设计
（1）前期需求分析
首先，确定系统所属行业，确定业务范围，明确目标客户群体。从市场调研、竞争分析，产品定位，市场策略等方面进行深入研究，做好产品前景分析。
其次，确定系统架构，划分职责和流程，分配资源。根据用户访问量、搜索次数、购买频率、支付笔数、注册用户数等指标，确定系统结构和容量规划。
再者，制定运营计划，组织部署人员，拟定工作计划表。充分准备好相关的培训材料，完善运营方案，制定工作任务和指标绩效目标。
最后，完善公司内部知识库、办公手册，收集整理资料，研究基础技术，建立数据仓库。
（2）数据库设计
（2.1）商品信息管理
商品信息模块主要是存储所有商品信息的表格，包含商品id、商品名称、商品图片、商品介绍、商品属性、商品类别、商品价格等信息。
（2.2）订单管理
订单管理主要包含订单列表，订单详情，订单状态，订单处理等表格。其中订单列表记录了所有的订单信息，订单详情记录了每一笔订单的详细信息，订单状态则用来记录订单当前的状态，订单处理记录了订单的付款、取消、退货等历史变动信息。
（2.3）用户管理
用户管理模块主要包含用户信息，权限信息，账户信息，角色信息等表格。其中用户信息表格存储用户的个人信息，如姓名、手机号码、邮箱地址等；权限信息表格记录了用户不同级别的操作权限，比如普通用户、VIP、超级VIP等；账户信息表格记录了用户的所有资金账户信息，如余额、积分、优惠券等；角色信息表格存储了用户的身份信息，如普通用户、商家、管理员等。
（2.4）促销管理
促销管理模块主要用于管理各种促销活动，包括抢购活动、团购活动、秒杀活动等。每一个促销活动都会对应一个促销编号，并且设置促销活动的名称、类型、状态、生效日期、结束日期、参与人数限制、金额限制等参数。当用户提交相应的促销申请时，系统会生成对应的促销活动编号，并且发送相应的促销信息给参与促销的人员。
（2.5）支付管理
支付管理模块负责处理支付请求、订单状态、资金流转等方面的事务。主要包含支付配置表，支付日志表，支付方式表，支付订单表，支付账户表，支付接口表等。
支付配置表用于保存商户在支付接口的配置信息，比如API秘钥、签名信息、通知地址等。支付日志表用于保存用户在线支付的各项操作记录，方便核查。支付方式表用于保存不同支付方式的信息，包括商户ID、商户密钥、描述、排序等信息。支付订单表用于保存用户在不同渠道下的支付订单信息，比如支付宝支付订单、微信支付订单等。支付账户表用于保存商户的余额、可用余额、冻结余额等信息。支付接口表用于保存商户在不同支付渠道上的接口信息，如支付宝支付接口、微信支付接口等。
（2.6）评价管理
评价管理模块主要用于管理商品的评价信息，包括评价详情表，商品评论表等。评价详情表记录了所有商品的评论信息，商品评论表则根据商品id和评论人的openid索引，记录了用户对该商品的评价信息。
（3）服务器集群架构设计
在后端的服务器集群架构中，可以采用分布式的服务器架构。系统分为前端服务器和后端服务器两部分，分别承担不同任务。前端服务器负责静态文件托管、页面访问、反向代理、安全防护、负载均衡等工作，后端服务器负责后台数据的处理、订单的生成和处理、支付接口的调用、日志的记录等工作。
后端服务器可以采取分层架构的方式，从上到下依次为应用层，服务层，数据层。应用层负责处理HTTP请求，将请求转交给服务层处理；服务层负责业务逻辑处理，与数据层交互，完成不同模块的功能；数据层负责数据持久化，负责管理数据访问，数据备份，负载均衡等工作。
后端服务器可以采用集群架构，将多个后端服务器组成一个集群，当一个服务器出现故障时，其他服务器可以自动切换到工作状态。另外，可以通过缓存技术加速读写数据库的数据，避免重复查询，提升性能。
（4）后台管理系统设计
后台管理系统应该具有以下功能：
（1）登录验证模块：用户输入用户名密码后，系统需要判断用户的身份是否合法。
（2）系统首页模块：首页显示系统概况、最新消息、待处理事件等内容。
（3）商品管理模块：管理系统中的所有商品，包括新增商品、编辑商品、删除商品等操作。
（4）订单管理模块：查看所有订单信息，包括订单号、订单状态、创建时间、订单总额等。
（5）促销管理模块：管理系统中的所有促销活动，包括新增促销、编辑促销、删除促销等操作。
（6）支付管理模块：管理系统中使用的支付方式，包括新增支付方式、编辑支付方式、删除支付方式等操作。
（7）统计报告模块：统计系统中所有数据，包括商品销售量、订单数量、会员数量等。
（8）系统设置模块：系统的全局设置，包括基础设置、支付设置、配送设置等。
（9）权限控制模块：对不同用户的不同操作权限进行控制，防止非法操作。
为了满足以上需求，后台管理系统可以采用单页Web应用或者MVC模式。单页Web应用只需编写HTML、CSS、JavaScript代码即可实现所有的功能，适合简单页面和静态数据的展示。MVC模式将功能分为视图层、模型层和控制层，视图层负责页面渲染，模型层负责后台数据处理，控制层负责页面路由跳转和请求处理。这种架构可以有效地解决页面渲染效率低的问题。
（5）爬虫系统设计
电商平台涉及到大量的商品信息，包括商品名称、价格、图片等，需要爬取这些信息。因此，爬虫系统是电商平台的基础设施建设。爬虫系统应具备以下特点：
1、根据设定的规则，自动发现网页中的链接，并跟踪这些链接，找到新的数据源。
2、识别并抓取网页数据，提取有效信息，存储到数据库中。
3、实现分布式爬虫，将任务分配到不同的爬虫节点，提升爬虫的运行速度。
4、提供任务监控和运行情况的实时监控，可视化分析数据。
5、提供爬虫框架，支持自定义插件扩展功能。
目前，很多电商平台都已经内置了大量的爬虫系统，但可能存在没有考虑到某些特殊情况导致的问题。因此，应充分利用现有的爬虫系统，根据自己的业务需求对其进行优化改造。
4.具体代码实例和解释说明
1.新建项目文件夹、添加必要的文件：
mkdir my_online_store && cd my_online_store
touch README.md.gitignore requirements.txt2.初始化git版本管理工具：
git init3.创建虚拟环境、安装依赖包：
pip install virtualenv
virtualenv venv
source venv/bin/activate # 进入虚拟环境
pip freeze > requirements.txt # 生成依赖关系列表
pip install -r requirements.txt # 安装依赖包
deactivate # 退出虚拟环境4.编写Django配置文件：
touch my_online_store/settings.py5.编写Django应用程序目录结构：
cd my_online_store/
django-admin startproject mysite
python manage.py startapp store6.编写模型：
from django.db import models
class Category(models.Model):
name = models.CharField(max_length=50)
def __str__(self):
return self.name
class Product(models.Model):
category = models.ForeignKey('Category', on_delete=models.CASCADE)
name = models.CharField(max_length=100)
description = models.TextField()
price = models.DecimalField(decimal_places=2, max_digits=10)
image = models.ImageField(upload_to='product_images')
def __str__(self):
return self.name7.编写序列化器：
from rest_framework import serializers
from.models import Category, Product
class CategorySerializer(serializers.HyperlinkedModelSerializer):
class Meta:
model = Category
fields = ['url', 'name']
class ProductSerializer(serializers.HyperlinkedModelSerializer):
category = serializers.StringRelatedField(many=False)
class Meta:
model = Product
fields = '__all__'8.编写视图：
from rest_framework import viewsets
from.models import Category, Product
from.serializers import CategorySerializer, ProductSerializer
class CategoryViewSet(viewsets.ModelViewSet):
queryset = Category.objects.all().order_by('-name')
serializer_class = CategorySerializer
class ProductViewSet(viewsets.ModelViewSet):
queryset = Product.objects.all().order_by('-price')
serializer_class = ProductSerializer9.编写URL映射：
from django.urls import path, include
from rest_framework import routers
from.views import CategoryViewSet, ProductViewSet
router = routers.DefaultRouter()
router.register(r'categories', CategoryViewSet)
router.register(r'products', ProductViewSet)
urlpatterns = [
path('', include(router.urls)),
]10.编写测试用例：
from django.test import TestCase
from.models import Category, Product
class TestModels(TestCase):
@classmethod
def setUpTestData(cls):
cls.category1 = Category.objects.create(name='Category 1')
cls.category2 = Category.objects.create(name='Category 2')
cls.product1 = Product.objects.create(
category=cls.category1,
name='Product 1',
description='This is a product.',
price='9.99',
image='',
)
def test_category_model(self):
category = Category.objects.get(name='Category 1')
self.assertEqual(str(category), 'Category 1')
def test_product_model(self):
product = Product.objects.get(pk=1)
self.assertEqual(str(product), 'Product 1 (Category 1)')11.运行服务器：
python manage.py runserver12.创建管理员账号：
python manage.py createsuperuser13.部署服务器：
apt update && apt upgrade
apt install nginx supervisor python3-dev python3-pip libjpeg-dev zlib1g-dev \
libpq-dev postgresql gettext curl mc git vim
pip3 install uwsgi14.配置Nginx：
vim /etc/nginx/sites-available/my_online_storeupstream web {
server unix:/tmp/uwsgi.sock;
}
server {
listen 80;
server_name yourdomain.com;
location /static/ {
alias /home/ubuntu/my_online_store/mysite/static/;
}
location /media/ {
alias /home/ubuntu/my_online_store/media/;
}
location / {
uwsgi_pass http://web;
include /etc/nginx/uwsgi_params;
}
}15.配置Supervisor：
vim /etc/supervisor/conf.d/my_online_store.conf[program:my_online_store]
command=/usr/local/bin/uwsgi --ini /home/ubuntu/my_online_store/uwsgi.ini
directory=/home/ubuntu/my_online_store/
autostart=true
autorestart=true
redirect_stderr=true
stdout_logfile=/var/log/my_online_store.log
stopsignal=QUIT16.配置uwsgi：
vim /home/ubuntu/my_online_store/uwsgi.ini[uwsgi]
chdir = /home/ubuntu/my_online_store/mysite
module = mysite.wsgi:application
socket = /tmp/uwsgi.sock
chmod-socket = 666
vacuum = true
processes = 5
threads = 2
die-on-term = true
reload-on-rss = 64
enable-threads = true
thunder-lock = true
harakiri = 30
memory-report = true
post-buffering = 65535
buffer-size = 65535
ignore-sigpipe = true
add-header = Cache-Control: no-cache
http-keepalive = true
cache2 = name=dict,items=1000,blocksize=65536,min_free=1000,expire=3m17.配置PostgreSQL：
sudo su postgres
psql template1
CREATE USER yourusername WITH PASSWORD '<PASSWORD>';
ALTER ROLE yourusername SET client_encoding TO 'utf8';
ALTER ROLE yourusername SET default_transaction_isolation TO'read committed';
ALTER ROLE yourusername SET timezone TO 'UTC';
\q
createdb my_online_store18.更新数据库：
python manage.py makemigrations
python manage.py migrate19.添加定时任务：
crontab -e*/1 * * * * /usr/bin/flock -n /var/run/my_online_store_cron.lockfile /usr/bin/python /path/to/manage.py cron >> /var/log/my_online_store_cron.log 2>&1