UniApp前端联动Java后端：微信支付功能的架构设计与实操剖析

文章标题：UniApp前端与Java后端结合：微信支付功能的架构设计与实战剖析

一、概述

在移动互联网的大环境下，支付功能已然成为应用开发里不可或缺的核心能力之一。本篇文章以UniApp前端搭配Java后端的技术组合为例，全方位剖析微信支付功能的设计思路与实际落地方式，为开发者展现从技术架构搭建到安全防护的完整图景。

微信支付功能是跨平台应用（由UniApp前端和Java后端构成）与微信支付系统进行对接的核心模块，能够达成用户从下单直至支付完成的闭环流程。它支持多种支付场景，诸如APP支付、小程序支付、H5支付等，保障交易的安全性、实时性以及数据的一致性。通常，公司会将支付系统独立出来，以此确保其服务的安全、可靠与稳定，所以支付系统是现代互联网的关键核心系统。

1.1：微信支付流程图

大致如下：流程图中第2、3步虽有调换，但不影响整体，建议先创建订单。

1.2：流程步骤

1、用户提交订单请求

• 行为主体：用户（通过UniApp前端操作）
• 动作描述：用户在UniApp中选定商品或服务，点击支付按钮，前端把订单信息（例如商品ID、数量、金额等）发送到Java后端。

2、生成业务订单

• 行为主体：Java后端
• 动作描述：
• 后端接收到订单请求后，对数据的合法性进行验证，比如检查金额是否合理、商品库存是否充足等。
• 在数据库中生成唯一的业务订单号（out_trade_no），并将订单状态记录为“待支付”。

3、调用微信统一下单API

• 行为主体：Java后端→微信支付平台
• 动作描述：
• 后端构造统一下单的请求参数，包含商户号、订单号、金额、回调地址等信息。
• 使用商户API密钥生成签名，以保障请求的安全性。
• 向微信支付平台发送HTTP请求，调用统一下单接口（URL: https://api.mch.weixin.qq.com/pay/unifiedorder）。

4、接收预支付交易单响应

• 行为主体：微信支付平台→Java后端
• 动作描述：
• 微信对请求参数和签名进行验证，确认无误后生成预支付交易单。
• 返回XML格式的响应数据，包含关键字段：
  • prepay_id（预支付交易标识，用于后续支付）
  • return_code（通信状态码，如SUCCESS/FAIL）
  • result_code（业务结果码，如SUCCESS/FAIL）

5、返回支付参数至前端

• 行为主体：Java后端→UniApp前端
• 动作描述：
• 后端解析微信返回的prepay_id，重新构造前端支付所需的参数（需进行二次签名）。
• 返回JSON数据给UniApp，包含：
  • appId（微信应用ID）
  • timeStamp（时间戳）
  • nonceStr（随机字符串）
  • package（固定值Sign=WXPay）
  • signType（签名类型，通常为MD5或HMAC-SHA256）
  • paySign（最终支付签名）

6、调起微信支付界面

• 行为主体：用户（UniApp前端）→微信客户端
• 动作描述：
• UniApp通过uni.requestPayment API，传入后端返回的支付参数。
• 微信客户端（APP/小程序）依据参数拉起支付界面，用户确认金额并输入密码。

7、用户完成支付

• 行为主体：微信支付平台→用户
• 动作描述：
• 微信验证支付密码和账户余额，扣款成功后，向用户展示支付结果页面（成功/失败）。

8、异步通知支付结果

• 行为主体：微信支付平台→Java后端
• 动作描述：
• 微信通过POST请求调用后端预先设置的notify_url（需公网可访问）。
• 推送XML格式的回调数据，包含：
  • out_trade_no（商户订单号）
  • transaction_id（微信支付单号）
  • total_fee（实际支付金额）
  • result_code（支付结果，如SUCCESS/FAIL）

9、处理回调并响应微信

• 行为主体：Java后端→微信支付平台
• 动作描述：
• 后端接收回调数据后：
  • 验证签名以防止伪造请求
  • 检查订单金额与业务系统是否一致
  • 更新订单状态为“已支付”（需进行幂等处理，避免重复更新）
• 返回XML响应（必须包含<return_code><![CDATA[SUCCESS]]></return_code>），告知微信已正确处理。

10、通知前端最终结果

• 行为主体：Java后端→UniApp前端
• 动作描述：
• 若前端未实时感知支付结果（例如用户关闭页面），可通过两种方式同步：
  • 轮询查询：前端定期请求后端订单状态接口
  • WebSocket推送：后端主动推送支付结果
• 更新前端界面显示支付成功/失败状态。

二、账号准备工作

2.1：申请微信小程序账号

开发小程序的第一步是拥有小程序账号，所以首先要进行小程序账号的申请。小程序注册地址：小程序注册链接。填写相关信息完成注册后，会生成AppID和AppSecret。小程序的AppID相当于小程序平台的一个标识，后续在很多场景中都会用到，需注意区分于服务号或订阅号的AppID。

2.2：微信支付官网开通商户支付能力

访问微信支付官网：微信支付官网。找到接入微信支付的入口进行绑定注册，注册时需要提供营业执照、法人信息等，按照要求填写即可。注册完成后获取微信支付商户号，申请证书和AIPv3秘钥（v2已逐步淘汰，直接使用v3），妥善下载并保存好秘钥及证书。

三、接入实现

3.1：服务端代码

1、导入maven依赖

            <!-- 微信支付API -->
            <dependency>
                <groupId>com.github.wxpay</groupId>
                <artifactId>wxpay-sdk</artifactId>
                <version>0.0.3</version>
            </dependency>
            <dependency>
                <groupId>com.thoughtworks.xstream</groupId>
                <artifactId>xstream</artifactId>
                <version>1.4.20</version>
                <scope>compile</scope>
            </dependency>
    <!-- 微信支付SDK（官方或第三方封装） -->
    <dependency>
        <groupId>com.github.wechatpay-apiv3</groupId>
        <artifactId>wechatpay-apache-httpclient</artifactId>
        <version>0.4.7</version>
    </dependency>

2、配置商户信息

# 微信支付配置
pay:
  appId: xxx #应用id
  mchId: xxx #商户id
  notifyUrl: https://服务器ip或对应域名/wxpay/weixin/callback #支付回调地址

3、实体类代码

WeChatPay：微信支付预下单实体类

@Data
@Accessors(chain = true)
public class WeChatPay {

    /**
     * 返回状态码  此字段是通信标识，非交易标识，交易是否成功需要查看result_code来判断
     */
    public String return_code;

    /**
     * 返回信息 当return_code为FAIL时返回信息为错误原因 ，例如 签名失败 参数格式校验错误
     */
    private String return_msg;

    /**
     * 公众账号ID 调用接口提交的公众账号ID
     */
    private String appid;

    /**
     * 商户号 调用接口提交的商户号
     */
    private String mch_id;

    /**
     * api密钥 详见：https://pay.weixin.qq.com/index.php/extend/employee
     */
    private String api_key;

    /**
     * 设备号  自定义参数，可以为请求支付的终端设备号等
     */
    private String device_info;

    /**
     * 随机字符串    5K8264ILTKCH16CQ2502SI8ZNMTM67VS   微信返回的随机字符串
     */
    private String nonce_str;

    /**
     * 签名 微信返回的签名值，详见签名算法:https://pay.weixin.qq.com/wiki/doc/api/native.php?chapter=4_3
     */
    private String sign;

    /**
     * 签名类型
     */
    private String sign_type;


    /**
     * 业务结果 SUCCESS SUCCESS/FAIL
     */
    private String result_code;

    /**
     * 错误代码 当result_code为FAIL时返回错误代码，详细参见下文错误列表
     */
    private String err_code;

    /**
     * 错误代码描述 当result_code为FAIL时返回错误描述，详细参见下文错误列表
     */
    private String err_code_des;

    /**
     * 交易类型 JSAPI JSAPI -JSAPI支付 NATIVE -Native支付 APP -APP支付 说明详见；https://pay.weixin.qq.com/wiki/doc/api/native.php?chapter=4_2
     */
    private String trade_type;

    /**
     * 预支付交易会话标识 微信生成的预支付会话标识，用于后续接口调用中使用，该值有效期为2小时
     */
    private String prepay_id;

    /**
     * 二维码链接     weixin://wxpay/bizpayurl/up?pr=NwY5Mz9&groupid=00 trade_type=NATIVE时有返回，此url用于生成支付二维码，然后提供给用户进行扫码支付。注意：code_url的值并非固定，使用时按照URL格式转成二维码即可
     */
    private String code_url;

    /**
     * 商品描述  商品简单描述，该字段请按照规范传递，具体请见 https://pay.weixin.qq.com/wiki/doc/api/native.php?chapter=4_2
     */
    private String body;

    /**
     * 商家订单号 商户系统内部订单号，要求32个字符内，只能是数字、大小写字母_-|* 且在同一个商户号下唯一。详见商户订单号 https://pay.weixin.qq.com/wiki/doc/api/native.php?chapter=4_2
     */
    private String out_trade_no;

    /**
     * 标价金额 订单总金额，单位为分，详见支付金额 https://pay.weixin.qq.com/wiki/doc/api/native.php?chapter=4_2
     */
    private String total_fee;

    /**
     * 终端IP 支持IPV4和IPV6两种格式的IP地址。用户的客户端IP
     */
    private String spbill_create_ip;

    /**
     * 通知地址 异步接收微信支付结果通知的回调地址，通知url必须为外网可访问的url，不能携带参数。公网域名必须为https，如果是走专线接入，使用专线NAT IP或者私有回调域名可使用http
     */
    private String notify_url;

    /**
     * 子商户号 sub_mch_id 非必填（商户不需要传入，服务商模式才需要传入） 微信支付分配的子商户号
     */
    private String sub_mch_id;

    /**
     * 附加数据，在查询API和支付通知中原样返回，该字段主要用于商户携带订单的自定义数据
     */
    private String attach;

    /**
     * 商户系统内部的退款单号，商户系统内部唯一，只能是数字、大小写字母_-|*@ ，同一退款单号多次请求只退一笔。
     */
    private String out_refund_no;

    /**
     * 退款总金额，单位为分，只能为整数，可部分退款。详见支付金额 https://pay.weixin.qq.com/wiki/doc/api/native_sl.php?chapter=4_2
     */
    private String refund_fee;

    /**
     * 退款原因 若商户传入，会在下发给用户的退款消息中体现退款原因 注意：若订单退款金额≤1元，且属于部分退款，则不会在退款消息中体现退款原因
     */
    private String refund_desc;

    /**
     * 交易结束时间 订单失效时间，格式为yyyyMMddHHmmss，如2009年12月27日9点10分10秒表示为20091227091010。其他详见时间规则 注意：最短失效时间间隔必须大于5分钟
     */
    private String time_expire;

    /**
     * 用户标识 trade_type=JSAPI，此参数必传，用户在主商户appid下的唯一标识。openid和sub_openid可以选传其中之一，如果选择传sub_openid,则必须传sub_appid。下单前需要调用【网页授权获取用户信息: https://developers.weixin.qq.com/doc/offiaccount/OA_Web_Apps/Wechat_webpage_authorization.html 】接口获取到用户的Openid。
     */
    private String openid;

    /**
     * 时间戳
     */
    private String time_stamp;

    /**
     * 会员类型
     */
    private String memberShipType;

}

PayParameterVO:微信支付，商品信息对象

@Data
public class PayParameterVO {

    /** 商品价格（单位：分） */
    private String price;

    /** 微信openId */
    private String wxOpenId;

    /** 商品描述 */
    private String goodsTitle;

}

OrderReturnInfo:预下单成功之后返回结果对象

@Data
public class OrderReturnInfo {


        /** 返回状态码 */
        private String return_code;

        /** 返回信息 */
        private String return_msg;

        /** 业务结果 */
        private String result_code;

        /** 小程序appID */
        private String appid;

        /** 商户号 */
        private String mch_id;

        /** 随机字符串 */
        private String nonce_str;

        /** 签名 */
        private String sign;

        /**  预支付交易会话标识。用于后续接口调用中使用，该值有效期为2小时 */
        private String prepay_id;

        /** 交易类型 */
        private String trade_type;
}

QueryReturnInfo：查询订单返回实体类

@Data
public class QueryReturnInfo {

    /** 返回状态码 */
    private String return_code;

    /** 返回信息 */
    private String return_msg;


    /** 业务结果 */
    private String result_code;

    /** 错误代码 */
    private String err_code;

    /** 错误代码描述 */
    private String err_code_des;

    /** 小程序appID */
    private String appid;

    /** 商户号 */
    private String mch_id;

    /** 随机字符串 */
    private String nonce_str;

    /** 签名 */
    private String sign;

    /** 签名类型 */
    private String sign_type;

    private String prepay_id;

    /** 交易类型 */
    private String trade_type;

    /** 设备号 */
    private String device_info;

    /** 用户标识 */
    private String openid;

    /** 是否关注公众账号 */
    private String is_subscribe;

    private String trade_state;

    /** 付款银行 */
    private String bank_type;

    /** 订单金额 */
    private int total_fee;

    /** 应结订单金额 */
    private int settlement_total_fee;

    /** 货币种类 */
    private String fee_type;

    /** 现金支付金额 */
    private int cash_fee;

    /** 现金支付货币类型 */
    private String cash_fee_type;

    /** 总代金券金额 */
    private int coupon_fee;

    /** 代金券使用数量 */
    private int coupon_count;

    /** 代金券类型 */
    private String coupon_type_$n;

    /** 代金券ID */
    private String coupon_id_$n;

    /** 单个代金券支付金额 */
    private String coupon_fee_$n;

    /** 微信支付订单号 */
    private String transaction_id;

    /** 商户订单号 */
    private String out_trade_no;

    /** 支付完成时间 */
    private String time_end;

    private String trade_state_desc;

    /** 商家数据包 */
    private String attach;
}

SignInfo：签名实体类

@Data
public class SignInfo {

    private String appId;//小程序ID

    private String timeStamp;//时间戳

    private String nonceStr;//随机串

    @XStreamAlias("package")
    private String repay_id;

    private String signType;//签名方式
    public void setSignType(String signType) {
        this.signType = signType;
    }
}

4、工具类代码

SignUtils：签名工具类
```java
@Slf4j
public class SignUtils {

    /**
     * 签名