胡玥申

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基于云計(jì)算平臺(tái)的音樂(lè)專(zhuān)輯封面搜索應(yīng)用

胡玥申

摘 要：云計(jì)算平臺(tái)能夠帶來(lái)更低的硬件成本、開(kāi)發(fā)成本、運(yùn)行維護(hù)成本，并使得應(yīng)用更加安全可靠。在國(guó)內(nèi)首個(gè)公有云計(jì)算平臺(tái)Sina App Engine（以下簡(jiǎn)稱(chēng)SAE）上，基于iTunes Store提供的Web服務(wù)搜索API設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)了音樂(lè)專(zhuān)輯封面搜索應(yīng)用，供廣大音樂(lè)愛(ài)好者以及相關(guān)用戶搜索獲取音樂(lè)專(zhuān)輯的高質(zhì)量封面圖像。

關(guān)鍵詞：云計(jì)算；Web應(yīng)用；圖片搜索

0 引言

云計(jì)算是一個(gè)近來(lái)熱門(mén)的名詞，該名詞的出現(xiàn)在國(guó)外約已有4、5年的歷史。云計(jì)算平臺(tái)通常需要為分布式Web服務(wù)提供一整套的解決方案，并且需要強(qiáng)調(diào)安全性和可靠性，這就對(duì)整體的架構(gòu)設(shè)計(jì)和技術(shù)實(shí)現(xiàn)提出了苛刻的要求。

本文描述的音樂(lè)專(zhuān)輯封面搜索應(yīng)用建立在國(guó)內(nèi)的首個(gè)公有云計(jì)算平臺(tái)SAE的分布式Web服務(wù)平臺(tái)上。該應(yīng)用主要想要解決的問(wèn)題在于給音樂(lè)愛(ài)好者提供一個(gè)方便搜索高質(zhì)量專(zhuān)輯封面圖像的工具。

隨著數(shù)字多媒體技術(shù)的不斷發(fā)展與流行，越來(lái)越多的音樂(lè)專(zhuān)輯選擇了數(shù)字發(fā)行的方式，數(shù)字格式的專(zhuān)輯封面也被越來(lái)越廣泛地應(yīng)用。專(zhuān)輯封面和普通圖片不同的是，它有唯一正確性以及對(duì)質(zhì)量的要求。發(fā)行的音樂(lè)專(zhuān)輯封面在官方發(fā)行后便是唯一確定的，否則就失去了官方價(jià)值。同時(shí)用戶對(duì)專(zhuān)輯封面的質(zhì)量也存在一定的要求，因此普通的圖片搜索引擎就并不能很好地滿足，而需要一個(gè)比較專(zhuān)門(mén)化的只關(guān)注音樂(lè)專(zhuān)輯封面的搜索引擎。這就是本文研究的目的所在。

1 相關(guān)知識(shí)

1.1 Sina App Engine

SAE是國(guó)內(nèi)首個(gè)公有云計(jì)算平臺(tái)。它提供了一系列分布式計(jì)算、存儲(chǔ)服務(wù)供開(kāi)發(fā)者使用，其中包括分布式文件存儲(chǔ)、分布式數(shù)據(jù)庫(kù)集群、分布式緩存、分布式定時(shí)服務(wù)等，這些服務(wù)將大大降低開(kāi)發(fā)者的開(kāi)發(fā)成本。而SAE整體架構(gòu)的高可靠性也大大降低了開(kāi)發(fā)者的運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)。

從架構(gòu)上SAE采用分層設(shè)計(jì)，自上而下分別為：

1）反向代理層：在最外層的是HTTP反向代理，負(fù)責(zé)響應(yīng)用戶的HTTP請(qǐng)求，并且提供負(fù)載均衡、健康檢查等功能。

2）路由邏輯層：邏輯層負(fù)責(zé)根據(jù)請(qǐng)求的唯一標(biāo)識(shí)快速地映射到相應(yīng)的Web服務(wù)池和硬件路徑。由于該層隱藏了很多具體地址信息，因此，使得開(kāi)發(fā)者無(wú)需關(guān)心服務(wù)內(nèi)部地實(shí)際分配情況。

3）Web計(jì)算服務(wù)池：每個(gè)Web服務(wù)進(jìn)程實(shí)際處理用戶的HTTP請(qǐng)求，進(jìn)程運(yùn)行在HTTP服務(wù)沙盒內(nèi)，同時(shí)還內(nèi)嵌PHP解析引擎。用戶代碼最終通過(guò)接口來(lái)調(diào)用各種服務(wù)。

4）日志和統(tǒng)計(jì)中心：日志和統(tǒng)計(jì)中心負(fù)責(zé)對(duì)用戶所使用的服務(wù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和資源計(jì)費(fèi)，并通過(guò)設(shè)定分鐘配額來(lái)判定是否有非正常使用的情況。當(dāng)資源消耗的速度超過(guò)某一個(gè)預(yù)警閾值時(shí)，SAE通知系統(tǒng)便會(huì)向用戶發(fā)出預(yù)警。所有服務(wù)的日志會(huì)被匯總并備份，并提供檢索查詢服務(wù)。

5）各種分布式服務(wù)：SAE提供覆蓋了Web應(yīng)用開(kāi)發(fā)多方面的各種服務(wù)，供用戶去方便地調(diào)用。

iTunes Store音樂(lè)商店

1.2.1 iTunes Store簡(jiǎn)介

iTunes Store是一個(gè)由蘋(píng)果公司營(yíng)運(yùn)的音樂(lè)商店。如今iTunes Store已經(jīng)售出超過(guò)60億首歌曲，全球線上音樂(lè)銷(xiāo)售量占有超過(guò)70%。

1.2.1 iTunes Store Web服務(wù)搜索API

iTunes Store提供可以免費(fèi)使用的Web服務(wù)搜索API,供開(kāi)發(fā)者集成在自己的Web應(yīng)用中，達(dá)到搜索iTunes Store中相關(guān)內(nèi)容的功能。我們只需要將URL+不同參數(shù)的形式傳遞給iTunes Store,就可以快速地獲得返回結(jié)果。搜索API中支持的一些主要參數(shù)如表1所示：

表1　iTunes Store Web服務(wù)搜索API參數(shù)表

搜索API的結(jié)果是以JSON形式返回的。同樣我們將一些重要的返回的JSON中可能包含的的鍵值對(duì)如表2所示：

表2　iTunes Store Web服務(wù)搜索API返回JSON鍵值對(duì)

2 應(yīng)用設(shè)計(jì)

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

通過(guò)開(kāi)放的搜索API，我們得以使用iTunes Store的數(shù)據(jù)庫(kù)作為本應(yīng)用的數(shù)據(jù)來(lái)源。

iTunes Store數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容全面，并且內(nèi)容由唱片公司官方提供，因此，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性也是十分出色。同時(shí)，專(zhuān)輯封面圖像質(zhì)量高，開(kāi)放的搜索API更是讓資源的使用也變得更方便，降低開(kāi)發(fā)成本，因此，選擇它作為本應(yīng)用的數(shù)據(jù)來(lái)源十分理想。

2.2 搜索模塊

搜索模塊主要負(fù)責(zé)兩個(gè)功能，一個(gè)是根據(jù)iTunes Store的搜索API進(jìn)行基于關(guān)鍵詞的模糊查找，另一功能則是直接根據(jù)iTunes鏈接，通過(guò)lookup請(qǐng)求進(jìn)行精確的查找。

2.2.1 模糊查找

模糊查找模塊通過(guò)iTunes Store搜索API來(lái)通過(guò)關(guān)鍵詞搜索iTunes Store中的相關(guān)內(nèi)容。在搜索請(qǐng)求的參數(shù)中，term來(lái)自于用戶輸入的關(guān)鍵字，其它一些字段由本應(yīng)用自動(dòng)填充。另外地，我們將參數(shù)entity設(shè)定為album,將搜索范圍限定在了音樂(lè)專(zhuān)輯，出于展示頁(yè)面排版布局的考慮參數(shù)limit被設(shè)置為了28。

在這樣的情況下，當(dāng)用戶輸入的搜索關(guān)鍵詞為example,搜索請(qǐng)求URL將成為如下所示：

http://itunes.apple.com/search?term=example&limit=28& entity=album

應(yīng)用將在用戶表單提交以后，自動(dòng)獲取用戶輸入的關(guān)鍵詞字段，然后拼接成上述的URL提交給iTunes Store等待搜索結(jié)果。

iTunes Store將以JSON格式回復(fù)搜索結(jié)果，隨后服務(wù)器端將對(duì)獲取的JSON對(duì)象進(jìn)行解析，并在網(wǎng)頁(yè)端更新。為了提升網(wǎng)站的相應(yīng)速度和減少與iTunes Store之間的信息交換，本應(yīng)用還采取了一定的緩存機(jī)制。

當(dāng)用戶提交關(guān)鍵詞之后，應(yīng)用會(huì)先檢查此關(guān)鍵詞的對(duì)應(yīng)JSON結(jié)果是否已被緩存。如果是，則會(huì)直接返回緩存的結(jié)果，而并不會(huì)將請(qǐng)求發(fā)送至iTunes Store。

反之，如果關(guān)鍵詞的搜索結(jié)果并沒(méi)有在緩存中被找到，我們則會(huì)發(fā)送一個(gè)針對(duì)此關(guān)鍵詞的緩存更新請(qǐng)求。根據(jù)緩存更新請(qǐng)求的數(shù)量，我們可以單獨(dú)或者進(jìn)行批處理一并將搜索請(qǐng)求URL發(fā)送至iTunes Store服務(wù)器，并將返回的結(jié)果存入服務(wù)器本地緩存后更新至應(yīng)用網(wǎng)頁(yè)端。

2.2.2 精確查找

精確查找是通過(guò)給定的iTunes鏈接來(lái)查找唯一（如果存在）的結(jié)果。一個(gè)iTunes Store鏈接的形式如下：

https://itunes.apple.com/us/album/example/id12345678

其中專(zhuān)輯的唯一標(biāo)識(shí)符id是顯式給出的。因此當(dāng)用戶在表單中輸入一個(gè)iTunes Store鏈接并提交，我們可以從這個(gè)鏈接中直接提取出id值。

然后，我們可以同樣通過(guò)拼接URL使用lookup請(qǐng)求來(lái)獲得結(jié)果。拼接后的URL如下：

http://itunes.apple.com/lookup?id=12345678

同樣，如果此id值的對(duì)應(yīng)結(jié)果并沒(méi)有在服務(wù)器的本地緩存中，應(yīng)用會(huì)將此URL提交給iTunes Store并等待查詢結(jié)果。反之我們就可以直接采用緩存的結(jié)果提高效率，并且減少和iTunes Store之間的通信。

2.3 展示模塊

在獲得搜索結(jié)果以后，我們可以從返回的JSON中的artworkUrl60中得到相應(yīng)的封面圖像的地址。

2.3.1 列表展示

當(dāng)用戶使用模糊查找功能時(shí)，得到的返回結(jié)果并不一定是唯一的，而可能是0到28中的任意整數(shù)個(gè)。因此我們需要使用一個(gè)列表來(lái)展示這些結(jié)果。列表中我們使用的是專(zhuān)輯封面的縮略圖，而60x60像素大小的圖片正好滿足了這一需求。

2.3.2 單封面展示

當(dāng)用戶使用的是精確查找，或者通過(guò)點(diǎn)擊列表頁(yè)面中的某一個(gè)專(zhuān)輯封面，我們將跳轉(zhuǎn)到一個(gè)單封面展示的頁(yè)面。在這個(gè)頁(yè)面，我們將提供不同尺寸大小的同一封面圖像供用戶選擇，方便于應(yīng)用在不同的情況下，如個(gè)人頭像，縮略圖，文章插圖，背景大圖等等，用戶可以根據(jù)個(gè)人所需選擇適合的尺寸大小。

2.4 流程圖

綜上所述，本應(yīng)用的整個(gè)使用過(guò)程如圖1所示：

圖1　應(yīng)用流程

3 應(yīng)用實(shí)現(xiàn)

3.1 開(kāi)發(fā)環(huán)境

本應(yīng)用選擇架設(shè)在SAE分布式Web服務(wù)開(kāi)發(fā)平臺(tái)上，SAE上的每個(gè)應(yīng)用都有給定的服務(wù)限制和配額設(shè)定。該配額經(jīng)過(guò)嚴(yán)格計(jì)算得出的，因此能夠滿足大部分應(yīng)用的需要，而不容易受到限制的影響。

3.1.1 后臺(tái)語(yǔ)言

本應(yīng)用使用的后臺(tái)腳本語(yǔ)言為PHP，它的語(yǔ)法混合了C、Java、Perl和PHP自創(chuàng)的語(yǔ)法。它可以比CGI或者Perl更快速地執(zhí)行動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)，并且用PHP做出的動(dòng)態(tài)頁(yè)面執(zhí)行效率也比完全生成HTML標(biāo)記的CGI要高許多。

3.1.2 前臺(tái)交互界面

本應(yīng)用使用的前臺(tái)開(kāi)發(fā)使用了主流的HTML5+CSS3+ JQuery的框架。

HTML5和CSS3是兩項(xiàng)新的Web技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),代表了下一代HTML和CSS技術(shù)。JQuery是一個(gè)優(yōu)秀的Javascript框架。它是輕量級(jí)的js庫(kù) ，不僅兼容CSS3，還兼容各種瀏覽器（IE 6.0+, FF 1.5+, Safari 2.0+, Opera 9.0+）。jQuery使開(kāi)發(fā)者能更方便地處理事件、實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫(huà)效果，并且方便地為網(wǎng)站提供異步交互。

3.2 頁(yè)面設(shè)計(jì)

在頁(yè)面設(shè)計(jì)上，本應(yīng)用采用了極簡(jiǎn)風(fēng)格，既在視覺(jué)上保證了整潔美觀，同時(shí)又能夠突出應(yīng)用的功能性，其框架圖如圖2所示：

圖2　搜索界面 結(jié)果列表界面 單結(jié)果展示界面

3.2.1 搜索頁(yè)面

在搜索頁(yè)面上，我們只保留大圖標(biāo)與搜索框，盡可能地突出搜索的功能。搜索框使用了CSS3標(biāo)準(zhǔn)的圓角屬性以及動(dòng)畫(huà)屬性，隨著焦點(diǎn)的獲得與失去伴隨著動(dòng)畫(huà)效果自由伸展。

3.2.2 結(jié)果列表頁(yè)面

當(dāng)用戶使用模糊搜索功能，將有至多28條條結(jié)果以網(wǎng)格的方式顯示在結(jié)果列表頁(yè)面上。網(wǎng)格的尺寸將根據(jù)瀏覽器寬度自適應(yīng)地改變。

3.3.3 單結(jié)果展示頁(yè)面

當(dāng)用戶最終選定某一結(jié)果并點(diǎn)擊，應(yīng)用將跳轉(zhuǎn)到單結(jié)果展示頁(yè)面。

在這個(gè)頁(yè)面上，我們將自右向左依次展示1400x1400像素，1200x1200像素，600x600像素，170x170像素四種尺寸大小的專(zhuān)輯封面。點(diǎn)擊任何一張圖片都會(huì)直接跳轉(zhuǎn)到圖片地址本身，供用戶下載。

在配色風(fēng)格上，這個(gè)頁(yè)面將根據(jù)專(zhuān)輯封面圖像內(nèi)容顏色的不同自動(dòng)匹配相應(yīng)的背景色。頁(yè)面下方的藍(lán)色按鈕鏈接會(huì)對(duì)應(yīng)專(zhuān)輯在iTunes Store的相應(yīng)頁(yè)面，通過(guò)點(diǎn)擊可以前往iTunes Store。

4 總結(jié)

本應(yīng)用開(kāi)發(fā)于并架設(shè)在SAE云計(jì)算平臺(tái)上，并利用iTunes Store音樂(lè)商店提供的開(kāi)放Web服務(wù)搜索API，完成了模糊搜索與精確搜索音樂(lè)專(zhuān)輯封面圖像的兩個(gè)功能。

應(yīng)用在開(kāi)發(fā)完成后定名Coverbox,中文名“封面盒子”，以SAE平臺(tái)提供的二級(jí)域名“http://coverbox.sinaapp.com”上線，上線至今已經(jīng)已經(jīng)獲得不俗的訪問(wèn)量。

由于數(shù)據(jù)來(lái)源的官方性，本應(yīng)用的搜索結(jié)果非常準(zhǔn)確，也因此獲得國(guó)內(nèi)知名線上音樂(lè)論壇Ukaban官方推薦的音樂(lè)專(zhuān)輯封面獲取工具。

在未來(lái)，希望該應(yīng)用能夠在平穩(wěn)運(yùn)行的基礎(chǔ)上進(jìn)一步改進(jìn)功能，提供更靈活的搜索方式，并且更好地運(yùn)用分布式Web服務(wù)的各種特性，讓?xiě)?yīng)用能夠更加完善，并且更安全可靠

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Cloud Based Music Album Cover Search Application

Hu Yueshen
(1.Software School, Fudan University, Shanghai 201203, China; 2.Shanghai Key Laboratory of Intelligent Information Processing (Fudan University), Shanghai 201203, China; 3.Public Performance and Information Research Center, Fudan University, Shanghai 201203, China)

Abstract:Cloud-computing platforms can reduce the cost of hardware, development and maintenance of the applications running on it andalso make them more secure. We design and develop a music album cover search application based on iTunes Store’s web service search API on Sina App Engine, the first public cloud-computing platform in China. The application is for music lovers and users to search for high quality cover images of music albums.

Key words:Cloud-computing; WebApp; Image Search

收稿日期：（2015.06.09）

作者簡(jiǎn)介：胡玥申（1992-），男，廣州，復(fù)旦大學(xué)軟件學(xué)院，上海市智能信息處理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（復(fù)旦大學(xué)），復(fù)旦大學(xué)公共績(jī)效與信息化研究中心，碩士研究生，研究方向：電子商務(wù)與電子政務(wù)，上海 201203

文章編號(hào)：1007-757X(2016)02-0071-03

中圖分類(lèi)號(hào)：TP311

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A