李云波

（黑龍江外國(guó)語(yǔ)學(xué)院，哈爾濱150025）

基于JAVA的支付系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

李云波

（黑龍江外國(guó)語(yǔ)學(xué)院，哈爾濱150025）

支付系統(tǒng)是為了解決人們支付問(wèn)題的服務(wù)系統(tǒng)，支付系統(tǒng)是隨著電子商務(wù)的發(fā)展而產(chǎn)生的便捷的支付方式。以往線下的現(xiàn)金支付既不方便又浪費(fèi)資源，已經(jīng)不能滿足當(dāng)今自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化的生活方式，支付系統(tǒng)便應(yīng)運(yùn)而生。從描述支付系統(tǒng)的介紹出發(fā)，分別從支付系統(tǒng)的需求分析、支付系統(tǒng)的主要技術(shù)以及支付系統(tǒng)的設(shè)計(jì)幾個(gè)方面描述了支付系統(tǒng)，給出了系統(tǒng)的ER圖和流程圖等UML設(shè)計(jì)圖。

系統(tǒng)需求分析；JAVA語(yǔ)言；支付系統(tǒng)設(shè)計(jì)；UML設(shè)計(jì)圖；SpringMVC框架；Dubbo服務(wù)；Zookeeper框架

1 支付系統(tǒng)介紹

最早的支付系統(tǒng)只是解決了支付問(wèn)題，并沒(méi)有輔助支付的服務(wù)，包括日常對(duì)賬等事務(wù)都是人工處理；后期添加了對(duì)賬功能，提供了第三方支付平臺(tái)對(duì)接接口。第三方支付平臺(tái)的出現(xiàn)均衡了支付賬戶管理的風(fēng)險(xiǎn)；隨著第三方支付平臺(tái)的不斷壯大，銀行的支付系統(tǒng)作為三方支付平臺(tái)的基礎(chǔ)服務(wù)，主要側(cè)重于清算、結(jié)算以及對(duì)賬環(huán)節(jié)。不管支付系統(tǒng)經(jīng)歷多少迭代，其出發(fā)點(diǎn)都是為支付提供解決方案，讓支付更簡(jiǎn)單，并且對(duì)安全有著較高的要求[1]。

2 支付系統(tǒng)的需求分析

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與更新，支付系統(tǒng)也在隨之不斷地進(jìn)行完善，其工作目標(biāo)不僅僅局限于支付系統(tǒng)技術(shù)更新?lián)Q代，更注重將最新的開發(fā)技術(shù)與支付業(yè)務(wù)相整合。支付系統(tǒng)的需求分析相對(duì)于其他系統(tǒng)來(lái)說(shuō)要更嚴(yán)謹(jǐn)和廣泛，不僅僅要調(diào)研用戶需求，更要大力挖掘市場(chǎng)需求和未來(lái)幾年市場(chǎng)的發(fā)展方向[2]。由于支付類型較多，因此在需求分析環(huán)節(jié)需要針對(duì)不同類型的支付進(jìn)行調(diào)研和分析。主要的支付類型包括對(duì)企業(yè)的代收、代付、企業(yè)網(wǎng)銀等；對(duì)個(gè)人的快捷、網(wǎng)銀、充值、提現(xiàn)以及鑒權(quán)等等。需求分析主要從以下幾個(gè)方面展開，即：系統(tǒng)安全需求分析、用戶需求分析，以及支付行業(yè)業(yè)務(wù)需求分析[3]。

2.1 系統(tǒng)安全需求分析

支付系統(tǒng)比其他的服務(wù)系統(tǒng)在安全方面有著更高的要求，系統(tǒng)不僅對(duì)用戶的基本信息進(jìn)行維護(hù)，更重要的是需要對(duì)用戶的資金進(jìn)行安全管理。支付系統(tǒng)對(duì)安全性有著極高的要求，主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面，首先是用戶的資金安全，站在用戶的角度上去考慮，只有保證用戶的資金安全，才能得到用戶的認(rèn)可。說(shuō)到資金安全，很難不讓人想到一致性的問(wèn)題，當(dāng)用戶的賬戶資金做減少的同時(shí)，肯定有相關(guān)的賬戶做增加，如果其中的某一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)了問(wèn)題，那么與此相關(guān)的兩個(gè)賬戶中的資金都不得發(fā)生改變，并且需要用友好的文案提示用戶，第一時(shí)間告知本次操作的結(jié)果，并合理地給出下一步處理方案，重新支付或是等待最終結(jié)果通知，讓用戶在更大程度上感知到自己的資金是安全的[4]。其次是用戶的敏感信息安全，支付系統(tǒng)中存儲(chǔ)了大量用戶的敏感信息，例如姓名、身份證號(hào)、銀行卡號(hào)等等，為了保證信息的安全，必須采用數(shù)據(jù)加密的方式進(jìn)行存儲(chǔ)，以確保用戶的信息不被泄露。

2.2 用戶需求分析

任何一個(gè)系統(tǒng)的需求分析必須站在用戶的立場(chǎng)去考慮，首先要了解到系統(tǒng)能為用戶做什么，要給用戶提供哪些便利的服務(wù)，因此要著重對(duì)用戶的使用習(xí)慣和基本要求做詳細(xì)的分析。從用戶的操作習(xí)慣和友好的提示信息等細(xì)節(jié)出發(fā)，深入挖掘用戶的潛在需求，隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái)，可以對(duì)每個(gè)用戶的行為數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與挖掘，并根據(jù)分析結(jié)果為用戶提供更全面的定制化的服務(wù)方案，將支付和生活中其他的需求串聯(lián)起來(lái)，更好地為用戶提供更全面的服務(wù)[5]。

2.3 支付行業(yè)業(yè)務(wù)需求分析

隨著科技的不斷更新，支付系統(tǒng)也在不斷地進(jìn)行迭代，采用最新的、最安全的技術(shù)為用戶解決支付問(wèn)題。與此同時(shí)支付業(yè)務(wù)也在不斷壯大，支付已經(jīng)不僅僅是單一地為用戶提供支付服務(wù)，而是為用戶提供完整的金融解決方案。比如支付依賴的四要素鑒權(quán)服務(wù)，快捷支付依賴的短信驗(yàn)證服務(wù)，以及用戶使用分期支付時(shí)的征信查詢服務(wù)等等。隨著支付行業(yè)的不斷擴(kuò)大，支付系統(tǒng)也在結(jié)合行業(yè)需求，逐漸完善與健全自身的服務(wù)范圍[6]。

3 支付系統(tǒng)的主要技術(shù)

支付系統(tǒng)采用最新的框架和技術(shù)不僅實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的高并發(fā)和高可用，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)模塊之間調(diào)用的高性能，將同步的操作轉(zhuǎn)換為異步處理，分布加異步的處理方式更能夠發(fā)揮出并發(fā)的優(yōu)勢(shì)。

3.1 SpringMVC+Dubbo+Zookeeper

Spring MVC是一個(gè)輕量級(jí)的、具有強(qiáng)大功能的web框架。它充分利用了Spring龐大的注解庫(kù)，降低了開發(fā)成本和難度，可以說(shuō)Spring MVC提供了基于簡(jiǎn)單的JavaBeans的開發(fā)模式，簡(jiǎn)化了后臺(tái)控制的開發(fā)?？蚣苤械目刂破鞑⒉皇侵苯犹幚砬芭_(tái)請(qǐng)求，而是將其委托給Spring中的其他beans，通過(guò)Spring提供的依賴注入特性，將這些beans注入到控制器中。Spring MVC具有兩個(gè)主要的組件：處理器映射和視圖解析器，降低了系統(tǒng)各個(gè)層次之間的耦合性。處理器映射的作用是根據(jù)請(qǐng)求來(lái)動(dòng)態(tài)選擇利用哪個(gè)控制器處理相應(yīng)的邏輯；視圖解析器的作用是合理地將獲取到的數(shù)據(jù)進(jìn)行渲染[7]。

當(dāng)系統(tǒng)的服務(wù)沒(méi)有達(dá)到一定規(guī)模的時(shí)候一般都是通過(guò)配置url地址進(jìn)行訪問(wèn)，但是一旦服務(wù)越來(lái)越多，這樣對(duì)于眾多的url地址維護(hù)起來(lái)成本是比較高的，因此需要一個(gè)服務(wù)注冊(cè)中心，將這些服務(wù)動(dòng)態(tài)地注冊(cè)和顯示出來(lái)，使得服務(wù)透明化。dubbo分布式服務(wù)框架可以解決上述問(wèn)題。dubbo具有五個(gè)主要的角色，分別是 provider、consumer、registry、monitor和container。其中provider是服務(wù)的提供者，負(fù)責(zé)將系統(tǒng)中的所有服務(wù)顯示出來(lái)，供調(diào)用者使用；consumer是服務(wù)的消費(fèi)者，負(fù)責(zé)調(diào)用遠(yuǎn)程的服務(wù)；registry負(fù)責(zé)服務(wù)的注冊(cè)以及發(fā)現(xiàn)注冊(cè)；monitor是監(jiān)控中心，負(fù)責(zé)統(tǒng)計(jì)各個(gè)服務(wù)的調(diào)用次數(shù)和每次服務(wù)的調(diào)用時(shí)間；container則是容器，服務(wù)運(yùn)行需要依賴到它[8]。

zookeeper是分布式應(yīng)用程序的協(xié)調(diào)服務(wù)，將復(fù)雜的系統(tǒng)服務(wù)進(jìn)行合理有效的封裝，最終為用戶提供簡(jiǎn)單、穩(wěn)定的服務(wù)。zookeeper作為dubbo服務(wù)的注冊(cè)中心，主要是解決分布式系統(tǒng)中集群部署應(yīng)用的一致性問(wèn)題。zookeeper的存儲(chǔ)方式與文件系統(tǒng)類似，是基于目錄節(jié)點(diǎn)的樹形結(jié)構(gòu)，其作用并不僅僅是記錄數(shù)據(jù)，更重要的是維護(hù)與監(jiān)控存儲(chǔ)數(shù)據(jù)狀態(tài)發(fā)生的變化，正因?yàn)榭梢约皶r(shí)監(jiān)控到這些數(shù)據(jù)狀態(tài)的變化，才能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)集群的良好管理[9]。

3.2 緩存和消息隊(duì)列

要實(shí)現(xiàn)支付系統(tǒng)的高并發(fā)和高可用特征，緩存機(jī)制是必不可少的。支付系統(tǒng)的緩存采用redis實(shí)現(xiàn)。redis是基于鍵—值映射結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)方式的緩存，其支持多種類型的value值，包括：字符串、列表和集合。由于redis支持多種類型的鍵值，因此，為數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)提供了極大的便利。其運(yùn)行原理是：當(dāng)接收到一個(gè)請(qǐng)求時(shí)，需要獲取數(shù)據(jù)，這時(shí)系統(tǒng)首先會(huì)自動(dòng)去redis中獲取相應(yīng)數(shù)據(jù)，若沒(méi)有命中，即緩存中沒(méi)有該數(shù)據(jù)，此時(shí)才會(huì)去數(shù)據(jù)庫(kù)讀取相應(yīng)的數(shù)據(jù)，與此同時(shí)把讀取到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到緩存中，當(dāng)下次請(qǐng)求獲取相同數(shù)據(jù)的時(shí)候就會(huì)從redis中直接讀取，以此大大降低了數(shù)據(jù)庫(kù)讀寫壓力，同時(shí)也能在很大程度上提高響應(yīng)效率。redis集群部署可以更好的作為緩存微系統(tǒng)提供服務(wù)，而且支持主從同步，數(shù)據(jù)可以從主服務(wù)器向任何一個(gè)或者多個(gè)服務(wù)器同步。redis集群部署可以減輕服務(wù)器壓力，從而實(shí)現(xiàn)高效率。當(dāng)主服務(wù)器進(jìn)行讀寫時(shí)，另一個(gè)請(qǐng)求過(guò)來(lái)時(shí)會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)移到從服務(wù)器進(jìn)行讀取。

支付系統(tǒng)對(duì)每一次請(qǐng)求的要求都非常高，既要保證每次請(qǐng)求都是有效的，還要保證每次請(qǐng)求都有最終結(jié)果狀態(tài)。要很好地解決支付并發(fā)問(wèn)題就要采用異步處理方式，實(shí)現(xiàn)高效地處理用戶請(qǐng)求，支付系統(tǒng)采用rabbitMQ消息隊(duì)列，實(shí)現(xiàn)異步處理。當(dāng)服務(wù)器接收到用戶請(qǐng)求時(shí)，要把請(qǐng)求記錄到隊(duì)列當(dāng)中，這樣不管多少請(qǐng)求過(guò)來(lái)，后臺(tái)都能有序地進(jìn)行處理，而且不會(huì)漏掉任何一個(gè)請(qǐng)求。rabbitMQ是一個(gè)典型的生產(chǎn)者-消費(fèi)者模式，當(dāng)接收到用戶請(qǐng)求時(shí)，就會(huì)向消息隊(duì)列中寫入消息，就是生產(chǎn)者；當(dāng)處理器從消息隊(duì)列中讀取或者訂閱消息，并進(jìn)行處理，就是消費(fèi)者。支付系統(tǒng)要求每一次請(qǐng)求都是有效的，因此采用消息隊(duì)列有效地解決這個(gè)問(wèn)題，當(dāng)向其他服務(wù)發(fā)送請(qǐng)求時(shí)，可能由于網(wǎng)絡(luò)原因?qū)е抡?qǐng)求失敗，這時(shí)并沒(méi)有直接返回錯(cuò)誤，而是繼續(xù)嘗試消費(fèi)這條消息，直到在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)返回最終結(jié)果，這樣大大地提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和吞吐量。

圖1 支付相關(guān)表設(shè)計(jì)

4 支付系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

下面從數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)和支付系統(tǒng)流程設(shè)計(jì)兩個(gè)方面描述支付系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

4.1 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

支付系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，因此對(duì)數(shù)據(jù)表設(shè)計(jì)的要求也非常高，不僅具有簡(jiǎn)單的管理商戶和用戶的數(shù)據(jù)表，更重要的是與支付訂單相關(guān)的表，包括：支付訂單表、路由表、日志表以及通知表等等。之所有這么多與支付訂單相關(guān)的表，目的就是為了保證訂單狀態(tài)的一致性和完整性。這些表穿插了整個(gè)支付流程，包括：下單、校驗(yàn)、扣款、通知和對(duì)賬等。支付相關(guān)的表設(shè)計(jì)如圖1所示。輔助支付業(yè)務(wù)相關(guān)表設(shè)計(jì)如圖2所示，主要羅列了系統(tǒng)資源、系統(tǒng)用戶以及系統(tǒng)角色之間的關(guān)系。

圖2 基礎(chǔ)表設(shè)計(jì)

4.2 支付系統(tǒng)總流程設(shè)計(jì)

完善的支付系統(tǒng)包括八個(gè)主要模塊，分別是：交易模塊、風(fēng)控模塊、路由模塊、網(wǎng)關(guān)模塊、核對(duì)查詢模塊、通知模塊、交易監(jiān)控模塊以及報(bào)警模塊等?？傮w的支付流程為：用戶發(fā)起一筆交易在交易模塊會(huì)進(jìn)行一系列的合法性校驗(yàn)，通過(guò)校驗(yàn)后會(huì)生成支付訂單；支付訂單發(fā)送到風(fēng)控模塊檢查交易的限額以及風(fēng)險(xiǎn)等等；校驗(yàn)通過(guò)后流轉(zhuǎn)到路由模塊，為支付訂單選取最優(yōu)的支付通道，到達(dá)網(wǎng)關(guān)模塊進(jìn)行支付；銀行會(huì)發(fā)送同步和異步通知到通知模塊，根據(jù)不同類型的通知進(jìn)行特殊處理，最后定時(shí)到銀行系統(tǒng)查詢支付訂單的最終交易金額和交易狀態(tài)。交易監(jiān)控模塊和報(bào)警模塊穿插在整個(gè)支付過(guò)程當(dāng)中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)哪個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題監(jiān)控模塊就會(huì)進(jìn)行記錄，并在一定的時(shí)間內(nèi)給相關(guān)人員發(fā)送報(bào)警信息。

5 結(jié)束語(yǔ)

目前，各行業(yè)領(lǐng)域都經(jīng)歷著向智能化、自動(dòng)化和網(wǎng)絡(luò)化的升級(jí)。然而，支付這個(gè)不可或缺的金融環(huán)節(jié)卻沒(méi)有想象中的飛速進(jìn)步，特別是B2B支付領(lǐng)域更是如此。安全性、機(jī)密性、復(fù)雜性等因素造成一種尷尬的景象：公司提供著最先進(jìn)最前沿的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，卻采用了最原始最落后的方式收取費(fèi)用；公司同時(shí)為數(shù)千家企業(yè)提供智能化技術(shù)支持，卻仍然需要大量人力手工地處理賬目。本文設(shè)計(jì)的支付系統(tǒng)直面B2B行業(yè)支付痛點(diǎn)，以雄厚的技術(shù)實(shí)力和專業(yè)的金融服務(wù)，為高速發(fā)展的企業(yè)一站式地構(gòu)建與之匹配的網(wǎng)絡(luò)支付方式，其使業(yè)務(wù)與支付達(dá)到并駕齊驅(qū)的完美狀態(tài)。

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Design of Payment System Based on JAVA

Li Yunbo
（Heilongjiang International University,Heilongjiang,Harbin 150025,China）

Payment system is a service system to solve the problem of payment,which is a convenient way of payment with the development of e-commerce.In the past,offline cash payment was not convenient and waste of resources,and it has been unable to meet today's automated and networked lifestyle,and thus the payment system comes into being.Beginning with a introduction which descripts the payment system,the payment system is described from the following aspects:the demand analysis of payment system,the main technology of payment system and the design of payment system to give the system ER diagram and flow chart and other UML design.

System requirement analysis;JAVA language;Payment system design;UML design diagram;SpringMVC;Dubbo;Zookeeper

10.3969/j.issn.1002-2279.2017.04.020

B

1002-2279-（2017）04-0082-05

李云波（1976—），男，黑龍江省雙鴨山市人，黑龍江外國(guó)語(yǔ)學(xué)院副校長(zhǎng)，副教授，碩士學(xué)位，主研方向：數(shù)據(jù)庫(kù)管理。

2017-04-01