周宇航 邱雷 謝凡殊

摘要：隨著數(shù)據(jù)規(guī)模的越來越大，傳統(tǒng)的集中式系統(tǒng)越來越難以滿足需求，與此同時(shí)，分布式管理系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用。分布式系統(tǒng)相對(duì)單體應(yīng)用而言，可以支持更高的并發(fā)訪問量，并且可以根據(jù)業(yè)務(wù)極其靈活地調(diào)整節(jié)點(diǎn)數(shù)量，一個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)也不會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。與集中式系統(tǒng)相比，分布式系統(tǒng)的性價(jià)比更高、處理能力更強(qiáng)、擴(kuò)展性也更好。

關(guān)鍵詞：互動(dòng)平臺(tái);分布式服務(wù)器;MySQL;Spring;Android

中圖分類號(hào)：TP311.5? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ?文章編號(hào)：1009-3044（2018）35-0059-02

1 背景

目前，市場(chǎng)上各種應(yīng)用的互動(dòng)平臺(tái)很多，但并沒有專門針對(duì)用戶個(gè)性化創(chuàng)作的互動(dòng)交易平臺(tái)。該課題組設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基于Android的創(chuàng)意者互動(dòng)平臺(tái)，主要是為用戶和商戶搭建一個(gè)互動(dòng)交易App環(huán)境。在互動(dòng)平臺(tái)上，幫助用戶把自己的創(chuàng)意、設(shè)計(jì)提供給商戶;幫助商戶把創(chuàng)意融入DIY制作中，實(shí)體化用戶的創(chuàng)意。

1.1 創(chuàng)意互動(dòng)平臺(tái)設(shè)計(jì)方案

創(chuàng)意互動(dòng)平臺(tái)主要面向用戶為設(shè)計(jì)師、個(gè)體商家以及追求定制個(gè)性化商品的消費(fèi)者。設(shè)計(jì)師可以在平臺(tái)里售賣自己的設(shè)計(jì)稿;而個(gè)體商家可以買下這些設(shè)計(jì)稿后，做定制或是批量定制生產(chǎn)，將實(shí)體商品上架后供廣大消費(fèi)者選購(gòu)。

平臺(tái)實(shí)現(xiàn)的主要功能如下：1）用戶的登錄與注冊(cè);2）設(shè)計(jì)師發(fā)布自己的設(shè)計(jì)稿并定價(jià);3）商家購(gòu)買已上架且未被選購(gòu)的設(shè)計(jì)稿;4）商家將設(shè)計(jì)稿批量生產(chǎn)為實(shí)體商品并定價(jià)上架;5）用戶選購(gòu)實(shí)體商品;6）用戶之間通過私信進(jìn)行聯(lián)系;7）平臺(tái)方舉辦活動(dòng)或比賽，號(hào)召用戶參與，加強(qiáng)平臺(tái)與用戶之間的黏性;8）用戶之間互相關(guān)注;9）用戶在個(gè)人界面中修改自己的昵稱及個(gè)性簽名;10）用戶為自己喜歡的設(shè)計(jì)稿、實(shí)體商品點(diǎn)贊;11）用戶收藏自己喜歡的商家。

1.2 創(chuàng)意者互動(dòng)平臺(tái)的優(yōu)點(diǎn)

該平臺(tái)給予了設(shè)計(jì)師和商家一個(gè)方便的聯(lián)系渠道，讓設(shè)計(jì)師能夠?qū)⒆约合胍纳唐纷鳛樵O(shè)計(jì)稿進(jìn)行售賣，并且讓商家可以通過用戶的點(diǎn)贊來選購(gòu)更具人氣的設(shè)計(jì)稿進(jìn)行批量或是定制生產(chǎn)。平臺(tái)不但可以提高設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)稿的曝光率，也能讓商家更清楚地明白怎樣的設(shè)計(jì)稿是更具有市場(chǎng)的。這樣的交易平臺(tái)打破了以往商家供貨——消費(fèi)者選購(gòu)的單一模式，而是變成了消費(fèi)者選擇自己心儀的設(shè)計(jì)稿——商家購(gòu)買設(shè)計(jì)稿并做出實(shí)體商品供貨——消費(fèi)者進(jìn)行選購(gòu)的模式。

1.3 服務(wù)器需求

對(duì)于創(chuàng)意互動(dòng)平臺(tái)來說，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)是很重要的一環(huán)，而網(wǎng)絡(luò)服務(wù)就離不開服務(wù)器的支持。服務(wù)器響應(yīng)速度不夠，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)就慢。服務(wù)器的響應(yīng)速度可以通過提高單個(gè)服務(wù)器性能或者增加服務(wù)器數(shù)量實(shí)現(xiàn)，當(dāng)然，更主要是從軟件層面優(yōu)化服務(wù)器端軟件結(jié)構(gòu)達(dá)到提高響應(yīng)速度的目的。

同時(shí)，在對(duì)服務(wù)器端做性能優(yōu)化的時(shí)候，還要考慮到服務(wù)器端程序的易維護(hù)性和可擴(kuò)展性，編寫出健壯穩(wěn)定的服務(wù)器端代碼。

2 平臺(tái)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

分布式資源共享服務(wù)器與傳統(tǒng)集中式系統(tǒng)的區(qū)別在于：資源和程序可以不位于一個(gè)服務(wù)器上，而是分散到多個(gè)服務(wù)器。分布式服務(wù)克服了傳統(tǒng)集中式系統(tǒng)會(huì)導(dǎo)致中心主機(jī)資源緊張與響應(yīng)瓶頸的缺陷，可以方便應(yīng)對(duì)突發(fā)流量高峰。

在高并發(fā)時(shí)，有很多的請(qǐng)求同時(shí)發(fā)送到服務(wù)器等待處理，會(huì)導(dǎo)致用戶長(zhǎng)時(shí)間得不到響應(yīng)，尤其在用戶請(qǐng)求的資源有數(shù)量限制時(shí)，用戶不能知道請(qǐng)求是否成功，甚至用戶請(qǐng)求到的資源數(shù)量超出實(shí)際數(shù)量，導(dǎo)致數(shù)據(jù)的一致性出錯(cuò)。這時(shí)候就需要有一個(gè)消息隊(duì)列，有序的處理用戶的請(qǐng)求，并且在流量高峰時(shí)堆積用戶請(qǐng)求，防止業(yè)務(wù)服務(wù)器負(fù)載過高不能響應(yīng)。

服務(wù)器端和客戶端的交互采用了語言無關(guān)的Http協(xié)議和JSON數(shù)據(jù)格式，服務(wù)器端為客戶端提供RestAPI用于請(qǐng)求數(shù)據(jù)，同時(shí)使用消息隊(duì)列和分布式服務(wù)解決高并發(fā)問題。通過這些定義良好的接口和中間件， 服務(wù)器可以方便地實(shí)現(xiàn)擴(kuò)容和替換組件實(shí)現(xiàn)。

2.1 Rest API

項(xiàng)目采用C/S結(jié)構(gòu)，Android客戶端通過Rest API向服務(wù)器請(qǐng)求數(shù)據(jù)。Rest API為客戶端提供了統(tǒng)一的訪問接口，方便添加其他客戶端或網(wǎng)頁(yè)應(yīng)用。

2.2Json數(shù)據(jù)交換格式

JSON（JavaScript Object Notation）是一種輕量級(jí)的數(shù)據(jù)交換格式。JSON采用完全獨(dú)立于語言的文本格式，這些特性使JSON成為理想的數(shù)據(jù)交換語言，易于閱讀和編寫，同時(shí)也易于機(jī)器解析和生成。

2.3 數(shù)據(jù)庫(kù)選擇和使用

MySQL是一個(gè)開源的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，也是最流行的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)之一，因其速度、可靠性和適用性而備受關(guān)注。

2.4 消息隊(duì)列

消息隊(duì)列是一個(gè)容納被發(fā)送的等待閱讀的消息的區(qū)域，一旦一個(gè)消息被閱讀，這個(gè)消息將會(huì)被從隊(duì)列中移除。在該項(xiàng)目中，消息即客戶端的Http請(qǐng)求。

3 平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)

3.1 服務(wù)器的主體框架實(shí)現(xiàn)

服務(wù)器端使用標(biāo)準(zhǔn)MVC設(shè)計(jì)模式。Controller層處理客戶端的網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求;Model層執(zhí)行數(shù)據(jù)庫(kù)的增刪改查并為Controller層提供接口;View層負(fù)責(zé)將Controller層返回的信息以一定的形式展現(xiàn)。在這個(gè)項(xiàng)目中，View層實(shí)際上是Android客戶端，Android客戶端解析服務(wù)器返回的JSON字符串并展示相應(yīng)的界面。

服務(wù)器程序的核心是SpringWebMvc框架。通過SpringWebMvc框架可以很簡(jiǎn)單地配置handler mapping，然后可以專注于編寫處理網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求的Controller邏輯。同時(shí)SpringWebMvc框架將模型和視圖分離開，服務(wù)器端程序和視圖解耦，便于擴(kuò)展新的客戶端模式。Spring的DI和AOP也極大地簡(jiǎn)化了服務(wù)器端程序的開發(fā)過程。

3.2 服務(wù)器和客戶端數(shù)據(jù)交換的實(shí)現(xiàn)

在服務(wù)器端配置一個(gè)JSON消息轉(zhuǎn)換器， Controller層并不直接返回客戶端需要的數(shù)據(jù)模型， 而是返回一個(gè)Java對(duì)象，由消息轉(zhuǎn)換器將Java對(duì)象轉(zhuǎn)換成客戶端需要的信息格式。比如，客戶端向服務(wù)器請(qǐng)求JSON格式的數(shù)據(jù)，服務(wù)器端便使用JSON消息轉(zhuǎn)換器將Java對(duì)象轉(zhuǎn)換成JSON字符串返回給客戶端;客戶端需要XML格式的數(shù)據(jù)，服務(wù)器端便使用XML消息轉(zhuǎn)換器將Java對(duì)象轉(zhuǎn)換成xml返回給客戶端。Controller不必關(guān)心客戶端需要什么類型的數(shù)據(jù)，只需要將數(shù)據(jù)以Java對(duì)象的形式返回即可，由消息轉(zhuǎn)換器將Java對(duì)象轉(zhuǎn)換成客戶端需要的格式。

3.3 服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)

服務(wù)器使用MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)，并通過在Spring中集成Hibernate框架訪問數(shù)據(jù)庫(kù)。通過操作Java對(duì)象實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)的增刪改查，幾乎沒有直接編寫SQL語句，減少了數(shù)據(jù)庫(kù)訪問的出錯(cuò)概率。

JDBC數(shù)據(jù)庫(kù)連接池使用c3p0，不在每一次訪問數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)創(chuàng)建新連接，而是通過c3p0連接池重用數(shù)據(jù)庫(kù)連接，避免了頻繁的數(shù)據(jù)庫(kù)連接初始化和釋放，極大地減少了系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間。并且，根據(jù)預(yù)先的占用超時(shí)設(shè)定，可以強(qiáng)制回收被占用連接，避免數(shù)據(jù)庫(kù)連接操作中的資源泄露。

3.4 服務(wù)器的業(yè)務(wù)邏輯實(shí)現(xiàn)

服務(wù)器收到消息后，由Spring的前端控制器DispatcherServlet將請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)給相應(yīng)的Controller，Controller中的方法將業(yè)務(wù)邏輯委托給一個(gè)或多個(gè)服務(wù)對(duì)象進(jìn)行處理，并將處理完的信息，即模型數(shù)據(jù)發(fā)送回DispatcherServlet。

3.5 服務(wù)器的分布式實(shí)現(xiàn)

服務(wù)器分為業(yè)務(wù)服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、Session服務(wù)器和文件服務(wù)器四個(gè)部分。業(yè)務(wù)服務(wù)器處理網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求;數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器存儲(chǔ)各項(xiàng)數(shù)據(jù);Session服務(wù)器存儲(chǔ)用戶會(huì)話;文件服務(wù)器使用CDN為用戶提供高速上傳和下載文件服務(wù)。

業(yè)務(wù)服務(wù)器將每個(gè)用戶的會(huì)話存儲(chǔ)在Session服務(wù)器中（Session服務(wù)器中運(yùn)行一個(gè)Redis數(shù)據(jù)庫(kù)用于存儲(chǔ)用戶會(huì)話），在用戶的每次網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求中，通過Session服務(wù)器驗(yàn)證用戶身份和權(quán)限。服務(wù)器Model層對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的增刪改查操作則是使用數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中運(yùn)行的MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)。文件服務(wù)器通過CDN不僅為用戶提供了高速上傳和下載服務(wù)，也極大地降低了業(yè)務(wù)服務(wù)器壓力。

4 結(jié)束語

基于該文所配置的分布式服務(wù)器，成功地實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基于Android的創(chuàng)意者互動(dòng)平臺(tái)。該文從創(chuàng)意者互動(dòng)平臺(tái)的需求分析，到服務(wù)器設(shè)計(jì)，再到實(shí)現(xiàn)做了詳細(xì)的描述，整體完成了平臺(tái)的分布式服務(wù)器結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。服務(wù)器端嚴(yán)格按照MVC設(shè)計(jì)模式，多層次分離，主要功能之間解耦，為更新和擴(kuò)展提供了良好的代碼基礎(chǔ)。服務(wù)器各個(gè)功能以組件的形式設(shè)計(jì)，每個(gè)組件都可以單獨(dú)替換，并且這些設(shè)計(jì)對(duì)客戶端透明，服務(wù)器端的組件替換和性能優(yōu)化不需要修改客戶端。使用語言無關(guān)的JSON數(shù)據(jù)交換格式，也使客戶端可以有多種不同平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)。

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[通聯(lián)編輯：謝媛媛]