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        新一代圖書館開放服務平臺FOLIO應用實踐研究

        2020-05-13 14:31:31葉仁杰吳元業(yè)
        新世紀圖書館 2020年2期
        關鍵詞:微服務

        葉仁杰?吳元業(yè)

        摘 要 FOLIO是一個具有發(fā)展前景的新一代圖書館服務平臺。本文以深圳大學圖書館對FOLIO的應用實踐為例,介紹FOLIO平臺架構、核心網(wǎng)關OKAPI架構及運作流程、FOLIO應用程式開發(fā)實踐,致力于為其他高校圖書館提供相關FOLIO的研究及實踐經(jīng)驗。

        關鍵詞 圖書館開放平臺 FOLIO OKAPI 微服務

        分類號 G250.7

        DOI 10.16810/j.cnki.1672-514X.2020.02.007

        Research on Application Practice of New Generation Library Service Platform FOLIO

        Ye Renjie, Wu Yuanye

        Abstract FOLIO is a new generation library service platform with development prospect. Taking the application of FOLIO in Shenzhen University Library as an example, this paper introduces the framework of FOLIO platform, the framework and operation process of OKAPI core gateway, and the development practice of FOLIO application program, aiming to provide other university libraries with relevant researching and practical experience of FOLIO.

        Keywords Library service platform. FOLIO. OKAPI. Micro-services.

        0 引言

        隨著信息技術在圖書館領域的深化應用,信息化建設的重要性日益凸顯。目前,電子資源在館藏中占據(jù)的比例急劇增長,而傳統(tǒng)的圖書館集成管理系統(tǒng)往往是基于紙本資源設計的,無法勝任電子資源采集、加工、保存、發(fā)現(xiàn)及獲取等工作[1]。同時,越來越多的讀者通過圖書館外的機構來獲取信息,圖書館的紙本書流通率與咨詢量越來越低,傳統(tǒng)的圖書館集成管理系統(tǒng)無法滿足讀者的需求和行為方式的變化。圖書館管理系統(tǒng)應重新梳理并整合現(xiàn)有資源及業(yè)務,做好讀者及圖書館管理人員的需求調研工作,利用好信息技術的發(fā)展,以滿足讀者個性化的閱讀需求[2]。再者,傳統(tǒng)的圖書館自動化集成系統(tǒng)由于系統(tǒng)結構老化、資源分散、孤島系統(tǒng)多及升級維護難度高等原因,已無法滿足圖書館管理和服務的要求變化,理應升級轉型成具備資源管理、流程管理及資源發(fā)現(xiàn)功能的新一代圖書館管理系統(tǒng)[3]。平臺化轉型是新一代圖書館管理系統(tǒng)的發(fā)展趨勢[4],目前,國內暫無產(chǎn)品化的新一代圖書館服務平臺,而供應商開發(fā)的產(chǎn)品封閉且單一,無法滿足圖書館的復雜業(yè)務迭代,且國內圖書館的創(chuàng)新驅動力不足,研發(fā)新一代的圖書館開放平臺需要大規(guī)模的人力、物力投入,因而可從技術架構、產(chǎn)品特點、業(yè)務功能等多個方面,對國外產(chǎn)品進行借鑒[5]。

        FOLIO是EBSCO公司在2016年推出的開源圖書館服務平臺項目,是一個以微服務架構為核心、以應用程式支持傳統(tǒng)資源管理功能并擴展到新領域的創(chuàng)新平臺。FOLIO具有模塊化、靈活性好、可擴展性高及技術先進等特點,項目一經(jīng)發(fā)布就受到國內外圖書館界的關注[6]。本文旨在通過對FOLIO平臺應用實踐的研究,為FOLIO平臺的本地化應用,以及符合國情的新一代圖書館系統(tǒng)的自主研發(fā)提供有益經(jīng)驗。

        1 FOLIO平臺國內外研究與應用實踐

        FOLIO的建設理念是圖書館和服務供應商共同研究圖書館的未來發(fā)展及新技術的應用,以社區(qū)協(xié)作為導向,自2016年3月份開源LSP(Library Service Platform,圖書館服務平臺) 項目以來,已有來自數(shù)十個國家的1000多名成員加入FOLIO社區(qū)。美國德克薩斯A&M大學圖書館院長David Carlson表示,F(xiàn)OLIO不僅改變了圖書館系統(tǒng)的市場環(huán)境,同時也改變了圖書館與供應商之間的關系,是圖書館系統(tǒng)開發(fā)的一項非凡創(chuàng)舉[7]。目前,芝加哥大學、杜克大學、康奈爾大學等高校圖書館參與FOLIO社區(qū)討論,共同研究新一代圖書館服務平臺的發(fā)展方向;Index Data公司致力于電子資源模塊的研發(fā)以及FOLIO架構的設計,為FOLIO平臺提供技術支持;Ebsco公司為FOLIO平臺的發(fā)展提供資金支持,保證項目的有序發(fā)展,同時還對項目進行計劃指導和推廣。此外,還有其他社會組織為FOLIO公司提供技術支持、托管服務、軟件開發(fā)等,各界組織協(xié)作構建FOLIO平臺,共同打造一個可持續(xù)、開放的生態(tài)系統(tǒng)。

        在國內,亦有不少高校圖書館開啟了對新一代圖書館服務平臺的研究及實踐。重慶大學圖書館楊新崖等以重慶大學圖書館為實證研究案例,提出平臺化轉型是新一代圖書館管理系統(tǒng)的發(fā)展趨勢,其應具備平臺化結構、資源整合及新技術應用的基本特征[4]。北京大學圖書館劉素清提出,國外產(chǎn)品的本地化應用實證分析及我國新一代圖書館系統(tǒng)的研發(fā)實踐探索,是新一代圖書館系統(tǒng)研究的重要方向,新一代的圖書館系統(tǒng)需要圖書館界攜手系統(tǒng)提供商、信息技術服務商等多方共同研發(fā)[5]。廈門大學圖書館肖錚等對FOLIO平臺的系統(tǒng)設計及技術架構進行研究,認為國內圖書館有必要關注FOLIO、嘗試搭建并進行實踐探索[8-9]。上海圖書館正在搭建基于FOLIO的下一代圖書館服務平臺FOLIO項目,并制定了2019、2020的相應開發(fā)計劃。深圳大學圖書館亦在深入研究FOLIO平臺與深大圖書館新一代管理系統(tǒng)的整合,目前已完成FOLIO平臺的本地化構建,并與新一代管理系統(tǒng)完成應用對接。CALIS從2017年3月便已開始對FOLIO的架構及核心模塊進行研究,目前以FOLIO架構為基礎的新一代圖書館服務平臺CLSP正在不斷發(fā)展,并組織成立了CLSP建設聯(lián)盟。CLSP平臺已于2018年10月發(fā)布,倡導“大”館藏下的“大平臺”與“大聯(lián)盟”的建設,力求打造符合國情的開放平臺和生態(tài)系統(tǒng)[10]。

        綜上所述,F(xiàn)OLIO是一個具有發(fā)展前景的新一代圖書館服務平臺。本文以深圳大學圖書館對FOLIO的應用實踐為例,介紹FOLIO平臺架構、核心網(wǎng)關OKAPI架構及運作流程、FOLIO應用程式開發(fā)實踐,致力于為其他高校圖書館提供相關FOLIO的研究及實踐經(jīng)驗。

        2 FOLIO概述

        2.1 FOLIO平臺簡介

        FOLIO平臺是一個供圖書管理員、系統(tǒng)開發(fā)人員及供應商協(xié)作的開源平臺,是一個現(xiàn)代化的技術生態(tài)系統(tǒng),通過開源應用程式建立起可持續(xù)的多方協(xié)作,從而更有效地管理圖書館資源并創(chuàng)造收益。FOLIO項目旨在促進可持續(xù)的、以社區(qū)為導向的協(xié)作,積極創(chuàng)建現(xiàn)代技術生態(tài)系統(tǒng),使圖書館通過開源應用程序來管理圖書館資源,發(fā)揮圖書館價值[6]。

        FOLIO平臺主要具備3大特性。

        (1) 模塊化:應用之間的交互快速便捷,用戶可以自行選擇所需應用,供應方和圖書館都可以開源或收費共享應用。

        (2) 靈活性:用戶可以自行選擇平臺的運營方式,滿足自己的開發(fā)需求。

        (3) 擴展性:FOLIO平臺可輕易拓展各種應用系統(tǒng),如校園網(wǎng)、機構庫、資源發(fā)現(xiàn)等。

        2.2 FOLIO平臺架構

        FOLIO平臺架構主要由4部分組成。

        (1)UI用戶界面層:App的應用界面。

        (2)APP應用層:構建、拓展、應用各種應用程序,如流通、編目等圖書館傳統(tǒng)服務以及各種個性化應用。

        (3)OKAPI網(wǎng)關層:FOLIO的核心網(wǎng)關,管理和運行微服務。

        (4) 系統(tǒng)層:實現(xiàn)各種基礎業(yè)務邏輯,包括數(shù)據(jù)庫配置、數(shù)據(jù)存儲、索引、日志、租戶管理等。

        2.3 核心微服務網(wǎng)關OKAPI架構及運作分析

        微服務架構是一項在云中部署應用和服務的新技術,是一種將單體應用程序作為小型服務開發(fā)的方法,每個單體應用程式都可以在“自己的程序”中運行,并通過“輕量級設備與HTTP型API進行溝通”[11]。

        OKAPI是FOLIO管理和運行微服務的網(wǎng)關,其核心為API網(wǎng)關模式,由OKAPI代理服務實現(xiàn),核心職責為身份驗證、監(jiān)控、負載平衡、緩存、請求整形和管理及靜態(tài)響應處理。OKAPI通過提供具體的Web服務端點和請求處理的詳細信息,處理請求和響應實體、狀態(tài)代碼、錯誤條件等[12]。OKAPI的架構如圖1所示,其核心是3大服務。

        (1) 代理服務 (Proxy Service):管理模塊信息、租戶信息、接口與租戶之間的關系信息并請求轉發(fā)。

        (2) 發(fā)現(xiàn)服務(Discovery Service):管理模塊注冊及啟動信息。

        (3) 部署服務 (Deployment Service/Agent):管理模塊運行。

        其中OKAPI管理模塊分為兩種模式。

        (1) 托管模式:OKAPI根據(jù)模塊的描述文件定義的內容,啟動模塊并通過進程ID監(jiān)控模塊的運行。

        (2) 代理模式:OKAPI僅負責請求的轉發(fā)。

        FOLIO基于描述文件將模塊掛接至OKAPI的代理服務,其描述如下。

        (1)ModuleDescriptor.json:描述Module的基本信息(ID,名稱等)、依賴信息、對外提供的API接口信息、版本信息等。

        (2)DeploymentDescriptor.json:描述Module的部署信息。

        以應用程式(選座日志系統(tǒng)) 為例,一個完整的OKAPI管理模塊運作流程如圖2所示。

        (1)通過ModuleDescriptor.json、DeploymentDescriptor.json描述文件配置,使應用程式作為一個獨立運行的模塊托管掛接在OKAPI網(wǎng)關上。

        (2)用戶或模塊之間訪問API時,OKAPI根據(jù)請求者所屬的租客信息驗證對應模塊權限。

        (3)OKAPI網(wǎng)關根據(jù)模塊注冊的接口信息,向對應的接口進行調用。

        (4)OKAPI網(wǎng)關接收接口返回的響應信息并轉發(fā)給發(fā)起請求者。

        在應用FOLIO前,建議對OKAPI進行部署練習,編譯和運行OKAPI提供的測試示例模塊(如okapi-test-auth-module、okapi-test-module,以及okapi-test-header-module),加深對OKAPI模塊運作流程的理解,并熟悉命令維護模塊的模式。

        3 FOLIO基礎平臺構建

        FOLIO基礎平臺的構建需FOLIO自身提供的基礎模塊如下。

        OKAPI:API網(wǎng)關,負責管理和運行微服務。

        mod-authtoken:負責過濾所有代理流量并檢查有效令牌模塊。

        mod-login:用戶登錄模塊。

        mod-permissions:用戶權限信息模塊。

        mod-users:用戶基礎信息管理模塊。

        mod-users-bl:以用戶為中心進行數(shù)據(jù)簡單訪問的業(yè)務邏輯模塊。

        通過整合FOLIO平臺的部署、發(fā)布、配置等命令,配置租戶及用戶的信息描述文件,提取核心命令進行封裝,并通過反射機制,獲取應用程式內的對象信息,自動生成配置模塊化所需信息描述文件,實現(xiàn)啟動FOLIO平臺所需命令的深度整合,達到了“一鍵啟動”FOLIO平臺的效果。其中FOLIO平臺初始化流程如圖3所示。

        在構建FOLIO平臺的過程中,需注意以下幾點。

        (1)FOLIO支持使用的數(shù)據(jù)庫是MongoDB和PostgreSQL,如使用PostgreSQL作為平臺數(shù)據(jù)庫,其數(shù)據(jù)庫版本需為9.6.6或以上,否則會出現(xiàn)pgcrypto插件錯誤的問題。

        (2) 初始化FOLIO平臺前,應先創(chuàng)建好相應的數(shù)據(jù)庫用戶,并分配其相應數(shù)據(jù)庫權限,再根據(jù)FOLIO提供的數(shù)據(jù)庫初始化命令,建立表及相應邏輯關系。

        (3) 初始化FOLIO平臺時,注意在開啟令牌攔截模塊(authtoken)前完成添加租戶及超級用戶的操作,否則會出現(xiàn)無法進入平臺的問題。

        (4) 編寫一份平臺啟動的命令文件,每添加一個應用程式后只需在該文件上添加相應的啟動命令,有助于簡化應用程式的拓展及維護工作。

        FOLIO基礎平臺構建完成之后,除了將原有系統(tǒng)的應用對接之外,還可根據(jù)圖書館界不斷變化的業(yè)務需求,靈活開發(fā)更多的應用程式或對接更多外部應用程式,進一步完成新一代圖書館服務平臺的拓展。

        4 FOLIO應用程式設計與實現(xiàn)

        作為一個平臺化的圖書館管理系統(tǒng),F(xiàn)OLIO平臺會與其他校園應用及各種商業(yè)應用有著大量的交互。應用的描述準確度、接口的說明文檔質量以及各開發(fā)團隊之間的交流效率極大地影響著應用之間的交互效率。為此,F(xiàn)OLIO為應用程式開發(fā)設計了一套規(guī)范化的開發(fā)流程,其核心技術為微服務架構Vert.x、接口建模語言RAML和代碼自動構建框架RMB。

        Vert.x是一個輕量、高性能、支持多語言開發(fā)的基于事件和異步的網(wǎng)絡框架。它基于全異步java服務器Netty,用非阻塞的異步模型開發(fā)響應式和分布式的系統(tǒng)[13],具備以下特性。

        (1) 多語言支持:支持使用JVM的主流語言編寫基于Vert.x的應用,如java,Javascrpit,Groovy,Ruby等。

        (2) 異步無鎖編程:編寫的代碼完全基于異步事件,所有的程序都異步執(zhí)行且通信無阻,不需要再關注線程的同步、鎖的概念。

        (3) 擴展性:所有的程序都獨立運行,通過EventBus事件總線,可以輕松編寫分布式解耦應用程序。

        (4) 成熟的生態(tài)體系:異步驅動已經(jīng)支持Postgres、MySQL、MongoDB、Redis等常用組件,并且有很多在生產(chǎn)環(huán)境中的應用案例。

        通過Vert.x框架構建Folio應用程式,使用Vert.x提供的整套模組構建響應式微服務,可以確保系統(tǒng)的響應性、彈性以及高性能。

        以微服務架構為核心的項目,服務的交互眾多,接口的描述及管理尤為重要。RAML(RESTful API Modeling Language)是一種簡單的RESTful API描述性語言,也是基于YAML和JSON格式定義的API建模語言[14],具備以下特性。

        (1)API設計直觀:RAML允許以純文本的格式描述API,RAML內容對API的描述完整、格式簡單,能直觀地了解API的結構和功能,易于學習、使用。

        (2)API構建快捷:通過特定開發(fā)工具,便可依據(jù)設計好的API文檔提供服務。

        (3)API測試準確: 使用單元測試可以有效地保證API的準確性。

        (4)API文檔化:RAML設計的API,就是一份標準的接口文檔。

        (5)API共享性:共享簡單、多方交流便捷。

        通過RAML標準進行應用程式維護,利用其直觀、快捷、準確的特性,描述接口文檔的詳細信息,可以協(xié)助團隊更好地交流協(xié)作。其中,RAML構建的信息結構包括以下三種。

        (1) 基本信息:描述API的關鍵內容,如名字、標題、路徑。

        (2) 用戶文檔:描述便于用戶理解的API技術文檔。

        (3) 資源:描述規(guī)范RESTful資源、方法和標準。

        微服務架構應用RAML建模語言,利用其完整的API設計生命周期,能高效便捷地管理應用程式。同時RAML建模語言引入了支持結構化文件和繼承的語言功能,提高了代碼的重用率,解決了跨領域的問題。

        RMB框架(Raml-Module-Builder)以RAML標準為驅動,自動生成接口代碼、接口參數(shù)的實體類及可視化API說明文檔[15],包含以下工具。

        (1)domain-models-api-interfaces:根據(jù)RAML、JSON文件生成Java實體類和Java接口。

        (2)domain-models-api-aspects:驗證RAML定義的API規(guī)則。

        (3)domain-models-runtime:基于Vert.x的工具庫。將RAML中定義的接口URL映射到正確的實現(xiàn)函數(shù),抽象出所有樣板功能,專注于實現(xiàn)業(yè)務功能,提供實現(xiàn)一次性作業(yè)、計劃任務的功能。提供工具的(PostgresSQL客戶端等) 使用。

        (4)rules:提供Basic Drools功能,模塊開發(fā)人員通過*.drl對象文件(JSON模式) 創(chuàng)建驗證規(guī)則。

        通過RMB自動構建框架,不僅能極大地提高開發(fā)人員的開發(fā)效率,免去繁瑣且重復的代碼撰寫,規(guī)范的構建框架更能保證代碼架構及代碼規(guī)范的統(tǒng)一,大大提高開發(fā)團隊人員之間的協(xié)作效率。

        5 選座日志應用程式的設計與實現(xiàn)

        目前深圳大學圖書館有兩套選座系統(tǒng)。一是由廠商開發(fā)的刷卡系統(tǒng),數(shù)據(jù)存儲在SQL Server 2008上,二是由深圳大學圖書館自主研發(fā)的微信選座系統(tǒng),數(shù)據(jù)存儲在MySQL上。為了將兩部分的日志數(shù)據(jù)進行匯總并實現(xiàn)查詢和統(tǒng)計功能,保證數(shù)據(jù)的準確性及完整性,特以選座日志應用程式為例,進行基于FOLIO的App設計與實現(xiàn)。

        應用程式設計思路為通過Apache sqoop合并SQL Server和MySQL內廠商及深圳大學圖書館的選座數(shù)據(jù),傳遞至Hadoop的HDFS中,由選座日志應用程式對HDFS中的數(shù)據(jù)進行交互,并將返回結果與LAS4或圖書館應用進行交互,如圖4所示。應用程式的實現(xiàn)包括以下流程。

        (1) 構建實體類schemas。FOLIO實體類schemas采用JSON格式,以文件名為實體類名稱,實體類屬性內容包括屬性名、是否必備、屬性類型,屬性的類型可以是Java的。schemas定義了具體的對象實體字段,用作返回界面展示結果。

        (2) 通過RAML構造API。FOLIO要求文檔按照頭部聲明、文檔描述、實體類schemas和API路由描述的順序描述API。其中,API路由描述是RAML的核心,路由的內容包括API的URI、接口調用方法、請求參數(shù)和返回結果。接口請求路徑、請求參數(shù)以及返回參數(shù)等信息由配置文件定義。

        (3) 實現(xiàn)接口邏輯。通過RMB工具對RAML文件配置的信息進行構建,生成API接口和參數(shù)實體,根據(jù)具體業(yè)務需求,實現(xiàn)接口邏輯。

        (4) 完成配置。通過將“選座日志系統(tǒng)”的模塊描述文件發(fā)送至已在運行的FOLIO平臺,完成應用程式向FOLIO平臺的配置。

        FOLIO平臺應用拓展后會有大量的應用程式交互,RMB自動構建代碼程序以RAML文件為驅動生成代碼,應用程式接口應嚴格遵循RAML文件的編寫規(guī)范,在命名規(guī)范上建議以項目、模塊以及功能劃分,以防止因為應用程式接口路徑重復,導致OKAPI服務崩潰的情況出現(xiàn)。配置模塊時應在該應用程式的目錄下保留一份部署命令文件、刪除命令文件,使后期對應用程式的更新維護工作更加簡單高效。對應用程式的配置及調試建議使用網(wǎng)頁調試工具(如Postman),通過網(wǎng)頁調試工具進行HTTP請求不僅能減少命令語句的編寫,更能直觀獲取OKAPI服務對應用程式返回的響應信息,優(yōu)化應用程式的開發(fā)過程。

        目前,深圳大學圖書館新一代圖書館系統(tǒng)LAS4已完成與FOLIO平臺的對接,并正式應用。原有的圖書館業(yè)務,如編目、流通、期刊、典藏統(tǒng)計等基礎性功能模塊穩(wěn)定運作。其余拓展性功能模塊如統(tǒng)一認證、存包柜、門禁、自助借書機、座位管理及選座日志系統(tǒng)等服務也已經(jīng)集成應用。

        其中,選座日志系統(tǒng)是一個完整的以FOLIO建模流程開發(fā)的應用程式。作為一個對接到FOLIO平臺的模塊,選座日志系統(tǒng)將廠商的數(shù)據(jù)以及微信選座系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行匯總,并提供接口,LAS4對注冊的接口進行調用,OKAPI網(wǎng)關接收請求并將數(shù)據(jù)返回至LAS4完成交互。數(shù)據(jù)統(tǒng)計匯總查詢效果如圖5所示。

        6 展望及建議

        通過對FOLIO的探索及實踐,可以為新一代圖書館系統(tǒng)的系統(tǒng)設計、技術架構提供有益參考。基于FOLIO設計的開發(fā)流程,能夠提高團隊協(xié)作效率,加速團隊與團隊之間的交流,快速準確地完成應用程式的開發(fā)應用,滿足圖書館更多的業(yè)務需求迭代,為將來的拓展打下堅實的基礎。今后,深圳大學圖書館計劃繼續(xù)深入研究FOLIO平臺的底層架構,優(yōu)化并完善FOLIO平臺的模塊管理功能,統(tǒng)一基本術語的描述,重新梳理模塊的功能定義,進一步對需求文檔進行完善。

        如今,CALIS引導的CLSP聯(lián)盟正在不斷完善CLSP平臺,積極建設中國FOLIO/CLSP社區(qū)。深圳大學圖書館在現(xiàn)有項目成果的基礎上,將不斷探索FOLIO架構的更深領域,并繼續(xù)完善現(xiàn)有功能模塊和業(yè)務。上海圖書館也在積極探索FOLIO架構,構建下一代圖書館服務平臺FOLIO項目,同時也在進行FOLIO平臺的漢化工作。希望在CALIS的引導下,國內更多的高校能抓住這一趨勢與機遇,積極參與新一代圖書館系統(tǒng)的建設,加速學習FOLIO平臺并進行應用實踐,開發(fā)自身優(yōu)勢產(chǎn)品,加強技術交流,合作互補,攜手共建中國高校圖書館自己的開放、個性、先進的新一代圖書館平臺。

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        Raml-Module-Builder[EB/OL].[2019-08-24].https://github.com/folio-org/raml-module-builder.

        葉仁杰 深圳大學圖書館館員。 廣東深圳,518060。

        吳元業(yè) 深圳大學圖書館館員。 廣東深圳,518060。

        (收稿日期:2019-09-05 編校:陳安琪,曹曉文)

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