基于微服務架構(gòu)的高校社區(qū)離退休管理系統(tǒng)設計

曹婷婷 于晨 鄒恒華 王紅罡 許維勝

摘要：為了提升高校離退休人員管理的便捷度，文章提出一種基于微服務架構(gòu)的離退休管理系統(tǒng)，主要依賴Spring Cloud框架和Docker容器的基礎能力來搭建整個微服務平臺。根據(jù)微服務原則，將系統(tǒng)劃分為可獨立開發(fā)、可單獨部署的功能模塊，降低了系統(tǒng)的耦合性，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可擴展性，使管理退休人員的流程更加智能。

關鍵詞：微服務架構(gòu)；離退休管理系統(tǒng)；Spring Cloud；Docker

中圖分類號：TP311 ? ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）28-0030-04

隨著社會發(fā)展，人口老齡化問題也變得越來越嚴重，在社會發(fā)展過程中，高校的規(guī)模也在不斷壯大，隨之而來的高校離退休人員也越來越多，相關數(shù)據(jù)顯示在2016年教育部直屬單位和高校的離退休人數(shù)已接近50萬[1]，筆者所在的單位截至2021年離退休人數(shù)已達到近八千人。中組部在《關于進一步加強新形勢下離退休干部工作的意見》的通知（中組發(fā)[2008]10號文件）中，明確了做好離退休干部工作的重要性。如何做好離退休人員的管理和服務工作，是離退休管理工作者面臨的一個重要課題。

以往通過線下手工錄入或者Excel統(tǒng)計的方式已經(jīng)無法再滿足現(xiàn)有離退休工作的需求了，將如何打造精準、規(guī)范的離退休服務，盡可能把方便留給老同志，讓信息和數(shù)據(jù)多跑路，讓老同志和管理人員少跑路，讓老同志老有所學作為我們的工作目標?；谖⒎占軜?gòu)的離退休管理系統(tǒng)設計堅持以離退休人員為中心，并將這個思想貫穿于系統(tǒng)設計過程中，在補齊高校離退休教職工管理信息化建設短板的基礎上，通過與學校有關部門緊密合作，努力實現(xiàn)高校離退休工作業(yè)務“一網(wǎng)通辦、一網(wǎng)好辦、一次辦好”的工作目標，加快離退休業(yè)務從“能辦”到“好辦”轉(zhuǎn)變。

1 當前高校離退休工作中存在的問題

目前高校離退休工作中主要存在以下幾方面的問題：

一是人員信息準確度低。目前大多離退休人員的信息都是通過手工記錄或者Excel表格記錄的，離退休人員數(shù)量眾多、信息繁雜，需要經(jīng)常進行增刪查改，在沒有系統(tǒng)的情況下，離退休人員的信息不準確，工作人員無法提供良好的主動服務和精準幫扶。

二是國家相關制度一直在不斷完善和變化。改革開放以來，我國機關事業(yè)單位養(yǎng)老制度經(jīng)歷了三個重要階段[2]，每個階段的養(yǎng)老金核算發(fā)放方式都有不同，相應的算法需要及時變化，所以設計具有靈活架構(gòu)的信息系統(tǒng)尤為重要。

三是負責離退休工作的老師普遍年齡偏大且計算機使用能力偏弱[3]，管理系統(tǒng)的老師人數(shù)較少但日常工作內(nèi)容又很多。

四是離退休人員數(shù)量較多，且管理老師每天都需要處理離退休人員的相關信息，另外老年大學模塊有業(yè)務期，亟須系統(tǒng)穩(wěn)定，系統(tǒng)不穩(wěn)定會大大增加管理老師的工作量，也會影響老年大學報名、付款、退課、退款等一系列流程的用戶體驗。

五是信息沒有和校內(nèi)其他系統(tǒng)對接。目前離退休人員信息只存在于離退辦負責老師的表格中，沒有和校內(nèi)其他系統(tǒng)共享數(shù)據(jù)，造成了離退辦和校內(nèi)其他部門比如人事處數(shù)據(jù)不一致，進而造成對離退休人員的管理和服務不到位的問題。

2 離退休系統(tǒng)的總體需求

高校離退休系統(tǒng)是實現(xiàn)高校離退休工作數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關鍵，系統(tǒng)需達到對離退休人員的信息精準管理，提高管理工作者效率，降低離退休人員使用系統(tǒng)難度，為離退休人員提供主動服務，為特殊人員提供重點幫扶等目標，并需要滿足靈活性和穩(wěn)定性。目前很多高校沒有獨立完備的離退休管理系統(tǒng)，基于調(diào)研的離退休管理需求及上述目標，該系統(tǒng)需要滿足以下五大方面功能：

一是數(shù)據(jù)準確性要高。為保證離退休人員基本數(shù)據(jù)準確，需要對接人事系統(tǒng)中的人員基本信息數(shù)據(jù)，離退休人員的姓名、工號、身份證號等基本信息取自人事系統(tǒng)，并存到人員信息表中，保證人員基本信息的準確度；對于退休單位、是否健在、緊急聯(lián)系人等需要管理員維護的信息也存儲在人員信息表中，進而系統(tǒng)可以通過相應字段判斷是否需要發(fā)放補貼及補貼等級、是否需要發(fā)放撫恤金等。

二是系統(tǒng)易擴展、易配置。離退休管理系統(tǒng)基礎功能中需要涵蓋數(shù)據(jù)統(tǒng)計、權限管理、人員管理、財務管理、撫恤金管理等多個模塊，另外由于各項補貼情況未來可能會發(fā)生變化，所以系統(tǒng)需要易擴展，金額也可能隨著政策變化，所以需要靈活易配置能力。

三是系統(tǒng)操作簡便。由于用戶的信息化能力一般，在設計系統(tǒng)時，要考慮操作簡單，界面清晰明了，能直觀了解各個模塊的功能。

四是系統(tǒng)要穩(wěn)定。系統(tǒng)模塊比較多，每個模塊之間都是關聯(lián)的，為了防止某個模塊宕機導致整個系統(tǒng)不可用，在設計系統(tǒng)時采用微服務架構(gòu)，降低模塊之間的耦合性，提高系統(tǒng)魯棒性。

五是能信息共享給校內(nèi)其他系統(tǒng)，為其他相關業(yè)務提供數(shù)據(jù)支持。目前大部分高校沒有離退休管理系統(tǒng)，系統(tǒng)建設好之后，該系統(tǒng)中的離退休人員數(shù)據(jù)是最全的，為了管理的方便，需要將離退休管理系統(tǒng)存儲的部分重要字段共享到人事等相關系統(tǒng)，比如人員是否健在、人員退休管理單位等信息，人事管理部門可以掌握全校教職工相關信息進而將這些信息共享給校內(nèi)其他相關部門，比如信息化辦公室可以通過這些信息管理離退休人員的統(tǒng)一身份認證、一卡通、郵箱等基礎信息，在為離退休人員提供相關服務的同時，也可以減少網(wǎng)絡安全、一卡通被盜取、郵箱被盜取等風險的發(fā)生。

3 基于微服務架構(gòu)的離退休管理系統(tǒng)設計

3.1 微服務系統(tǒng)的特點

微服務系統(tǒng)是一個分散的系統(tǒng)，由多個相互獨立的微服務組成，服務間通過輕量級機制進行通信，每個服務是可以相互獨立開發(fā)的，在編程語言、技術、部署和開發(fā)團隊上都是相互獨立的[4-5]，構(gòu)建和發(fā)布是自動化持續(xù)交付的[6]。這些特點使整個發(fā)布過程非常便捷，還可以通過日志查看構(gòu)建過程中的問題、業(yè)務報錯問題等，提高排查問題的效率。

微服務是一種新興的軟件架構(gòu)設計方式，旨在克服基于單體應用架構(gòu)的系統(tǒng)的低擴展性、維護困難等問題?？紤]到系統(tǒng)的易用性、易擴展性、穩(wěn)健性等特點，本文提出基于微服務架構(gòu)的離退休管理系統(tǒng)，微服務架構(gòu)的核心原則就是松耦合、高內(nèi)聚[6]。根據(jù)文獻[7]，微服務系統(tǒng)最重要的屬性就是擴展性高、易維護、獨立部署等，這也是高校離退休管理系統(tǒng)比較關注的屬性。

3.2 系統(tǒng)功能設計

整個離退休管理系統(tǒng)的業(yè)務結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要包括數(shù)據(jù)統(tǒng)計、權限管理、人員管理、財務管理、撫恤金管理、老年大學以及活動中心七大模塊。每個模塊設計為一個單獨的微服務，獨立開發(fā)、單獨部署。

人員管理中主要管理離退休人員的姓名、工號、身份證號等不可編輯的基本信息以及是否健在、緊急聯(lián)系人等可以編輯的信息，數(shù)據(jù)是非常重要的，其他模塊的人員信息數(shù)據(jù)都是從人員管理中獲取的，整個數(shù)據(jù)流程如圖2所示，通過數(shù)據(jù)交換獲取人事系統(tǒng)中離退休人員的基本信息，T+1更新到離退休人員數(shù)據(jù)庫，離退休人員的是否健在、緊急聯(lián)系人等其他字段是管理員通過數(shù)據(jù)錄入或者批量導入的方式更新的，更新好的離退休人員信息可以回傳給人事系統(tǒng)中，補齊基本信息外的其他信息，財務管理等其他模塊也是調(diào)用離退休人員數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)進行邏輯判斷的；財務管理中包含醫(yī)療補助、困難補助、節(jié)假日慰問金等財務相關信息；撫恤金管理中主要維護離退休人員去世后申報、撫恤金預約等信息；老年大學中為老年群體創(chuàng)建了興趣課程，讓老年群體老有所學、老有所樂；活動中心用于離退休人員預約活動場地；權限管理主要用于分配管理員權限，可以給不同的角色分配不同權限，二級部門或三級部門可以管理自己的離退休人員，達到權限分離、提高數(shù)據(jù)的精準度、提高離退辦工作人員工作效率的目的。

3.3 基于微服務的離退休管理系統(tǒng)設計

離退休管理系統(tǒng)是高校逐步在落地建設的系統(tǒng)，目前大部分高校沒有獨立完善的離退休管理系統(tǒng)，在系統(tǒng)建設時應考慮易擴展、運維和部署都簡易、性能要穩(wěn)定及易用性要高等特點。為滿足這些特點，主要基于Spring Cloud和Docker容器的基礎能力來設計微服務架構(gòu)，各服務間通過Restful輕量級協(xié)議來滿足服務之間的通信[8]。Spring Cloud可以大大簡化微服務架構(gòu)基礎設施的開發(fā)，包括服務注冊中心Eureka和負載均衡器Ribbon等重要組件[9]。所有單獨的模塊依賴于不同的運行環(huán)境，Java版本也可能不同，為了使各服務之間沒有兼容性問題，我們使用Docker容器來分離各個服務[10]。為了更加方便地管理和運維微服務組件，設計應用時結(jié)合了DevOps平臺使持續(xù)集成和交付變得簡便可靠。系統(tǒng)設計整體劃分為基礎服務、接入服務、統(tǒng)一門戶、公共服務及業(yè)務服務五個部分，如圖3所示，為整個微服務應用平臺總體框架圖，每個部分的各個服務都單獨部署在一個Docker容器中，整體設計實現(xiàn)如下：

1） 基礎服務設計與實現(xiàn)

基礎服務主要包括服務注冊、配置等，服務注冊依賴Spring Cloud Eureka組件實現(xiàn)的，服務啟動時會將需發(fā)布的服務注冊到服務注冊中心，系統(tǒng)中微服務之間則是通過微服務容器內(nèi)部簡單的負載均衡模式進行調(diào)用的。配置中心主要基于Spring Cloud Config組件實現(xiàn)的，各應用的配置都由開發(fā)者在配置中心中更新，應用自身無須再單獨管理，多個微服務都能得到實時的配置更新。

2） 接入服務設計與實現(xiàn)

網(wǎng)關是對外暴露的唯一服務網(wǎng)關，主要負責與Web端和移動端集成，對前端請求進行鑒權并轉(zhuǎn)發(fā)；統(tǒng)一安全認證是基于Spring Security結(jié)合Oauth2.0作為安全令牌進行統(tǒng)一安全認證和鑒權的，使每個微服務之間能夠按需隔離和安全互通。在請求后端的微服務時需要對請求進行驗證，首次訪問會根據(jù)對應的授權憑證進行鑒權，若鑒權成功則會根據(jù)加密規(guī)則生成Token串，下次請求時鑒權服務會對該Token串進行解密校驗。

3） 統(tǒng)一門戶設計與實現(xiàn)

統(tǒng)一門戶主要是各項監(jiān)控，微服務系統(tǒng)的監(jiān)控比較復雜，主要分為容器和宿主機的監(jiān)控、Application Programming Interface（API） 監(jiān)控、調(diào)用鏈監(jiān)控及應用本身的監(jiān)控等。監(jiān)控可采用Prometheus等開源產(chǎn)品來配置，開發(fā)統(tǒng)一管理門戶對各項監(jiān)控進行管理。

4） 公共服務設計與實現(xiàn)

公共服務主要用于支撐整個系統(tǒng)，分布式緩存、關系型數(shù)據(jù)庫等服務都是該系統(tǒng)的基礎公共服務。

5） 業(yè)務應用融合層設計與實現(xiàn)

離退休管理系統(tǒng)需要有穩(wěn)定和易用的特點，整體采用Spring Cloud框架，通過其基礎能力對整個系統(tǒng)進行微服務設計，每個服務部署在一個Docker容器中，服務之間通過Restful進行通信，離退休管理系統(tǒng)的每個業(yè)務作為單獨的微服務，使用上功能分離清晰，更易于業(yè)務人員使用，部署上獨立，減少模塊間的耦合，保證系統(tǒng)的穩(wěn)健性。

4 實踐效果

以同濟大學為例，同濟大學離退休管理系統(tǒng)是基于Spring Cloud微服務架構(gòu)設計的，系統(tǒng)設計上將離退休管理系統(tǒng)按業(yè)務模塊劃分成多個微服務，每個微服務獨立開發(fā)單獨部署在Docker容器上，既滿足了系統(tǒng)穩(wěn)健性又滿足了系統(tǒng)易用性，還提高了開發(fā)的工作效率。整個平臺除業(yè)務應用微服務外，接入服務、統(tǒng)一門戶、基礎服務等平臺級服務一起為業(yè)務系統(tǒng)的穩(wěn)定提供保障。

目前同濟大學離退休管理系統(tǒng)已經(jīng)服務了上千名離退休教職工。如圖4所示，統(tǒng)計了從1990年以來每年的離退休人員的數(shù)量。原來手工記錄的數(shù)據(jù)也都錄入到系統(tǒng)中，該系統(tǒng)全面地管理了同濟大學近30年離退休教職工信息，并從財務、撫恤金、老年大學等多個維度管理離退休人員。如圖5所示，系統(tǒng)統(tǒng)計了須重點關注的困難人員，針對重點關注人員會在系統(tǒng)人員信息中標注，學校會定時發(fā)放補貼慰問來減輕離退休人員的困難。如圖6所示，針對有興趣愛好的人員創(chuàng)建了老年大學來豐富大家的晚年生活等。該系統(tǒng)的上線完善了同濟大學“一網(wǎng)通辦”的體系，補齊了人事系統(tǒng)缺失的離退休人員數(shù)據(jù)。

5 總結(jié)

隨著高校規(guī)模的逐步擴大，高校離退休工作的任務也越來越繁重，信息化系統(tǒng)的設計對提升高校離退休工作效率越發(fā)重要，將信息化建設服務于離退休工作也是必然的模式?？紤]到系統(tǒng)需要保證穩(wěn)定性、易用性、易擴展及高可靠性等特點，本文提出一種基于微服務架構(gòu)的離退休管理系統(tǒng)設計方案，并為基礎業(yè)務以及微服務平臺設計給出詳細設計方案，為高校離退休工作的數(shù)字化轉(zhuǎn)型奠定了基礎。在信息化的時代中，數(shù)據(jù)需要共享利用才能發(fā)揮最大價值，在下一步工作中，基于本文的研究成果，將采用人工智能技術研究數(shù)據(jù)共享機制，發(fā)揮離退休人員數(shù)據(jù)的價值。

參考文獻：

[1] 楊光.現(xiàn)代高校離退休工作信息化管理系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J].現(xiàn)代營銷（下旬刊），2018（1）：192.

[2] 曹原，張丹.高校離退休人員管理信息系統(tǒng)的設計與應用[J].東華大學學報（自然科學版），2020，46（4）：668-674.

[3] 何剛.新時代下如何做離退休管理工作[J].產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新，2020，2（36）：82-84.

[4] Francesco P D，Malavolta I，Lago P.Research on architecting microservices：trends，focus，and potential for industrial adoption[C]//2017 IEEE International Conference on Software Architecture（ICSA）. IEEE， 2017： 21-30..

[5] Amaral M，Polo J，Carrera D，et al.Performance evaluation of microservices architectures using containers[C].2015 IEEE 14th International Symposium on Network Computing and Applications . IEEE， 2015： 27-34.

[6] Dragoni N，Giallorenzo S，Lafuente A L，et al.Microservices：yesterday，today，and tomorrow[J]. Present and ulterior software engineering， 2017： 195-216..

[7] Alshuqayran N，Ali N，Evans R.A systematic mapping study in microservice architecture[C].2016 IEEE 9th International Conference on Service-Oriented Computing and Applications（SOCA）. IEEE， 2016： 44-51.

[8] Huang L M，Zhang C C，Zeng Z H.Design of a public services platform for university management based on microservice architecture[J].Microsystem Technologies，2021，27（4）：1693-1698.

[9] Loukides M K.What is DevOps？[M].Sebastopol，Calif.：O'Reilly Media，2012.

[10] Miao K H，Li J，Hong W X，et al.A microservice-based big data analysis platform for online educational applications[J].Scientific Programming，2020（239）：1-13.

【通聯(lián)編輯：王力】