基于分層架構+動態擴容的越牛新聞客戶端平臺

韓 波

（紹興市新聞傳媒中心， 浙江 紹興 312000）

導語

伴隨社會的高速發展，互聯網已經完全融入人們的生活中。人與人之間的社會信息交流日趨頻繁，傳統的報紙、廣播、電視等信息傳播媒介和方式已不能滿足現代信息交流的需求。移動新聞客戶端，憑借其信息獲取及時、新聞內容豐富、瀏覽方便等特點，越來越受到用戶的青睞。除此之外，移動新聞客戶端還融合了種類多樣的功能。在提升用戶悅讀感的同時，讓用戶深度參與，使用戶在交流、互動中享受使用移動新聞客戶端帶來的樂趣。

紹興市新聞傳媒中心2019年整合了原掌上紹興、今日紹興客戶端，打造報、臺、網、端、微一體化的新型媒體服務平臺。在傳統移動客戶端功能需求的基礎上，契合用戶實際，有機結合網站、直播、讀報、電臺、新聞資訊、政務服務及多種線上活動等欄目，力爭打造紹興龍頭、省內領先、全國有影響力的新媒體平臺。

本文在認真分析用戶需求的基礎上，結合現有新聞傳媒融合發展的趨向，探索一條基于手機客戶端的設計與實現方法。該系統采用分層SOA架構設計，從最底層的基礎平臺抽象出具體的服務層，分別提供搜索、異步任務、統計分析、審核日志、計劃任務等平臺API和站點API，在API層之上再封裝為WEB業務層對外提供后臺管理、站點瀏覽以及手機客戶端訪問等功能。整套系統基于LNMP 架構，采用PHP面向對象語言、MVC設計模式、模塊化方式開發的多終端一體化的內容管理系統。事實證明，在系統運行的3年多時間里，系統代碼質量健壯、運行穩定高效、界面簡潔明了、操作方便快捷，用戶黏合度良好，達到了預期效果，具有一定的實際應用和推廣價值。[1][3]

1.需求分析

通過前期調查分析，根據用戶對新聞資訊、直播、讀報、電臺、服務等方面的需求，本文設計的越牛新聞客戶端涵蓋新聞資訊模塊、直播模塊、讀報模塊、看電臺模塊、服務模塊等。如圖1所示用例圖。

圖1 越牛新聞主要功能模塊用例圖

新聞資訊模塊：該模塊用戶可以在越牛新聞客戶端上看到新聞資訊類信息、民生實事類信息以及視頻內容，用戶可以通過對新聞稿件進行評論、點贊，或者通過在線找小編進行反饋。

直播模塊：該模塊主要包括各類會議、活動、賽事等直播。用戶可以通過越牛新聞客戶端實時觀看紹興本土舉辦的會議、活動、賽事等。

讀報模塊：該模塊主要包括在線讀報功能。用戶可以通過越牛新聞客戶端線上閱讀《紹興日報》《紹興晚報》《樹人導報》。同時該模塊還引進國內多家知名報刊供用戶閱讀，比如權威的《人民日報》等。

電臺和廣播模塊：該模塊主要包括電臺直播、廣播功能。直播主要是紹興本土的3個電視頻道在手機上直接播放。廣播主要是在手機上收聽廣播頻道。

服務模塊：該模塊主要包括政務、問政、生活、文化、報料、健康等方面的功能，方便用戶通過越牛新聞客戶端就能完成政務辦理、生活繳費、文化旅游、新聞報料、健康咨詢等多方面的事務。

2.總體設計

總體設計又稱概要設計，用來確定軟件的結構以及各組成子系統或模塊之間的相互關系。主要包括：選用合適的技術方案、系統總體結構設計、隊列和數據庫以及緩存設計和代碼規劃設計。

2.1 選用合適的技術方案

越牛新聞客戶端針對新聞類App的技術特點，總體采用B/S架構設計。服務端的22臺云主機通過兩臺負載均衡分配，對外提供WEB服務。客戶端選用MVC開發框架，實現了功能模塊和顯示模塊的分離，提高了系統的可維護性、可擴展性、可移植性和組件的可復用性。為保障網絡傳輸層的安全和穩定，Android端采用Java和Kotlin混合開發，iOS端采用Objective-C開發，客戶端網絡層分別采用了Retrofit + RxJava、AFNetworking網絡框架，將接口的定義和實現分開，使用異步的方式實現網絡請求，避免線程的轉換。接口請求參數使用非對稱簽名算法進行加密，防止偽裝攻擊、篡改攻擊、重放攻擊。[2][6][7]

針對移動端常見的網絡場景，客戶端采用預加載與二級緩存機制，保證新聞能正常閱讀和頁面展示流暢度，在弱網絡場景下通過兜底緩存保證數據能快速呈現。

客戶端自定義了原生與H5交互的JSSDK框架，使得客戶端能快速的與三方系統集成，快速構建新能力，更好地實現客戶端與H5的交互。

2.2 選用服務分層架構

項目良好的分層可以解耦系統，同時可以保證提供高效穩定的服務響應能力。

2.2.1 交互展示層

系統客戶端與用戶交互的展示層均使用服務提供數據，客戶端渲染界面的方式完成，避免直接與數據層交叉混合，在展現層充分從人類的感知系統考慮，優先響應人類可感知的元素，界面采用漸進式加載，用戶未瀏覽到的位置不進行數據加載及界面渲染，節省了服務資源也保證了界面的流暢度。在加載耗時較長的界面提供視差動畫過渡以降低用戶感知等待時間，有效提升了用戶感觀體驗度。

2.2.2 網關控制層

代理層除完成正常的反向代理、合法性校驗等工作外還會完成以下工作：

●緩存數據接口，使用nginx+lua自研的緩存系統針對不同類型的接口有效的結合系統業務實現高效率、高響應速度、低成本的服務響應。

●服務降級，在極端情況下系統需要考慮放棄低優先級針對高優先級的服務提供穩定服務，針對媒體單位的服務特點，cmstop采用了自研的風控系統，為業務定義響應等級，在系統運行中動態監控系統負載情況，當資源負載急劇升高時會自動控制低優先級服務的響應頻率以保證優先級高的服務正常訪問。同時系統會自動檢測慢接口，如果在短時間內同一個業務出現大量的慢響應影響了其他業務的響應，系統會自動屏蔽問題業務并發出通知警告，然后根據負載情況嘗試恢復標記的問題業務，當感知到響應正常后會逐步自動恢復業務以提供服務。

2.2.3 應用層

應用層按業務類型分為不同的模塊，業務模塊之間采用接口交互，無交叉訪問，避免了出現牽一發動全身的情況出現，增加了業務的穩定性，同時也保證了業務可以按需調整迭代。

2.2.4 服務層

系統中有很多的服務是通用類型的，例如發送郵件、發送短信驗證碼等，系統在設計之初考慮了服務化，將通用的服務進行了服務化供系統其他模塊通過rpc或接口化調用，業務系統通過組合提供多樣化的服務，避免了重復造輪子，降低開發成本，也保證了核心服務的穩定性。

2.2.5 數據訪問層

數據訪問層定義了數據模型，封裝了數據訪問，對訪問的合法性進行了校驗，同時提供了輕量級的數據緩存，統一了數據訪問口徑，保證了數據合理訪問及高效訪問。

圖2 服務分層結構圖

2.2.6 數據存儲網關層

系統存儲網關主要是實現了接口化的數據存儲能力，包含關系型、非關系型數據的存儲能力，使得上層無需關注低層而實現接口化編程，同時這種架構能力也為存儲實現的升級切換提供了良好的保證。

2.3 選用動態擴容架構

系統的架構需要考慮用戶體驗以及經濟成本，需要在用戶體驗與成本之間達到一個很好的平衡，系統在架設之初就考慮了在低峰期使用較低的硬件支撐日常運行，并根據需要動態增減系統各環節的資源。主要分為兩類型服務的資源。

2.3.1 無狀態服務

無狀態服務是具備秒級自動伸縮能力的，在系統資源足夠時會自動部署新的服務節點并加入負載均衡，當業務流量下降會自動減少節點。極端情況如果資源無法提供會使用云服務商提供的sdk增加ECS部署無狀態服務，然后使用智能DNS解析將部分流量自動導流到云環境進行服務響應，當總體流量下降時自動銷毀云服務以降低成本。

2.3.2 有狀態服務

圖3 動態擴容架構圖

在狀態類服務需要保證數據的完整性，目前系統主要的有狀態服務主要是數據存儲實例，由于架設了數據網關層，能很好地監控存儲實例資源情況，在數據存儲層cmstop實現了動態擴展能力，當系統負載升高時會動態添加實例節點以應對流量增長，在系統負載降低后會動態回收數據實例以保證資源的合理使用。當系統負載急劇升高系統無法提供充足資源數據存儲能力時，系統將結合云服務商提供的sdk自動同步數據到云服務商，借用云廠商強大的資源提供服務，在數據網關層自動切換后端對應的存儲實例，做到了業務無感知下切換存儲能力。當系統負載降低會自動切換回本地服務并關閉云服務以降低成本。

2.4 隊列、數據庫和緩存設計

系統提供一套用于向全平臺提供統一的集群化的隊列服務，可支持對多種應用的異步任務進行處理，比如可以用來做郵件發送，也可以用來做資源分發、數據庫入庫等，并可以靈活地更換底層系統支持。

平臺中需要進行定時、周期、異步處理的數據，都可以使用隊列完成。如計劃任務、NLP服務、審核推送等。

圖4 隊列服務的功能結構圖

隊列服務的核心是使用Redis的list實現的。整個的服務可以分為3個部分：業務客戶端、隊列執行端、服務提供商。

業務客戶端：負責向隊列中寫入合法的數據，在寫入隊列前應先進行基本過濾，除去本身就非法的數據。

隊列執行端：負責從隊列中讀取數據，發送給服務提供商執行具體的任務，如：郵件發送，從隊列中取出一個數據，發給后端的SDS、mail provider。

服務提供商：負責具體的業務執行。如：轉碼、郵件發送、審核消息推送，服務提供商負責具體的邏輯與數據處理。

支持主從同步。數據可以從主服務器向任意數量的從服務器上同步，從服務器可以是關聯其他從服務器的主服務器。數據間隔短時間存盤，保證了數據的完整性及故障出現時快速恢復的能力。同步機制可以輕松擴容讀服務規格，能輕松應對流量增長，同時多實例的存在大大降低出現單點故障的可能。[2][5]

3.詳細設計與實現

根據總體設計完成用戶模塊、新聞資訊模塊、直播模塊、讀報模塊、電臺和廣播模塊、服務模塊的詳細設計。

3.1 用戶模塊

用戶模塊設計主要包括報料、積分排名、邀請碼、會員碼、消息、注銷、越牛商城、推送消息等。其中報料：可實時查看網友的公開報料信息，并為用戶提供報料入口。積分排名可實時查看當前用戶的積分排名和積分獲得情況，可參與月度積分抽獎。邀請碼：注冊用戶可以生成邀請碼，并邀請用戶加入越牛新聞。會員碼是注冊用戶可以生成動態會員碼，用于越牛消費券核銷，用戶線下簽到等場景。消息可實時查看用戶自己的歷史評論信息、其他人@用戶的消息、小編互動的對話消息。越牛商城：提供越牛商城入口，并通過免登處理，實現越牛賬戶在客戶端內進行物品的積分兌換和購買。注銷為用戶提供一鍵刪除在越牛客戶端的用戶留存記錄的功能。關于我們提供越牛版本升級的快捷入口，并可查看越牛用戶協議和隱私政策。推送消息可實時查看越牛新聞熱門推送稿件。[4]

3.2 新聞資訊模塊

圖5 越牛新聞客戶端新聞列表界面

新聞資訊模塊是對發生的新聞進行瀏覽，包含音視頻、文字和圖片，也可以對新聞進行評論與回復。用戶打開越牛新聞客戶端（調用新聞列表接口），以置頂和時間倒序的形式在客戶端展示新聞列表。點擊進入某條新聞時（調用獲取新聞詳情頁的接口），獲取到新聞的詳細信息。登錄用戶（調用用戶登錄接口）可以在底部輸入評論內容，在頁面的評論區追加內容（調用評論和回復接口）。

系統還結合地理位置，優先篩選并為用戶推送用戶所在地的相關新聞，提高用戶關注度。用戶可根據 LBS定位查看當前所在區域的本地化內容，也支持手動選取更改城市。后臺可以對本地欄目配置對應區域的內容列表，用戶可以全平臺上跨站點綁定本地欄目。

3.3 直播模塊

直播模塊包括直播和回放兩大功能。直播主要針對各類會議、活動、賽事的直播。回放是對直播節目的回看。點擊直播頁面后，請求服務器直播信息，客戶端收到信息后進入直播間觀看，同時可以在聊天室進行互動，回放過程與直播類似，不再一一贅述。

3.4 讀報模塊

讀報模塊主要涵蓋紹興本地的《紹興日報》《紹興晚報》《樹人導報》的在線閱讀功能，以及包括人民日報等權威報紙在內的多家報刊的在線閱覽。該模塊中的所有報紙均通過數字報紙平臺反解生成H5頁面形成，在客戶端中接入數字報紙平臺頁面。

圖6 讀報紙

3.5 看電臺、聽廣播模塊

該模塊主要涵蓋紹興本土的3個電臺和廣播，經過編碼器采集電臺和廣播的視音頻信號，通過網絡將碼流上傳至服務器進行轉碼，形成最終的播放文件。

圖7 看電臺

圖8 聽廣播

3.6 服務

該模塊主要涵蓋政務、問政、生活、文化、報料、健康等方面，對接市級有關負責部門，向用戶集中開放接口，為用戶提供使用便利。

圖9 服務模塊

結語

在信息技術迅猛發展的大背景下，為更好地發展新聞事業，更深入地做好媒體融合，滿足用戶對信息獲取的良好體驗。該系統基于LNMP架構，使用PHP、Nginx、Redis、MySQL和隊列等技術，采用標準MVC開發模式，模塊化方式開發的多終端一體化信息系統，設計并實現了集新聞資訊、直播、讀報、看電臺、聽廣播、服務等于一體的客戶端系統。通過近3年多的實踐使用，系統運行平穩、界面簡潔、操作便捷，滿足了用戶的閱讀需求，用戶黏合性強，具有一定的實際應用和推廣價值。