物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)中的流量查詢子系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)*

王禹皓 趙爾平

（西藏民族大學(xué)信息工程學(xué)院，陜西 咸陽(yáng) 712082）

0 引言

在新技術(shù)不斷涌現(xiàn)的今天，人們的生活也越來越便利，高鐵的出現(xiàn)方便了人們的出行，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的升級(jí)讓我們擁有了更好的上網(wǎng)體驗(yàn)，移動(dòng)支付讓我們擺脫了現(xiàn)金的累贅。在經(jīng)歷了計(jì)算機(jī)和物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展后，物聯(lián)網(wǎng)成為了當(dāng)前信息產(chǎn)業(yè)的最新發(fā)展方向。物聯(lián)網(wǎng)概念上是指將網(wǎng)絡(luò)虛擬數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)體化，與實(shí)際物品和生活場(chǎng)景相結(jié)合，將物品與物品之間進(jìn)行關(guān)聯(lián)化管理，通過物品相互之間的信息交換，實(shí)現(xiàn)真正的物物相息[1]。

在物聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)信息的交互產(chǎn)生的流量數(shù)據(jù)和手機(jī)流量相似。運(yùn)營(yíng)商會(huì)對(duì)流量數(shù)據(jù)傳輸提供相應(yīng)的流量套餐服務(wù)。流量查詢子系統(tǒng)作用是對(duì)物聯(lián)網(wǎng)中各種產(chǎn)品流量進(jìn)行查詢處理。該子系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)基本查詢業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)之上又具有較高的處理速度。查詢所覆蓋的產(chǎn)品范圍比較廣其中包括系列類產(chǎn)品、非系列類產(chǎn)品、月流量等。該系統(tǒng)為純后臺(tái)系統(tǒng)，以Java 作為開發(fā)語(yǔ)言進(jìn)行開發(fā)，框架選取的是SpringBoot與持久層框架MyBatis，因其配置簡(jiǎn)單，方便搭建快速開發(fā)，能實(shí)現(xiàn)功能的靈活性［2］。文章將圍繞物聯(lián)網(wǎng)流量查詢子系統(tǒng)展開研究。

1 研究現(xiàn)狀

流量查詢，是運(yùn)營(yíng)商所必要提供的服務(wù)之一，也是用戶得知可使用剩余流量的方式。系統(tǒng)需要對(duì)用戶所使用的流量數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理，給用戶反饋剩余流量情況。目前有多種的流量查詢，各自應(yīng)用于不同的場(chǎng)景，不同業(yè)務(wù)所涵蓋的范圍也不相同。比如孫曉燕；高婷；曾悠；陳晴研發(fā)的，采用asp.net 平臺(tái)，SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)配置方案，基于B/S架構(gòu)的省市寬帶流量Web 查詢系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)某一天或某一時(shí)段的數(shù)據(jù)流量連續(xù)性查詢,滿足科研開發(fā)人員、網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)人員的查詢要求［3］。如涵蓋了流量查詢的手機(jī)流量管理專家流量銀行。當(dāng)今生活中，有許多智能化產(chǎn)品能提供良好的服務(wù)，這都依賴于數(shù)據(jù)流量的傳輸。物聯(lián)網(wǎng)的各項(xiàng)產(chǎn)品也不例外，為了支持物聯(lián)網(wǎng)用戶的流量查詢，物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的流量查詢子系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。

2 流量查詢子系統(tǒng)需求分析

2.1 需求分析

流量查詢子系統(tǒng)，主要提供用戶套餐流量查詢的后臺(tái)業(yè)務(wù)支撐。

用戶每日發(fā)起流量查詢請(qǐng)求數(shù)量較大，所以該子系統(tǒng)需要有處理大量請(qǐng)求的能力，同時(shí)也需要有較快的處理速度，要能夠快速解決請(qǐng)求的積壓?jiǎn)栴}。

流量查詢子系統(tǒng)，需要按照數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)流程和業(yè)務(wù)流程正確及時(shí)的對(duì)請(qǐng)求做出響應(yīng)，保證反饋信息的準(zhǔn)確性。對(duì)于轉(zhuǎn)發(fā)過程中出錯(cuò)的訂單，需要進(jìn)行統(tǒng)一的記錄。為了提高用戶的體驗(yàn)，這些因轉(zhuǎn)發(fā)導(dǎo)致出錯(cuò)的訂單需要被重新執(zhí)行。

可能存在數(shù)據(jù)非法或者是數(shù)據(jù)的不規(guī)范的請(qǐng)求，所以該子系統(tǒng)需要具有對(duì)不合法數(shù)據(jù)以及不規(guī)范數(shù)據(jù)正確判斷和處理的能力，以減少不合法請(qǐng)求對(duì)資源造成的浪費(fèi)。

其數(shù)據(jù)來源為:用戶發(fā)起流量查詢請(qǐng)求，經(jīng)過第三方系統(tǒng)的轉(zhuǎn)發(fā)，至Nginx 主機(jī)，Nginx 進(jìn)行負(fù)載均衡，將請(qǐng)求發(fā)送至物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)。

根據(jù)用戶需求描述，大致處理流程如下：業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)需要對(duì)請(qǐng)求報(bào)文進(jìn)行入庫(kù)處理，將請(qǐng)求信息存入訂單表。訂單表需要有對(duì)應(yīng)的狀態(tài)信息，以便于客戶端對(duì)報(bào)文進(jìn)行取出，發(fā)往服務(wù)端進(jìn)行處理。服務(wù)端需要對(duì)客戶端發(fā)來的請(qǐng)求進(jìn)行查重，以避免重復(fù)訂單操作浪費(fèi)資源。若為重單，則應(yīng)該進(jìn)行返回查重表的內(nèi)容信息。如果不是重單，應(yīng)該進(jìn)行相應(yīng)的業(yè)務(wù)判斷操作，校驗(yàn)用戶等一系列信息的合法性。校驗(yàn)不通過的訂單請(qǐng)求應(yīng)該被定義為失敗單加入查重表。校驗(yàn)通過則進(jìn)行后續(xù)步驟，操作完成后也應(yīng)在查重表進(jìn)行相應(yīng)的記錄。

2.2 數(shù)據(jù)類型

訂單數(shù)據(jù)會(huì)以XML 報(bào)文格式被發(fā)送到物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)，進(jìn)行解析并映射到對(duì)象中，用于程序處理。處理完畢后的返回?cái)?shù)據(jù)經(jīng)過拼裝組裝成XML 報(bào)文形式進(jìn)行對(duì)外反饋。

3 流量查詢子系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 流程處理設(shè)計(jì)

流量查詢子系統(tǒng)是用以處理系列類產(chǎn)品流量查詢、非系列類產(chǎn)品流量查詢、月流量查詢?nèi)N查詢請(qǐng)求的系統(tǒng)。

客戶的請(qǐng)求以XML 報(bào)文的形式被外部系統(tǒng)發(fā)送物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱“系統(tǒng)”）的流量查詢子系統(tǒng)。系統(tǒng)接收到報(bào)文并進(jìn)行解析入庫(kù)處理。訂單表中狀態(tài)為未處理的記錄，將由客戶端取出，交由服務(wù)端進(jìn)行處理。服務(wù)端將進(jìn)行查重處理,其依據(jù)是訂單的唯一標(biāo)識(shí)流水號(hào)。查重成功后會(huì)對(duì)報(bào)文進(jìn)行解析，以獲取報(bào)文中的相應(yīng)信息，如用戶的手機(jī)號(hào)等，用于后續(xù)一系列校驗(yàn)，通過則繼續(xù)處理。反之記錄入查重記錄表?？蛻舳私邮諄碜苑?wù)端的處理結(jié)果，對(duì)外反饋。如圖1所示。

圖1 基本處理流程圖

3.2 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

流量查詢子系統(tǒng)采用Oracle 作為數(shù)據(jù)庫(kù)。Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)有海量數(shù)據(jù)處理的優(yōu)勢(shì)。

錯(cuò)單入庫(kù)工具采用HBase 作為數(shù)據(jù)庫(kù)，HBase 是NoSql數(shù)據(jù)庫(kù)[4]。Row Key生成規(guī)則為：文件名后六位+文件首行前四位（文件生成時(shí)間）+數(shù)據(jù)行號(hào)。

部分?jǐn)?shù)據(jù)對(duì)象表：

表1 訂單請(qǐng)求對(duì)象表

表2 組織信息對(duì)象模型

表3 用戶狀態(tài)對(duì)象模型

4 系統(tǒng)功能的開發(fā)和實(shí)現(xiàn)

4.1 錯(cuò)單入庫(kù)工具開發(fā)

在訂單轉(zhuǎn)發(fā)過程中，業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)需要對(duì)請(qǐng)求報(bào)文進(jìn)行入庫(kù)之前，會(huì)有一些轉(zhuǎn)發(fā)出錯(cuò)的訂單請(qǐng)求。這些訂單請(qǐng)求將會(huì)被第三方系統(tǒng)收采集，存儲(chǔ)到指定位置，為了保證訂單都能順利被執(zhí)行。同時(shí)也是為了更好的輔助流量查詢子系統(tǒng)完成流量查詢?nèi)蝿?wù)設(shè)計(jì)了錯(cuò)單入庫(kù)工具。如圖2所示：

圖2 錯(cuò)單入HBase庫(kù)工具結(jié)構(gòu)圖

首先錯(cuò)單入庫(kù)工具功能：轉(zhuǎn)發(fā)過程中的失敗單，被錯(cuò)單入庫(kù)工具進(jìn)行解析文件并入HBase 庫(kù)。后被物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)掃描。保證了所有請(qǐng)求報(bào)文得到處理。

錯(cuò)單入庫(kù)工具三個(gè)目錄功能：這樣設(shè)計(jì)避免了宕機(jī)對(duì)錯(cuò)單入庫(kù)的影響，避免出現(xiàn)未入庫(kù)完全的文件。

錯(cuò)單入庫(kù)工具的根據(jù)文件信息建立表部分代碼實(shí)現(xiàn)：

4.2 流量查詢子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

子系統(tǒng)處理三種類型的流量查詢請(qǐng)求，對(duì)每一種請(qǐng)求都有專門的處理方式，用于支持物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)品流量查詢業(yè)務(wù)。能夠接收?qǐng)?bào)文，并解析報(bào)文對(duì)報(bào)文的正確性進(jìn)行檢驗(yàn)，如果為非法報(bào)文需要進(jìn)行相應(yīng)記錄并給出相應(yīng)反饋。進(jìn)行流量查詢會(huì)記錄開始與結(jié)束時(shí)間，用于后期收集處理時(shí)長(zhǎng)，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行情況判斷和對(duì)余量查詢子系統(tǒng)效率進(jìn)行檢驗(yàn)。報(bào)文中解析出來的OprCode（操作代碼）用于確認(rèn)是那種產(chǎn)品。

程序中優(yōu)化業(yè)務(wù)中的系列類產(chǎn)品查詢操作，將OprCode 為3 的（系列類產(chǎn)品）流量查詢下的所有產(chǎn)品，進(jìn)行抽象，通過一條SQL 將原來需多次查詢的內(nèi)容一次查詢出來。從而降低了對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問次數(shù)。經(jīng)過效率測(cè)試，每條訂單的處理時(shí)間相較之前提升了百分之三十，能更好的實(shí)現(xiàn)快速處理大批量訂單的要求。對(duì)所有產(chǎn)品的相似處理方法，進(jìn)行提取和封裝，做到了代碼簡(jiǎn)潔，提高了代碼的內(nèi)聚性。降低了子系統(tǒng)間的耦合程度，便于后期更新和完善。

4.3 程序邏輯

流量查詢子系統(tǒng)服務(wù)端處理流程圖如圖3所示流量查詢整體流程如下：

圖3 流量查詢流程圖

4.3.1 運(yùn)行程序，加載配置文件。配置文件中包含部分容易變更的配置參數(shù)。包括及客戶端需要掃描的訂單表信息、查重表信息、連接Oracle 數(shù)據(jù)庫(kù)失敗重試次數(shù)和失敗重試間隔時(shí)間等配置項(xiàng)。

4.3.2 客戶端會(huì)不斷去掃描指定訂單表，會(huì)根據(jù)相應(yīng)的要求對(duì)訂單狀態(tài)進(jìn)行判斷，判斷是否有STATE(訂單狀態(tài))為0的訂單,如果有則進(jìn)行后續(xù)步驟。

4.3.3 掃描到的符合要求的訂單狀態(tài)將會(huì)被變更為1，并有客戶端發(fā)送給服務(wù)端，如果發(fā)送失?。ǔ瑫r(shí)/報(bào)文存在問題）將會(huì)變更狀態(tài)為11。

4.3.4 服務(wù)端流量查詢子系統(tǒng)會(huì)對(duì)該訂單進(jìn)行查重檢測(cè)。若檢查到為重單，則返回查重表的相應(yīng)內(nèi)容信息，反之，則對(duì)報(bào)文進(jìn)行解析。

4.3.5 解析完報(bào)文獲取到相應(yīng)信息，根據(jù)請(qǐng)求類型進(jìn)行不同的校驗(yàn)，校驗(yàn)成功則進(jìn)行后續(xù)操作，不成功則加入查重表，反饋錯(cuò)誤信息。

4.3.6 解析完的報(bào)文信息中獲取到OprSeq（操作流水）、UserID（用戶標(biāo)識(shí)）、和OprCode(操作類型)等信息。

4.3.7 流量查詢子系統(tǒng)將調(diào)用第三方系統(tǒng)提供的接口獲取當(dāng)前帳期的套餐余量信息。針對(duì)訂購(gòu)非系列產(chǎn)品的用戶的號(hào)碼，返回信息包括：號(hào)碼、套內(nèi)流量總量(MB)、流量余量(KB)等現(xiàn)有返回信息；在訂購(gòu)系列產(chǎn)品的情況下，返回信息包括：號(hào)碼、所在組織訂購(gòu)系列產(chǎn)品ID、系列產(chǎn)品流量總量(MB)等。

4.3.8 流量查詢子系統(tǒng)針對(duì)返回的產(chǎn)品流量進(jìn)行計(jì)算。

4.3.9 處理完成后將產(chǎn)品訂購(gòu)實(shí)例、用戶狀態(tài)等信息、寫入日志組裝報(bào)文，修改訂單狀態(tài)為3，并記入查重表。后將報(bào)文反饋給客戶端。

4.3.10 客戶端將報(bào)文組裝、處理，完成后修改訂單狀態(tài)為6，并將報(bào)文發(fā)送給網(wǎng)狀網(wǎng)。

4.4 接口定義

流量查詢子系統(tǒng)接口定義，如表4 流量查詢子系統(tǒng)接口表4所示：

表4 流量查詢子系統(tǒng)接口定義表

接口描述：

（1）TrafficQueryService 流量查詢數(shù)據(jù)接口

（2）QueryRepetitionService 查詢重復(fù)訂單數(shù)據(jù)接口

（3）UserInfoService 用戶信息數(shù)據(jù)接口

（4）TPBInfoService 第三方系統(tǒng)信息接口

4.5 部分實(shí)現(xiàn)

對(duì)報(bào)文頭的解析：

業(yè)務(wù)報(bào)文提?。?/p>