基于分層模式構(gòu)建的省級政務熱線平臺研究與實現(xiàn)

◆甘錚

基于分層模式構(gòu)建的省級政務熱線平臺研究與實現(xiàn)

◆甘錚

（廣西壯族自治區(qū)信息中心 廣西 530201）

為解決了省級熱線平臺接口復雜、管理困難、維護成本高、數(shù)據(jù)安全保障等問題，滿足跨部門、跨層級的業(yè)務數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)一出入口、統(tǒng)一數(shù)據(jù)規(guī)范、統(tǒng)一技術(shù)體系、統(tǒng)一安全標準、統(tǒng)一業(yè)務協(xié)同的新模式，本文從利用平臺分層模式結(jié)合FUI、DTO、CommonDao等技術(shù)框架以及RabbitMQ、redis、Sharding-JDBC、RESTful服務接口管理等核心技術(shù)優(yōu)勢進行省級熱線平臺的研究和建設，充分地利用了基礎(chǔ)設施資源、節(jié)約建設成本，取得了較好的效果。

政務熱線；系統(tǒng)平臺；分層模式；業(yè)務協(xié)同；數(shù)據(jù)安全

我國政務熱線發(fā)展逐步走向成熟，在部門熱線不斷整合的基礎(chǔ)上成為綜合性的政務熱線中心，提升了服務便捷性和質(zhì)量。但由于歷史原因，省級熱線核心平臺仍存在數(shù)據(jù)接口復雜、管理困難、維護成本高等問題。為此，本文提出利用分層模式和相應關(guān)鍵技術(shù)進行省級熱線平臺的構(gòu)建，實現(xiàn)擁有海量、真實、實時數(shù)據(jù)和易于平臺整合、數(shù)據(jù)動態(tài)化管理的政務熱線平臺，為政府決策提供依據(jù)及數(shù)據(jù)支持。

1 平臺設計

1.1 總體架構(gòu)設計

熱線平臺總體架構(gòu)（如圖1所示）基于信息安全與管理體系和運營規(guī)范標準體系的規(guī)范框架下，采用分層模式來構(gòu)建系統(tǒng)，這種模式可以分解子任務組的程序，讓每個子任務都處于特定的抽象層次，為下一層提供更高的服務。平臺的整體構(gòu)建充分整合了政府服務及社會化服務，并實現(xiàn)對政府服務全程監(jiān)督監(jiān)控及績效評估。

圖1 熱線平臺總體架構(gòu)

1.2 基礎(chǔ)設施層

基于政務云資源進行建設部署，是平臺建設的基礎(chǔ)和前提。

1.3 數(shù)據(jù)支撐層

此為上層提供數(shù)據(jù)支撐，以信息整合共享標準和業(yè)務信息為基礎(chǔ)，收集和整理各類信息數(shù)據(jù)，建立相應業(yè)務信息數(shù)據(jù)庫，利用數(shù)接口和動態(tài)化接口管理機制實現(xiàn)信息資源的安全交換與共享。主要包括訴求數(shù)據(jù)庫、業(yè)務知識庫、協(xié)同數(shù)據(jù)庫、事項數(shù)據(jù)庫與語音數(shù)據(jù)庫等。

1.4 業(yè)務支撐層

采用面向SaaS（Software as a Service）應用的多租戶技術(shù)框架，構(gòu)建熱線平臺SaaS模式云服務。業(yè)務支撐平臺主要由用戶管理、授權(quán)管理、安全管理、數(shù)據(jù)交換及業(yè)務管理共同構(gòu)成。提供滿足WFMC規(guī)范的標準工作流引擎和工作表單定制的功能，同時可以在工作流引擎的支持下開發(fā)、掛接其他業(yè)務應用；提供完善的業(yè)務資料管理功能，解決各種文檔、表單、資料形成處理完畢后的數(shù)據(jù)匯總，同時提供強大的檢索與查找功能。主要包括表單引擎、流程引擎、規(guī)則引擎、可視化引擎與智能化引擎等，為各類業(yè)務應用提供一系列通用化服務。

1.5 業(yè)務應用層

業(yè)務應用體系是政務熱線服務平臺建設的主要內(nèi)容，包含全域協(xié)同平臺、中心管控平臺、智能AI平臺、大數(shù)據(jù)分析平臺與智能知識庫，是搭建平臺建成的主要內(nèi)容。

1.6 服務接入層

服務是政府熱線服務平臺建設的出發(fā)點和落腳點。平臺可提供電話、微信、網(wǎng)站等多種服務接入方式，同時提供自助下單、知識服務、在線客服、視頻客服等對外服務。

2 關(guān)鍵技術(shù)應用

熱線平臺采用JavaEE作為基礎(chǔ)技術(shù)路線，JavaEE是一套針對企業(yè)級分布式應用的計算環(huán)境。它定義了動態(tài)Web頁面功能（Servlet和JSP）、商業(yè)組件（EJB）、異步消息傳輸機制（JMS）、名稱和目錄定位服務（JNDI）、數(shù)據(jù)庫訪問（JDBC）、與子系統(tǒng)的連接器（JCA）和安全服務等。

2.1 技術(shù)框架

熱線平臺從省級熱線業(yè)務協(xié)同工作的角度，進行平臺前后端的縱向與橫向技術(shù)框架設計。

（1）縱向架構(gòu)

通過FUI、DTO、持久層等技術(shù)架構(gòu)的設計，構(gòu)建熱線平臺后端服務能力的支撐體系。

① FUI架構(gòu)

FUI架構(gòu)（如圖2所示）包含熱線業(yè)務系統(tǒng)前端框架、互聯(lián)網(wǎng)門戶類項目骨架以及移動跨平臺前端開發(fā)框架，支持多類型、多平臺系統(tǒng)對接的開發(fā)需求，為熱線平臺多渠道受理奠定基礎(chǔ)，通過采用HTML5技術(shù)，支持IE11，在chrome、firefox上有更好的體驗效果，統(tǒng)一界面風格、保證美觀度的同時告別單一的語音訴求渠道，豐富了微信、網(wǎng)站、公眾號等種訴求渠道。

② DTO架構(gòu)

CommonDTO技術(shù)是熱線平臺得以實現(xiàn)前后分離的黏合劑，它在前端FUI組件與服務端Controller處理之間搭建了一座橋梁。整個功能架構(gòu)（如圖3所示）引用JSF的階段處理理念，清晰了web請求從開始到結(jié)束，完整地處理流程。運用了MVC模式，將每個表單控件組裝成model，使得業(yè)務處理與數(shù)據(jù)模型的封裝分離。

圖2 FUI架構(gòu)

圖3 DTO架構(gòu)

③持久層架構(gòu)

采用CommonDao對象關(guān)系映射框架（如圖4所示），對JDBC進行了非常輕量級的對象封裝。將POJO與數(shù)據(jù)庫表建立映射關(guān)系，是一個全自動的ORM框架，可以自動生成SQL語句，自動執(zhí)行，使得熱線系統(tǒng)開發(fā)人員可以方便地使用對象編程思維來操縱數(shù)據(jù)庫。同時它支持弱類型的SQL語句、key-value形式的弱類型編程，可以應用在任何使用JDBC的場合，不僅局限在web，完成數(shù)據(jù)持久化的重任，同時基于CommonDao的數(shù)據(jù)訪問層對于業(yè)務系統(tǒng)適配國產(chǎn)化數(shù)據(jù)庫乃至分析型數(shù)據(jù)庫的改造提供了便利，在保證調(diào)用層寫法不變的情況下，使熱線平臺除了支持Mysql、Oracle、Sqlserver等傳統(tǒng)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫之外，還支持達夢、人大金倉、瀚高、神通、Gaussdb等國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫，多種數(shù)據(jù)存儲方式也為將來的熱線平臺進一步完善改造奠定基礎(chǔ)。

圖4 CommonDao關(guān)系映射框架

（2）橫向架構(gòu)

基于RabbitMQ技術(shù)實現(xiàn)前端業(yè)務流程異步處理（如圖5所示），在消息隊列機制下進行工作流的流轉(zhuǎn)，可以有效提高具體業(yè)務流轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性和效率，主要如首頁相關(guān)信息加載、歸口類型下拉樹等高并發(fā)的業(yè)務場景。同時，使用Redis緩存技術(shù)，應用于業(yè)務編號的生成機制和組織架構(gòu)等常用數(shù)據(jù)緩存中，可以避免同一時間的業(yè)務生成同樣的業(yè)務編號，避免流程數(shù)據(jù)沖突導致平臺業(yè)務異常的問題，同時減小數(shù)據(jù)庫服務器壓力，提升平臺性能和業(yè)務應用的流暢性。

圖5 RabbitMQ業(yè)務流程異步處理

（3）集成框架

平臺內(nèi)部由多個系統(tǒng)、組件按照集群架構(gòu)共同協(xié)作處理用戶的操作請求，整合為一個系統(tǒng)端面向用戶提供分布式架構(gòu)服務能力。整個系統(tǒng)內(nèi)部協(xié)作采用黑盒流程，實現(xiàn)用戶端交互體驗和使用單獨系統(tǒng)沒有差異。集成框架主要由分布式應用、分布式消息中間件、分布式緩存、分布式數(shù)據(jù)庫管理等技術(shù)架構(gòu)組成。

①分布式應用技術(shù)

實現(xiàn)讓應用支持橫向擴展，應對日均上萬的業(yè)務辦理量熱線的海量數(shù)據(jù)問題，通過增加應用服務器的方式來將應用集群化，將用戶請求分流到各個服務器中，從而達到提升系統(tǒng)負載能力的目的。

②分布式消息中間件技術(shù)

熱線平臺以RabbitMQ技術(shù)作為分布式消息中間件，由消息隊列異步處理熱線業(yè)務數(shù)據(jù)。RabbitMQ消息隊列異步處理是基于Erlang的分布式特性來實現(xiàn)的，主要實現(xiàn)原理為：RabbitMQ底層通過Erlang架構(gòu)來進行，Rabbitmqctl會啟動Erlang節(jié)點，并基于Erlang節(jié)點來使用Erlang系統(tǒng)連接RabbitMQ節(jié)點，在連接過程中Erlang節(jié)點需要通過交換正確的Erlang Cookie和節(jié)點名稱以獲得認證。

③分布式緩存技術(shù)

熱線平臺緩存主要采用分布式緩存redis中間件技術(shù)來實現(xiàn)，將平臺頻繁訪問但更改頻率低的業(yè)務數(shù)據(jù)存入緩存，是熱線平臺中必不可少的模塊，也是平臺成為高并發(fā)高性能架構(gòu)的一個關(guān)鍵組件。

④分布式數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)

數(shù)據(jù)庫集群由于在架構(gòu)、成本、擴張性方面都會受到所采用DB類型的限制，于是需要從應用程序的角度來考慮改善系統(tǒng)架構(gòu)，熱線平臺分布式數(shù)據(jù)庫管理主要采用Sharding-JDBC技術(shù)，其直接封裝JDBC API，可以理解為增強版的JDBC驅(qū)動，適用于任何基于Java的ORM框架，如：JPA、Hibernate、Mybatis、Spring JDBC Template和直接使用JDBC，或基于任何第三方的數(shù)據(jù)庫連接池，如：DBCP、C3P0、BoneCP、Druid等?；赟harding-JDBC數(shù)據(jù)管理技術(shù)，通過掛接不同的業(yè)務數(shù)據(jù)表，來實現(xiàn)不同業(yè)務數(shù)據(jù)的錄入、修改、查看和輸出打印等功能。通過分布式數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)平臺應用不用再編寫代碼，通過后臺配置就可以實現(xiàn)一個數(shù)據(jù)表管理模塊的動態(tài)創(chuàng)建和菜單掛接，并可以輕松實現(xiàn)查詢模板、統(tǒng)計報表模板的創(chuàng)建，從而大大縮短開發(fā)周期，并確保平臺的穩(wěn)定性和安全性。

2.2 數(shù)據(jù)交換

數(shù)據(jù)交換是熱線平臺與成員單位之間信息資源交換與處理的基礎(chǔ)，根據(jù)數(shù)據(jù)共享實時性要求的不同，數(shù)據(jù)交換業(yè)務由接口服務、數(shù)據(jù)交換管理系統(tǒng)構(gòu)成，提供交換節(jié)點之間的數(shù)據(jù)及文件等的抽取、轉(zhuǎn)換、傳輸和加載等數(shù)據(jù)交換能力和服務交換的管理，確保各級熱線中心之間數(shù)據(jù)交換過程中的安全，對交換流程、交換節(jié)點、交換量等進行統(tǒng)一配置和監(jiān)控（如圖6所示）。

圖6 平臺數(shù)據(jù)交換架構(gòu)

接口服務系統(tǒng)：為滿足上級與下級業(yè)務平臺之間的業(yè)務協(xié)同、實時服務信息、業(yè)務匯聚情形而搭建的數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)，涵蓋了接口發(fā)布、服務調(diào)用和日志的統(tǒng)一管理。

數(shù)據(jù)交換管理系統(tǒng)：實現(xiàn)對交換平臺用戶、接入權(quán)限、交換日志和交換過程監(jiān)控的統(tǒng)一管理。

（1）數(shù)據(jù)交換技術(shù)

平臺各成員單位臺交換數(shù)據(jù)方式通過部署RESTful服務接口來實現(xiàn)實時服務信息接口由上級平臺部署供下級調(diào)用，達到數(shù)據(jù)交換。服務接口調(diào)用方式適用于實時服務信息上報、業(yè)務匯聚和業(yè)務協(xié)同辦理等情形。服務數(shù)據(jù)交換格式：JSON數(shù)據(jù)格式，編碼采用UTF-8方式，附件處理采用BASE64編碼。

（2）服務接口安全技術(shù)

為保證RESTful服務接口調(diào)用安全性，服務接口均基于Token驗證機制，以保證接口服務安全可靠。Token代表在計算機身份認證中的令牌，意味著必須通過這個標識才能訪問一些服務，它具有時效性。其驗證機制技術(shù)原理為：

Clieng_Id和Client_secret代表著設區(qū)市和省直單位在線服務平臺需要接入省級平臺時分配的賬號密碼，必須根據(jù)該賬號和密碼才能獲取Token，進而實現(xiàn)接口的接入。向省平臺申請授權(quán)成功后，省級平臺會分配一個Clieng_Id和Client_secret給設區(qū)市和省直單位相應在線服務平臺。

第一步：調(diào)用正式請求前需先調(diào)用token認證請求，請求路徑：

http://ip：port/cns-gxbmfw-ywxtrest/rest/token/getToken

請求參數(shù)：

第二步：如果clieng_Id和client_secret校驗成功，接口會返回以下格式的數(shù)據(jù)，access_token就是接入token，expires_in就是過期時間（單位為秒），如果過期了，則需要重新調(diào)用此接口（如圖7所示）。

圖7 clieng_Id和client_secret的校驗

第三步：客戶端自己保存獲取到的token，如果過期了，則重新調(diào)用上述接口刷新token，驗證token通過后接入系統(tǒng)。

3 結(jié)束語

本文利用分層架構(gòu)模式，結(jié)合FUI、DTO、CommonDao等技術(shù)框架以及RabbitMQ、redis、Sharding-JDBC、RESTful服務接口管理等核心技術(shù)優(yōu)勢進行省級熱線平臺的建設，解決了省級熱線平臺接口復雜、管理困難、維護成本高、數(shù)據(jù)安全保障等問題，滿足了跨部門、跨層級的業(yè)務流轉(zhuǎn)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)一出入口、統(tǒng)一數(shù)據(jù)規(guī)范、統(tǒng)一技術(shù)體系、統(tǒng)一安全標準、統(tǒng)一業(yè)務協(xié)同的新模式，最大程度利用了基礎(chǔ)設施資源，節(jié)約建設成本，也為省級政務熱線開展熱線歸并、國家與地方熱線平臺對接工作奠定了基礎(chǔ)。