基于微服務(wù)架構(gòu)的新一代圖書館服務(wù)平臺建設(shè)研究
——以FOLIO為例★

王雪濤

(黑河學(xué)院圖書館 黑龍江 黑河 164300)

0 引言

隨著5G、云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等信息技術(shù)的飛速發(fā)展，讀者的需求也在不斷變化，傳統(tǒng)的圖書館服務(wù)平臺(Library Services Platform，LSP)已經(jīng)無法滿足圖書館復(fù)雜多元的信息資源管理和服務(wù)需求。近年來在智慧圖書館的研究與探索期間，關(guān)于新一代圖書館服務(wù)平臺的研究與實踐從未間斷。為了解決傳統(tǒng)圖書館服務(wù)平臺的不足，在新一代圖書館服務(wù)平臺建設(shè)中引入了微服務(wù)架構(gòu)理念。與傳統(tǒng)服務(wù)平臺相比，基于微服務(wù)架構(gòu)的FOLIO平臺在技術(shù)與業(yè)務(wù)兩方面具有較大優(yōu)勢。在技術(shù)層面，微服務(wù)與Web服務(wù)(WebSerivce)根本區(qū)別是，其只需關(guān)注單個模塊的重寫，而不必考慮系統(tǒng)全局，因此微服務(wù)提高了服務(wù)的靈活性。在業(yè)務(wù)層面，微服務(wù)可以使服務(wù)之間松耦合，因此微服務(wù)平臺擁有易擴展、便于維護，數(shù)據(jù)靈活共享等特點。由此基于FOLIO微服務(wù)架構(gòu)和互操作技術(shù)的“新一代圖書館服務(wù)平臺”建設(shè)時機逐漸成熟，其功能特點與業(yè)務(wù)需求已基本成型，將為智慧圖書館帶來全新的業(yè)務(wù)模式和環(huán)境生態(tài)。

1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

1.1 國外研究現(xiàn)狀

國外對新一代圖書館服務(wù)平臺的研究起步較早，其中Breeding M于2011年便創(chuàng)造性的提出了“新一代圖書館自動化系統(tǒng)”這一概念，并隨后將其重新定義為“圖書館服務(wù)平臺”，并認為其應(yīng)具有開放API、跨媒體格式、跨數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)高度共享、軟件即服務(wù)的特點。Machovec G則指出，圖書館服務(wù)平臺應(yīng)在 Web 基礎(chǔ)上提供社交應(yīng)用和移動交互界面。在商業(yè)領(lǐng)域，經(jīng)過激烈的市場競爭最終只剩下了ALMA、Sierra和WMS三款產(chǎn)品。在各大公司相繼推出新一代圖書館服務(wù)平臺之際，圖書館界仍有一股力量以開源為理念，組建開源社區(qū)，探索開源圖書館的研發(fā)。2016年由開放圖書館基金會(Open Library Foundation)主導(dǎo)，圖書館、供應(yīng)商及開發(fā)人員共同參與，基于社區(qū)合作創(chuàng)新定義的“未來的圖書館是開放的FOLIO” (Future of Libraries is Open，F(xiàn)OLIO)開源平臺誕生了。相對ALMA等平臺，F(xiàn)OLIO基于微服務(wù)架構(gòu)，部署方式靈活、擴展性強，可根據(jù)用戶個性化需求進行功能定制，并完全開源。但由于FOLIO起步較晚，直到2020年6月在密蘇里州立大學(xué)圖書館才最終得以正式上線。2022年1月19日，美國華盛頓州斯波坎市公共圖書館成為北美第一家使用FOLIO圖書館服務(wù)平臺的公共圖書館。

1.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀

目前，國內(nèi)關(guān)于微服務(wù)架構(gòu)的圖書館服務(wù)平臺相關(guān)研究，主要集中在系統(tǒng)架構(gòu)、功能分析、發(fā)展現(xiàn)狀、前沿展望與實例分析上，其中盧鳳玲、林偉明、余和劍、羅偉等專家學(xué)者，分別對智慧圖書館與新一代圖書館服務(wù)平臺的關(guān)系、平臺現(xiàn)狀與發(fā)展演變、新一代圖書館服務(wù)平臺主要特征、功能需求以及發(fā)展路徑等做了深入的分析研究。曹祺、周斌、肖錚、薛衛(wèi)雙等學(xué)者則通過對FOLIO平臺系統(tǒng)架構(gòu)、價值特征、功能定位等內(nèi)容的研究與分析，認為新一代圖書館服務(wù)平臺應(yīng)以微服務(wù)為平臺架構(gòu)、以松耦合、易擴展、互操作性、服務(wù)個性化等為主要特征。葉仁杰等、王昊賢等則通過實例驗證了FOLIO模式在圖書館服務(wù)平臺建設(shè)中的可行性。

2 新一代圖書館服務(wù)平臺的主要特征與業(yè)務(wù)需求

2.1 新一代圖書館服務(wù)平臺主要特征

2.1.1 平臺化

新一代圖書館服務(wù)平臺將打破原有圖書館信息系統(tǒng)建設(shè)模式，以中心知識庫為核心，以各類型資源為管理對象，以數(shù)據(jù)共享及管理為基礎(chǔ)，以滿足讀者需求和服務(wù)為中心目標(biāo)，構(gòu)建一種開放、可生長的服務(wù)管理平臺。平臺將打破原有信息系統(tǒng)孤立的現(xiàn)狀，實現(xiàn)各類型資源的統(tǒng)一管理。

2.1.2 開放性

在互聯(lián)網(wǎng)時代，圖書館將不是信息服務(wù)的唯一提供方，越來越多的第三方產(chǎn)品已融入了我們的日常生活。為了不被邊緣化，圖書館的功能服務(wù)應(yīng)主動嵌入用戶的閱讀與科研過程中，融入智慧校園體系，借助互聯(lián)網(wǎng)延伸到用戶的日常生活中去。為此，開放性將是新一代圖書館管理平臺的主要特征。平臺將實現(xiàn)開源，即允許第三方供應(yīng)商進行數(shù)據(jù)庫層級訪問，而不是僅僅通過API接口進行交互，這樣的好處是可以構(gòu)建從全局出發(fā)的系統(tǒng)，避免了在各項業(yè)務(wù)上尋求局部最優(yōu)解決方案時，造成的整個系統(tǒng)的低效。

2.1.3 易擴展

為了滿足多元化及個性化需求，新一代圖書館服務(wù)平臺應(yīng)具備較強的易擴展性，用戶可根據(jù)自身服務(wù)、館藏、空間特點，進行有針對性的功能定制，并實現(xiàn)快速搭建。平臺提供統(tǒng)一API接口，可實現(xiàn)第三方功能定制與接入，也可自由添加平臺內(nèi)提供的擴展功能。

2.1.4 云端化

云計算是新時代信息技術(shù)的主要技術(shù)標(biāo)準之一，通過其超大規(guī)模、高可靠性、超高運算速度等特性，有效解決了海量數(shù)據(jù)的存儲和高速計算問題。在新一代圖書館服務(wù)平臺建設(shè)中，將數(shù)字資源、系統(tǒng)平臺等云端化，結(jié)合5G等高速網(wǎng)絡(luò)，可以極大解決與提升數(shù)字資源存儲、訪問、分析等工作的效率，提高網(wǎng)絡(luò)訪問速度，同時降低硬件投入與運維成本。

(1)極化曲線。在60℃、常壓下進行電化學(xué)測試，添加4種緩蝕劑(質(zhì)量濃度均為200 mg/L)和不添加緩蝕劑的空白組極化曲線如圖2所示，擬合參數(shù)(見表4)。

2.1.5 社區(qū)化

要想實現(xiàn)圖書館服務(wù)平臺可持續(xù)發(fā)展，就要找到一個可以將圖書館、數(shù)據(jù)商、供應(yīng)商、獨立開發(fā)者等連接起來的平臺，最好的解決辦法是“社區(qū)化”，即類STEAM(PC端游戲平臺)社區(qū)，所有人都可以通過平臺開源特性，開發(fā)自己獨有功能或插件并以免費或收費的形式向其他用戶提供，使用者也可以隨時對該功能進行打分及點評，開發(fā)者可以通過平臺交流技術(shù)，這樣可以快速完善產(chǎn)品，提高產(chǎn)品復(fù)購與更新速度。

2.2 新一代圖書館服務(wù)平臺的業(yè)務(wù)需求

新一代圖書館服務(wù)平臺的業(yè)務(wù)需求主要可以概括為八個方面：(1)個性化UI：能夠針對不同用戶及不同接入端提供具有不同功能的UI界面；(2)紙電一體化管理：主要是解決現(xiàn)有管理平臺管紙不管電、無法進行統(tǒng)一檢索等問題；(3)全平臺與終端統(tǒng)一管理：對圖書館現(xiàn)有各種媒體平臺及終端設(shè)備進行統(tǒng)一管理、統(tǒng)一更新；(4)大數(shù)據(jù)分析決策與利用：可以對館藏資源結(jié)構(gòu)、用戶行為等數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計與分析，為資源采買、智慧服務(wù)提供數(shù)據(jù)支撐；(5)可擴展功能：通過應(yīng)用商店、社區(qū)方式，實現(xiàn)個性化的自定義功能，時刻保持平臺的成長性；(6)中心知識庫：可以為用戶提供期刊、論文、圖書、音視頻等多種類型元數(shù)據(jù)，并提供本地、網(wǎng)絡(luò)、館際互借等多種資源獲取形式；(7)智慧化服務(wù)與管理：通過多終端、多平臺，依托大數(shù)據(jù)為用戶提供多種學(xué)術(shù)、閱讀、空間等智慧服務(wù)。(8)數(shù)據(jù)云端化：數(shù)字資源與服務(wù)平臺云端化，最大化的提升服務(wù)效率，節(jié)約硬件及運維成本。

3 FOLIO平臺特點及其優(yōu)勢

3.1 FOLIO平臺特點

FOLIO平臺以社區(qū)協(xié)作為導(dǎo)向，旨在建立可持續(xù)的技術(shù)生態(tài)體系，并利用開源應(yīng)用為圖書館提供資源管理與擴展功能。FOLIO平臺規(guī)劃與開發(fā)遵循基本業(yè)務(wù)流程，形成以平臺、數(shù)據(jù)商、供應(yīng)商、個人開發(fā)者等共同參與創(chuàng)建的“應(yīng)用市場”及“社區(qū)”服務(wù)，圖書館可以根據(jù)個性化需求選擇適合自己的應(yīng)用。避免了“千館一面”的狀況，顯著降低了圖書館運維成本，提高了讀者服務(wù)水平。

FOLIO平臺分為界面層、應(yīng)用層、系統(tǒng)層、網(wǎng)關(guān)層。其中，OKAPI網(wǎng)關(guān)層即多租戶API網(wǎng)關(guān)，負責(zé)端口之間消息轉(zhuǎn)發(fā)工作，是整套系統(tǒng)的核心服務(wù)；界面層負責(zé)根據(jù)使用場景，將應(yīng)用封裝成不同界面，并通過接入端向用戶提供服務(wù)；系統(tǒng)層主要負責(zé)底層數(shù)據(jù)庫的公用基礎(chǔ)功能模塊的實現(xiàn)與管理工作；應(yīng)用層是業(yè)務(wù)邏輯層，可以針對不同用戶場景，提供基礎(chǔ)或獨立開發(fā)的應(yīng)用程序，見圖1。

圖1 FOLIO平臺架構(gòu)圖

3.2 FOLIO平臺優(yōu)勢

(1)更?。何⒎?wù)的基本思想在于考慮圍繞著業(yè)務(wù)領(lǐng)域來創(chuàng)建應(yīng)用，更小意味著單個應(yīng)用的體積小,覆蓋的功能也相對較小。單一服務(wù)可以獨立于其他服務(wù)或整個應(yīng)用程序本身而被創(chuàng)建、部署、維護、升級或替換。

(2)更快：一是開發(fā)速度快。FOLIO基于微服務(wù)架構(gòu),使得單個服務(wù)更集中于單一功能的實現(xiàn)，便于開發(fā)人員進行功能迭代。服務(wù)間通過API通信，開發(fā)人員可以通過熟悉的開發(fā)語言與架構(gòu)進行功能開發(fā)。FOLIO平臺采用云服務(wù)，且支持多用戶管理，服務(wù)商可通過云平臺同時為多個用戶提供定制化服務(wù)；二是部署時間快。微應(yīng)用采取獨立部署形式，應(yīng)用之間沒有直接的依賴關(guān)系,部署速度快。

(3)更強：首先，F(xiàn)OLIO平臺可為用戶提供獨立數(shù)據(jù)庫，并能夠做到物理上的數(shù)據(jù)隔絕，這樣可以簡化數(shù)據(jù)庫模型設(shè)計工作，最大化滿足用戶個性化需求。其次，開源與社區(qū)。具有開源特性的FOLIO平臺可以使應(yīng)用在數(shù)據(jù)庫底層進行數(shù)據(jù)交換，從而使采用不同開發(fā)語言的應(yīng)用之間有效避免“煙囪”效應(yīng)的發(fā)生。社區(qū)化是FOLIO平臺的重要特點之一，用戶可以實現(xiàn)平臺的托管與運營，開發(fā)者也能夠通過社區(qū)共同開發(fā)圖書館平臺。最后，F(xiàn)OLIO具有跨系統(tǒng)、跨庫互操作與數(shù)據(jù)交換能力。FOLIO平臺可以集成和鏈接機構(gòu)內(nèi)外所有應(yīng)用，并將應(yīng)用創(chuàng)建在平臺上供用戶選擇。

4 新一代圖書館服務(wù)平臺設(shè)計構(gòu)想

為了滿足智慧圖書館業(yè)務(wù)需求，嘗試搭建基于FOLIO的新一代圖書館服務(wù)平臺。平臺分為“三層”“四中臺”，分別是交互層、數(shù)據(jù)服務(wù)層與基礎(chǔ)層，服務(wù)中臺、AI中臺、數(shù)據(jù)中臺與技術(shù)中臺，并依托中臺設(shè)計了可擴展的系統(tǒng)功能模塊。

4.1 平臺架構(gòu)

為了搭建一個能夠靈活應(yīng)對服務(wù)變化，快速實現(xiàn)前端需求，避免重復(fù)建設(shè)，以達到提高服務(wù)效率目的的圖書館服務(wù)平臺，詳見圖2。在FOLIO微服務(wù)架構(gòu)的基礎(chǔ)上引入中臺概念，并將FOLIO原有架構(gòu)壓縮為三層，分別是交互層、數(shù)據(jù)服務(wù)層與基礎(chǔ)層。中臺則由服務(wù)中臺、AI中臺、數(shù)據(jù)中臺、技術(shù)中臺組成。技術(shù)中臺，主要負責(zé)云服務(wù)、多租戶管理、權(quán)限分配與認證、智能硬件設(shè)備管理等基礎(chǔ)支持與服務(wù)；服務(wù)中臺，負責(zé)掛接與管理基礎(chǔ)應(yīng)用與微應(yīng)用；AI中臺，負責(zé)系統(tǒng)學(xué)習(xí)、智能服務(wù)、多終端管理等工作；數(shù)據(jù)中臺，負責(zé)資源數(shù)據(jù)管理與分析、用戶畫像繪制與利用、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)服務(wù)及模型算法管理等。技術(shù)中臺、數(shù)據(jù)中臺與AI中臺附能服務(wù)中臺。

圖2 新一代圖書館服務(wù)平臺架構(gòu)

基于FOLIO微服務(wù)架構(gòu)的開源特性，使得第三方數(shù)據(jù)商、圖書館、供應(yīng)商或個人開發(fā)者都可以通過應(yīng)用中心提供的統(tǒng)一API接口及開發(fā)引擎組件，根據(jù)用戶需求定制個性化的功能，并存儲在應(yīng)用中心以備隨時添加到微應(yīng)用模塊中。同時，還可以在“社區(qū)”中為某一服務(wù)提供插件或源代碼供其他開發(fā)者優(yōu)化?；A(chǔ)應(yīng)用是根據(jù)業(yè)務(wù)流程梳理，抽取業(yè)務(wù)中的公用部分，形成的公共服務(wù)。微應(yīng)用則是根據(jù)技術(shù)發(fā)展、業(yè)務(wù)需要由平臺或第三方獨立設(shè)計的個性化服務(wù)?；A(chǔ)應(yīng)用和微應(yīng)用共同形成了新一代圖書館服務(wù)平臺應(yīng)用體系。根據(jù)使用場景，將不同的應(yīng)用封裝成不同的UI界面，如門戶網(wǎng)站、館員工作站、讀者服務(wù)門戶、新媒體門戶等不同形式。也可以為原有的應(yīng)用添加全新的UI界面，而不必重新開發(fā)一整套系統(tǒng)。用戶通過接入端連接到圖書館服務(wù)平臺，平臺通過認證系統(tǒng)確定用戶身份，并根據(jù)不同的身份登錄不同UI界面，進而顯示不同的功能。

4.2 搭建“中臺橋”

為了解決傳統(tǒng)微服務(wù)無法在數(shù)據(jù)庫層實現(xiàn)互訪，而只能通過接口進行交互的問題，基于FOLIO的新一代圖書館服務(wù)平臺應(yīng)引入中臺概念，包括業(yè)務(wù)中臺、數(shù)據(jù)中臺、技術(shù)中臺與AI中臺，形成一個具有中國特色的基于云原生的微服務(wù)架構(gòu)。其中，業(yè)務(wù)中臺生產(chǎn)與傳遞數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)中臺處理數(shù)據(jù)產(chǎn)生結(jié)論，并分享給業(yè)務(wù)中臺。技術(shù)中臺為業(yè)務(wù)中臺落地時所需的技術(shù)組件提供支撐。AI中臺通過業(yè)務(wù)理解、模型學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)處理和運行監(jiān)控實現(xiàn)對智能服務(wù)的支持，并與數(shù)據(jù)中臺一同支撐前臺基礎(chǔ)應(yīng)用與個性應(yīng)用。同時，為了避免數(shù)據(jù)中臺陷入“事后看數(shù)據(jù)”的誤區(qū)，應(yīng)使其與業(yè)務(wù)中臺緊密連接，形成一個協(xié)作閉環(huán)。數(shù)據(jù)中臺通過處理更多更優(yōu)質(zhì)的數(shù)據(jù)，產(chǎn)生了更高質(zhì)量的結(jié)論，讓業(yè)務(wù)中臺更靠近用戶的真實需求，并能產(chǎn)生更多更優(yōu)質(zhì)的數(shù)據(jù)。所以中臺是橋，將用戶、業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)等緊緊相連。

4.3 FOLIO基礎(chǔ)平臺搭建與系統(tǒng)功能構(gòu)想

4.3.1 FOLIO基礎(chǔ)平臺搭建

搭建FOLIO基礎(chǔ)平臺是設(shè)計和配置功能模塊的基礎(chǔ)和前提，F(xiàn)OLIO平臺提供基礎(chǔ)模塊共設(shè)計者使用。分別是負責(zé)微服務(wù)運行與管理的OKAPI模塊、權(quán)限模塊mod-permissions、登錄模塊mod-logi、用戶信息管理模塊mod-users、過濾全部代理流量模塊mod-authtoken及與數(shù)據(jù)訪問等操作有關(guān)的業(yè)務(wù)邏輯模塊mod-users-bl。在搭建FOLIO平臺時，系統(tǒng)對部署、發(fā)布與配置等命令進行有效整合，并配置所需的描述文件，同時對獲取的核心命令進行封裝，通過相應(yīng)機制獲取應(yīng)用程序信息，并自動生成模塊所需描述文件，最終實現(xiàn)快速啟動。

4.3.2 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計構(gòu)想

基于FOLIO的新一代圖書館服務(wù)平臺通過四大中臺，可以擴展出n模塊。首先，服務(wù)中臺是平臺的應(yīng)用中心，其包含了基礎(chǔ)應(yīng)用和微應(yīng)用。主要模塊包括：流通、統(tǒng)一檢索、采編、資源管理、業(yè)務(wù)管理、中心知識庫等功能，是新一代圖書館服務(wù)平臺的基礎(chǔ)服務(wù)功能；其次，AI中臺是整個服務(wù)平臺的大腦，掌管平臺智能學(xué)習(xí)、智能硬件管理、智慧服務(wù)等功能，主要模塊包括：機器學(xué)習(xí)、語義分析、智能導(dǎo)航、智能環(huán)境調(diào)節(jié)、智能問答等；再次，數(shù)據(jù)中臺是平臺的心臟，負責(zé)整個平臺數(shù)據(jù)管理、分析與賦能，主要模塊包括：數(shù)據(jù)管理、用戶畫像、知識庫、知識圖譜、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)服務(wù)。最后，技術(shù)中臺是平臺的血液，主要為平臺提供基礎(chǔ)服務(wù)、技術(shù)與硬件支持，主要模塊包括：權(quán)限管理與身份認證、數(shù)據(jù)采集、多租戶管理等。以上四大中臺與UI界面共同構(gòu)成了圖書館服務(wù)平臺。

5 建議與展望

(1)建議：一是融合智慧城市、智慧校園建設(shè)，打造“一網(wǎng)通”的圖書館服務(wù)平臺，打破線上線下壁壘，為讀者提供一站式和全流程閉環(huán)服務(wù)；二是構(gòu)建智慧圖書館知識發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)，以便實現(xiàn)對數(shù)字文獻、圖像、音視頻等不同類型資源，進行數(shù)據(jù)整合與關(guān)聯(lián)訪問；三是推進業(yè)務(wù)流程重組，建立扁平化的業(yè)務(wù)流程體系，優(yōu)化與提升圖書館管理與服務(wù)流程，以便能夠更好地為讀者提供全方位的服務(wù)；四是構(gòu)建符合智慧圖書館需求的館員培養(yǎng)制度，制定一套智慧館員選拔、激勵和發(fā)展機制，最終形成一套智慧圖書館人員發(fā)展體系。

(2)展望：基于微服務(wù)架構(gòu)的FOLIO平臺不僅僅是一個產(chǎn)品，更是一個理念，它是鏈接智慧圖書館與讀者的橋梁，同時也改變了圖書館與服務(wù)提供商、開發(fā)者之間的關(guān)系，使其能夠圍繞用戶需求協(xié)作完成應(yīng)用開發(fā)。其微服務(wù)、云架構(gòu)、開源與社區(qū)、支持多用戶、靈活擴展等特性，充分顯示了其技術(shù)的先進性和結(jié)構(gòu)的合理性，為新一代圖書館服務(wù)平臺的搭建提供了有力的技術(shù)保障。作為FOLIO本土化產(chǎn)品的代表，CALIS主導(dǎo)的CLSP及云瀚項目的發(fā)展與落地，是新一代圖書館服務(wù)平臺建設(shè)的積極嘗試，國內(nèi)圖書館界應(yīng)持續(xù)對其發(fā)展進行關(guān)注，并積極參與嘗試。