文/李騫

近期，新華社“馬克思主義新聞觀手機在線學(xué)習(xí)競賽活動”圓滿落幕。在15天的線上答題期間里，70家社屬單位全員參與，全社共有12000余人下載活動APP參與答題，參與率接近100%，營造了良好的學(xué)習(xí)氛圍，有效地將新華社馬克思主義新聞觀教育向縱深推進。而在這次活動的背后，技術(shù)的支撐尤為關(guān)鍵。短短3個月的時間，我?guī)ьI(lǐng)三人的自主研發(fā)團隊，從無到有，從構(gòu)想到落地，完成了競賽答題平臺的完全自主研發(fā)。正是依托這一平臺，才能在短時間內(nèi)快速構(gòu)建起整個活動的框架。那么這個平臺究竟是通過什么樣的技術(shù)手段來支撐這種活動的呢？

1.平臺設(shè)計難點

既謂之“平臺”，我們的初衷當然不是一套一次性使用的后臺應(yīng)用，而是一個能夠提供給不同用戶開展多次活動反復(fù)使用的競賽答題平臺。

我們首先通過與活動主辦部門的多次研究討論，建立了本次馬克思主義新聞觀學(xué)習(xí)競賽活動的業(yè)務(wù)場景：活動分為數(shù)個章節(jié)，各章題目隨機，以闖關(guān)形式為主，依次進行。參與者還可對排名靠前者發(fā)起挑戰(zhàn)，挑戰(zhàn)者、被挑戰(zhàn)者均有機會獲得積分獎勵。另外，答完全部章節(jié)的參與者繼續(xù)自行答題，可反復(fù)獲得積分獎勵，積分不設(shè)上限。所有問答題目均可實時顯示正確答案供參與者學(xué)習(xí)。

隨后我們結(jié)合本次活動的業(yè)務(wù)場景、需求并結(jié)合平臺化的構(gòu)想，綜合梳理出了競賽答題平臺設(shè)計中的難點，具體如下。

1.1 活動模式多

答題競賽類活動包括闖關(guān)、挑戰(zhàn)、練習(xí)等多種模式，各模式需要能夠進行靈活的配置。

1.2 參與單位、參與人員數(shù)量多

一次活動應(yīng)該既可以針對一個單位又可以針對多個單位，由于每個單位又有眾多的下屬部門、人員，這就造成活動涉及到的人員和單位（部門）數(shù)量相當之多。平臺如果沒有有效的參與單位（部門）、參與人員的管理功能，將會導(dǎo)致很高的管理成本，并影響活動組織效率。

1.3 高并發(fā)訪問

存在不同程度的并發(fā)訪問情況。如較長周期的活動會在活動剛開始和即將結(jié)束兩個時間點產(chǎn)生較大的并發(fā)量等。需保證在有較大并發(fā)訪問的情況下，系統(tǒng)及系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)不會發(fā)生異常，并且維持高性能運轉(zhuǎn)，及時地返回數(shù)據(jù)請求結(jié)果。

1.4 多維度的活動統(tǒng)計

活動中及活動后的統(tǒng)計數(shù)據(jù)對于這類活動而言十分重要。對于參與者而言，直觀的活動統(tǒng)計是他們確認自身答題情況、排名的重要手段；對于組織者而言，多維度的活動統(tǒng)計往往可以作為判斷這次活動是否成功的關(guān)鍵參考。

1.5 靈活快速地響應(yīng)業(yè)務(wù)變化

平臺運行長久與否，很重要的一方面在于其是否能夠適應(yīng)不斷變化的業(yè)務(wù)需求，并進行快速迭代更新。

1.6 數(shù)據(jù)安全不得有失

活動中涉及到的用戶數(shù)據(jù)及活動本身的數(shù)據(jù)都需要有較好的安全保障。對于任何數(shù)據(jù)非法獲取或篡改的操作及各種非法請求都必須嚴加防范。

2.平臺的設(shè)計

在平臺的設(shè)計過程中，我?guī)ьI(lǐng)團隊成員們進行了充分的前期調(diào)研，完成了多次 的頭腦風(fēng)暴，從功能設(shè)計、技術(shù)選型、部署保障等多方面充分應(yīng)對設(shè)計難點。

2.1 功能設(shè)計

平臺提供人員管理、組織機構(gòu)管理、題庫管理、活動管理、統(tǒng)計分析、用戶認證、API服務(wù)等一系列功能和服務(wù)，以支撐不同的答題類活動。

通過活動、關(guān)卡等的交互式配置界面，支持多活動、多關(guān)卡，活動組織者可以輕松地對活動的參數(shù)進行調(diào)整。

通過提供分級管理、批量數(shù)據(jù)導(dǎo)入等方式，減輕組織者的單位、人員管理成本。提供按組織結(jié)構(gòu)、活動關(guān)卡等多維度的統(tǒng)計查詢功能，方便組織者進行實時的統(tǒng)計。

而API服務(wù)則給活動終端提供多種API接口，使得活動終端可以靈活實現(xiàn)各種用戶交互功能。

平臺所有功能通過角色、內(nèi)容權(quán)限進行劃分，只有具備相應(yīng)權(quán)限的用戶才可以進行具體功能操作。

2.2 技術(shù)框架

平臺采用B/S架構(gòu)。

2.2.1 服務(wù)端

其中，服務(wù)器端基于Node.js、MySQL等技術(shù)，采用Express框架進行開發(fā)，并提供符合RESTful規(guī)范的API接口。

Node.js技術(shù)是由事件驅(qū)動、非阻塞式 I/O 的編程模型，可充分提高程序執(zhí)行效率，降低接口延遲。

表1 各場景下Node.js與JAVA的性能比較[1]

通過數(shù)據(jù)比較我們可以看到，除了計算密集型場景，在I/O密集、計算I/O平衡、長阻塞I/O請求等各場景下，每秒可處理的請求數(shù)Node.js比Java要多數(shù)倍，在并發(fā)情況下，Node.js性能還可以再有數(shù)倍的提升。

根據(jù)我們的分析，競賽答題平臺主要是進行用戶請求的快速處理，很少涉及到復(fù)雜的計算，其就是一個典型的I/O密集型應(yīng)用，為了獲得最好的平臺性能，我們選擇使用Node.js。

Express是一個簡潔、靈活的Node.js Web應(yīng)用開發(fā)框架，可以方便快捷地編寫Web請求處理邏輯并創(chuàng)建API服務(wù)，并且由于其模塊化的特性，便于進行后續(xù)的功能擴展。

數(shù)據(jù)庫采用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫MySQL，并根據(jù)業(yè)務(wù)需求設(shè)計請求性能及擴展性良好的數(shù)據(jù)庫表，保證數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的可擴展性，以應(yīng)對可能的業(yè)務(wù)變化。由于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫本身的關(guān)系特性，其適合完成復(fù)雜的統(tǒng)計查詢操作，可以根據(jù)業(yè)務(wù)需求進行多維度的數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計操作。

2.2.2 瀏覽器端

瀏覽器端基于HTML5、CSS3、JavaScript等技術(shù)，采用Vue.js框架和Element UI庫進行開發(fā)，實現(xiàn)簡潔、易用、模塊化的UI界面。Vue.js框架簡潔、輕量化，易于進行快速迭代開發(fā)，其組件化的特性使得瀏覽器端的功能擴展性得到保障。Element UI庫提供多樣的UI組件，可以給用戶提供優(yōu)雅的交互體驗，并使得平臺管理界面的開發(fā)、組裝變得更加快速。

2.3 部署設(shè)計

平臺使用CDN（內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)）技術(shù)為平臺活動靜態(tài)內(nèi)容提供內(nèi)容加速服務(wù)。CDN能夠自動判別新華通網(wǎng)站動靜態(tài)內(nèi)容，通過智能負載均衡系統(tǒng)將用戶的訪問定位至最佳節(jié)點[2]，能有效避開網(wǎng)絡(luò)中的擁塞，實現(xiàn)用戶最快訪問，改善服務(wù)效果，為用戶訪問活動內(nèi)容提供快捷、穩(wěn)定的支撐，同時降低應(yīng)用服務(wù)器的訪問負載。下面的兩幅圖為本次活動CDN命中示意圖(深色為命中)，通過CDN的使用，保護了源站并有效避免了網(wǎng)絡(luò)擁塞，從而支撐了來自國內(nèi)全部34個省級行政區(qū)和海外100多個國家及地區(qū)的訪問。

圖1 CDN命中示意圖（國內(nèi)）

圖2 CDN命中示意圖（海外）

平臺通過使用負載均衡技術(shù)，平衡用戶的應(yīng)用服務(wù)器訪問請求。同時，支持系統(tǒng)在負載較大的情況下，根據(jù)系統(tǒng)瓶頸，橫向擴展相應(yīng)組件，如負載均衡服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器等。

平臺通過定期的系統(tǒng)數(shù)據(jù)備份，確保平臺數(shù)據(jù)在意外丟失時能夠及時恢復(fù)。

2.4 安全性設(shè)計

平臺在安全方面采取了多種安全防護措施，確保系統(tǒng)、數(shù)據(jù)的安全性。例如：

（1）使用SSL安全證書，對網(wǎng)絡(luò)請求進行加密；（2）對關(guān)鍵信息進行加密處理，從數(shù)據(jù)源頭上進行安全保護；

（3）對服務(wù)器進行定期漏洞檢測、基線檢查、病毒查殺；

（4）使用Web應(yīng)用防火墻對系統(tǒng)業(yè)務(wù)流量進行惡意特征識別及防護，將正常、安全的流量回源到服務(wù)器。避免網(wǎng)站服務(wù)器被惡意入侵，保障業(yè)務(wù)的核心數(shù)據(jù)安全，解決因惡意攻擊導(dǎo)致的服務(wù)器性能異常問題；

（5）進行系統(tǒng)訪問控制，僅允許指定范圍的訪入請求；

對技術(shù)手段作弊行為進行識別，確?；顒庸叫?。

3.成果及改進方向

通過有針對性的分析、設(shè)計和在短短兩三個月的時間完成近8萬行代碼編寫迭代的高效率敏捷化開發(fā)，實現(xiàn)了整個競賽答題平臺的構(gòu)建。正是基于這一平臺，“馬克思主義新聞觀手機在線學(xué)習(xí)競賽活動”取得了如前言所述的圓滿成功?；顒映浞终{(diào)動了職工的參與積極性，并受到了社領(lǐng)導(dǎo)及眾多職工的廣泛贊譽。活動組織者們也紛紛對平臺的穩(wěn)定運行和易用性表示了肯定。

正如前文提到的那樣，作為一個平臺，一次活動，一次成功只能算是其生命周期的一小步，這一平臺還有巨大的潛力可以挖掘，還有許多可以改進的地方，例如：

（1）根據(jù)業(yè)務(wù)需求升級、優(yōu)化系統(tǒng)功能；

（2）系統(tǒng)交互易用性的提升，提供多維度的查詢、篩選、排序等功能；

（3）提供更多的活動統(tǒng)計維度；

（4）更完善的作弊行為處理機制；

（5）進一步增強系統(tǒng)的安全性；

（6）面向更多單位提供平臺服務(wù)。

4.總結(jié)

通過自主研發(fā)的方式，提高開發(fā)效率，縮短迭代周期，快速適應(yīng)變化，通過對業(yè)務(wù)的認真分析、抽象，然后進行有針對性的設(shè)計開發(fā)，最終形成高效易用的平臺并良好地服務(wù)于業(yè)務(wù)。相信以此為起點，該平臺未來還會不斷進化，并將發(fā)揮更為重要的作用。