基于微服务架构的新一代图书馆服务平台建设研究——以FOLIO为例★

王雪涛

(黑河学院图书馆 黑龙江 黑河 164300)

0 引言

随着5G、云计算、大数据、物联网、人工智能等信息技术的飞速发展，读者的需求也在不断变化，传统的图书馆服务平台(Library Services Platform，LSP)已经无法满足图书馆复杂多元的信息资源管理和服务需求。近年来在智慧图书馆的研究与探索期间，关于新一代图书馆服务平台的研究与实践从未间断。为了解决传统图书馆服务平台的不足，在新一代图书馆服务平台建设中引入了微服务架构理念。与传统服务平台相比，基于微服务架构的FOLIO平台在技术与业务两方面具有较大优势。在技术层面，微服务与Web服务(WebSerivce)根本区别是，其只需关注单个模块的重写，而不必考虑系统全局，因此微服务提高了服务的灵活性。在业务层面，微服务可以使服务之间松耦合，因此微服务平台拥有易扩展、便于维护，数据灵活共享等特点。由此基于FOLIO微服务架构和互操作技术的“新一代图书馆服务平台”建设时机逐渐成熟，其功能特点与业务需求已基本成型，将为智慧图书馆带来全新的业务模式和环境生态。

1 国内外研究现状

1.1 国外研究现状

国外对新一代图书馆服务平台的研究起步较早，其中Breeding M于2011年便创造性的提出了“新一代图书馆自动化系统”这一概念，并随后将其重新定义为“图书馆服务平台”，并认为其应具有开放API、跨媒体格式、跨数据格式、数据高度共享、软件即服务的特点。Machovec G则指出，图书馆服务平台应在 Web 基础上提供社交应用和移动交互界面。在商业领域，经过激烈的市场竞争最终只剩下了ALMA、Sierra和WMS三款产品。在各大公司相继推出新一代图书馆服务平台之际，图书馆界仍有一股力量以开源为理念，组建开源社区，探索开源图书馆的研发。2016年由开放图书馆基金会(Open Library Foundation)主导，图书馆、供应商及开发人员共同参与，基于社区合作创新定义的“未来的图书馆是开放的FOLIO” (Future of Libraries is Open，FOLIO)开源平台诞生了。相对ALMA等平台，FOLIO基于微服务架构，部署方式灵活、扩展性强，可根据用户个性化需求进行功能定制，并完全开源。但由于FOLIO起步较晚，直到2020年6月在密苏里州立大学图书馆才最终得以正式上线。2022年1月19日，美国华盛顿州斯波坎市公共图书馆成为北美第一家使用FOLIO图书馆服务平台的公共图书馆。

1.2 国内研究现状

目前，国内关于微服务架构的图书馆服务平台相关研究，主要集中在系统架构、功能分析、发展现状、前沿展望与实例分析上，其中卢凤玲、林伟明、余和剑、罗伟等专家学者，分别对智慧图书馆与新一代图书馆服务平台的关系、平台现状与发展演变、新一代图书馆服务平台主要特征、功能需求以及发展路径等做了深入的分析研究。曹祺、周斌、肖铮、薛卫双等学者则通过对FOLIO平台系统架构、价值特征、功能定位等内容的研究与分析，认为新一代图书馆服务平台应以微服务为平台架构、以松耦合、易扩展、互操作性、服务个性化等为主要特征。叶仁杰等、王昊贤等则通过实例验证了FOLIO模式在图书馆服务平台建设中的可行性。

2 新一代图书馆服务平台的主要特征与业务需求

2.1 新一代图书馆服务平台主要特征

2.1.1 平台化

新一代图书馆服务平台将打破原有图书馆信息系统建设模式，以中心知识库为核心，以各类型资源为管理对象，以数据共享及管理为基础，以满足读者需求和服务为中心目标，构建一种开放、可生长的服务管理平台。平台将打破原有信息系统孤立的现状，实现各类型资源的统一管理。

2.1.2 开放性

在互联网时代，图书馆将不是信息服务的唯一提供方，越来越多的第三方产品已融入了我们的日常生活。为了不被边缘化，图书馆的功能服务应主动嵌入用户的阅读与科研过程中，融入智慧校园体系，借助互联网延伸到用户的日常生活中去。为此，开放性将是新一代图书馆管理平台的主要特征。平台将实现开源，即允许第三方供应商进行数据库层级访问，而不是仅仅通过API接口进行交互，这样的好处是可以构建从全局出发的系统，避免了在各项业务上寻求局部最优解决方案时，造成的整个系统的低效。

2.1.3 易扩展

为了满足多元化及个性化需求，新一代图书馆服务平台应具备较强的易扩展性，用户可根据自身服务、馆藏、空间特点，进行有针对性的功能定制，并实现快速搭建。平台提供统一API接口，可实现第三方功能定制与接入，也可自由添加平台内提供的扩展功能。

2.1.4 云端化

云计算是新时代信息技术的主要技术标准之一，通过其超大规模、高可靠性、超高运算速度等特性，有效解决了海量数据的存储和高速计算问题。在新一代图书馆服务平台建设中，将数字资源、系统平台等云端化，结合5G等高速网络，可以极大解决与提升数字资源存储、访问、分析等工作的效率，提高网络访问速度，同时降低硬件投入与运维成本。

(1)极化曲线。在60℃、常压下进行电化学测试，添加4种缓蚀剂(质量浓度均为200 mg/L)和不添加缓蚀剂的空白组极化曲线如图2所示，拟合参数(见表4)。

2.1.5 社区化

要想实现图书馆服务平台可持续发展，就要找到一个可以将图书馆、数据商、供应商、独立开发者等连接起来的平台，最好的解决办法是“社区化”，即类STEAM(PC端游戏平台)社区，所有人都可以通过平台开源特性，开发自己独有功能或插件并以免费或收费的形式向其他用户提供，使用者也可以随时对该功能进行打分及点评，开发者可以通过平台交流技术，这样可以快速完善产品，提高产品复购与更新速度。

2.2 新一代图书馆服务平台的业务需求

新一代图书馆服务平台的业务需求主要可以概括为八个方面：(1)个性化UI：能够针对不同用户及不同接入端提供具有不同功能的UI界面；(2)纸电一体化管理：主要是解决现有管理平台管纸不管电、无法进行统一检索等问题；(3)全平台与终端统一管理：对图书馆现有各种媒体平台及终端设备进行统一管理、统一更新；(4)大数据分析决策与利用：可以对馆藏资源结构、用户行为等数据进行统计与分析，为资源采买、智慧服务提供数据支撑；(5)可扩展功能：通过应用商店、社区方式，实现个性化的自定义功能，时刻保持平台的成长性；(6)中心知识库：可以为用户提供期刊、论文、图书、音视频等多种类型元数据，并提供本地、网络、馆际互借等多种资源获取形式；(7)智慧化服务与管理：通过多终端、多平台，依托大数据为用户提供多种学术、阅读、空间等智慧服务。(8)数据云端化：数字资源与服务平台云端化，最大化的提升服务效率，节约硬件及运维成本。

3 FOLIO平台特点及其优势

3.1 FOLIO平台特点

FOLIO平台以社区协作为导向，旨在建立可持续的技术生态体系，并利用开源应用为图书馆提供资源管理与扩展功能。FOLIO平台规划与开发遵循基本业务流程，形成以平台、数据商、供应商、个人开发者等共同参与创建的“应用市场”及“社区”服务，图书馆可以根据个性化需求选择适合自己的应用。避免了“千馆一面”的状况，显著降低了图书馆运维成本，提高了读者服务水平。

FOLIO平台分为界面层、应用层、系统层、网关层。其中，OKAPI网关层即多租户API网关，负责端口之间消息转发工作，是整套系统的核心服务；界面层负责根据使用场景，将应用封装成不同界面，并通过接入端向用户提供服务；系统层主要负责底层数据库的公用基础功能模块的实现与管理工作；应用层是业务逻辑层，可以针对不同用户场景，提供基础或独立开发的应用程序，见图1。

图1 FOLIO平台架构图

3.2 FOLIO平台优势

(1)更小：微服务的基本思想在于考虑围绕着业务领域来创建应用，更小意味着单个应用的体积小,覆盖的功能也相对较小。单一服务可以独立于其他服务或整个应用程序本身而被创建、部署、维护、升级或替换。

(2)更快：一是开发速度快。FOLIO基于微服务架构,使得单个服务更集中于单一功能的实现，便于开发人员进行功能迭代。服务间通过API通信，开发人员可以通过熟悉的开发语言与架构进行功能开发。FOLIO平台采用云服务，且支持多用户管理，服务商可通过云平台同时为多个用户提供定制化服务；二是部署时间快。微应用采取独立部署形式，应用之间没有直接的依赖关系,部署速度快。

(3)更强：首先，FOLIO平台可为用户提供独立数据库，并能够做到物理上的数据隔绝，这样可以简化数据库模型设计工作，最大化满足用户个性化需求。其次，开源与社区。具有开源特性的FOLIO平台可以使应用在数据库底层进行数据交换，从而使采用不同开发语言的应用之间有效避免“烟囱”效应的发生。社区化是FOLIO平台的重要特点之一，用户可以实现平台的托管与运营，开发者也能够通过社区共同开发图书馆平台。最后，FOLIO具有跨系统、跨库互操作与数据交换能力。FOLIO平台可以集成和链接机构内外所有应用，并将应用创建在平台上供用户选择。

4 新一代图书馆服务平台设计构想

为了满足智慧图书馆业务需求，尝试搭建基于FOLIO的新一代图书馆服务平台。平台分为“三层”“四中台”，分别是交互层、数据服务层与基础层，服务中台、AI中台、数据中台与技术中台，并依托中台设计了可扩展的系统功能模块。

4.1 平台架构

为了搭建一个能够灵活应对服务变化，快速实现前端需求，避免重复建设，以达到提高服务效率目的的图书馆服务平台，详见图2。在FOLIO微服务架构的基础上引入中台概念，并将FOLIO原有架构压缩为三层，分别是交互层、数据服务层与基础层。中台则由服务中台、AI中台、数据中台、技术中台组成。技术中台，主要负责云服务、多租户管理、权限分配与认证、智能硬件设备管理等基础支持与服务；服务中台，负责挂接与管理基础应用与微应用；AI中台，负责系统学习、智能服务、多终端管理等工作；数据中台，负责资源数据管理与分析、用户画像绘制与利用、基础数据服务及模型算法管理等。技术中台、数据中台与AI中台附能服务中台。

图2 新一代图书馆服务平台架构

基于FOLIO微服务架构的开源特性，使得第三方数据商、图书馆、供应商或个人开发者都可以通过应用中心提供的统一API接口及开发引擎组件，根据用户需求定制个性化的功能，并存储在应用中心以备随时添加到微应用模块中。同时，还可以在“社区”中为某一服务提供插件或源代码供其他开发者优化。基础应用是根据业务流程梳理，抽取业务中的公用部分，形成的公共服务。微应用则是根据技术发展、业务需要由平台或第三方独立设计的个性化服务。基础应用和微应用共同形成了新一代图书馆服务平台应用体系。根据使用场景，将不同的应用封装成不同的UI界面，如门户网站、馆员工作站、读者服务门户、新媒体门户等不同形式。也可以为原有的应用添加全新的UI界面，而不必重新开发一整套系统。用户通过接入端连接到图书馆服务平台，平台通过认证系统确定用户身份，并根据不同的身份登录不同UI界面，进而显示不同的功能。

4.2 搭建“中台桥”

为了解决传统微服务无法在数据库层实现互访，而只能通过接口进行交互的问题，基于FOLIO的新一代图书馆服务平台应引入中台概念，包括业务中台、数据中台、技术中台与AI中台，形成一个具有中国特色的基于云原生的微服务架构。其中，业务中台生产与传递数据。数据中台处理数据产生结论，并分享给业务中台。技术中台为业务中台落地时所需的技术组件提供支撑。AI中台通过业务理解、模型学习、数据处理和运行监控实现对智能服务的支持，并与数据中台一同支撑前台基础应用与个性应用。同时，为了避免数据中台陷入“事后看数据”的误区，应使其与业务中台紧密连接，形成一个协作闭环。数据中台通过处理更多更优质的数据，产生了更高质量的结论，让业务中台更靠近用户的真实需求，并能产生更多更优质的数据。所以中台是桥，将用户、业务、数据等紧紧相连。

4.3 FOLIO基础平台搭建与系统功能构想

4.3.1 FOLIO基础平台搭建

搭建FOLIO基础平台是设计和配置功能模块的基础和前提，FOLIO平台提供基础模块共设计者使用。分别是负责微服务运行与管理的OKAPI模块、权限模块mod-permissions、登录模块mod-logi、用户信息管理模块mod-users、过滤全部代理流量模块mod-authtoken及与数据访问等操作有关的业务逻辑模块mod-users-bl。在搭建FOLIO平台时，系统对部署、发布与配置等命令进行有效整合，并配置所需的描述文件，同时对获取的核心命令进行封装，通过相应机制获取应用程序信息，并自动生成模块所需描述文件，最终实现快速启动。

4.3.2 系统功能模块设计构想

基于FOLIO的新一代图书馆服务平台通过四大中台，可以扩展出n模块。首先，服务中台是平台的应用中心，其包含了基础应用和微应用。主要模块包括：流通、统一检索、采编、资源管理、业务管理、中心知识库等功能，是新一代图书馆服务平台的基础服务功能；其次，AI中台是整个服务平台的大脑，掌管平台智能学习、智能硬件管理、智慧服务等功能，主要模块包括：机器学习、语义分析、智能导航、智能环境调节、智能问答等；再次，数据中台是平台的心脏，负责整个平台数据管理、分析与赋能，主要模块包括：数据管理、用户画像、知识库、知识图谱、基础数据服务。最后，技术中台是平台的血液，主要为平台提供基础服务、技术与硬件支持，主要模块包括：权限管理与身份认证、数据采集、多租户管理等。以上四大中台与UI界面共同构成了图书馆服务平台。

5 建议与展望

(1)建议：一是融合智慧城市、智慧校园建设，打造“一网通”的图书馆服务平台，打破线上线下壁垒，为读者提供一站式和全流程闭环服务；二是构建智慧图书馆知识发现系统，以便实现对数字文献、图像、音视频等不同类型资源，进行数据整合与关联访问；三是推进业务流程重组，建立扁平化的业务流程体系，优化与提升图书馆管理与服务流程，以便能够更好地为读者提供全方位的服务；四是构建符合智慧图书馆需求的馆员培养制度，制定一套智慧馆员选拔、激励和发展机制，最终形成一套智慧图书馆人员发展体系。

(2)展望：基于微服务架构的FOLIO平台不仅仅是一个产品，更是一个理念，它是链接智慧图书馆与读者的桥梁，同时也改变了图书馆与服务提供商、开发者之间的关系，使其能够围绕用户需求协作完成应用开发。其微服务、云架构、开源与社区、支持多用户、灵活扩展等特性，充分显示了其技术的先进性和结构的合理性，为新一代图书馆服务平台的搭建提供了有力的技术保障。作为FOLIO本土化产品的代表，CALIS主导的CLSP及云瀚项目的发展与落地，是新一代图书馆服务平台建设的积极尝试，国内图书馆界应持续对其发展进行关注，并积极参与尝试。