CN111787494B - 一种基于微服务的短信发送可靠方法 - Google Patents

Abstract

一种基于微服务的短信发送可靠方法，以微服务的方式将短信发送模块进行单独的设置，进行独立部署，与其他功能模块通过消息队通信，模块通过注册中心注册功能，调用模块通过注册中心发现指定服务，该方法包括以下步骤：1)消费消息队列内容；2)短信组装；3)直接回调消费成功加入内部消息队列；4)多渠道短信对接；5)第三方短信发送渠道结果回调。本发明提供了一种基于微服务的短信发送可靠方法，提高了大批量短信发送的性能并且提高了短信发送的可靠性。

Description

一种基于微服务的短信发送可靠方法

技术领域

本发明涉及一种基于微服务的短信发送可靠方法。

背景技术

在移动物联网领域，物联网设备在使用过程中存在分布范围广，使用数量多的特点，在系统运行过程中对于系统稳定性进行监测很有必要，当系统发生异常状态时，及时的提醒可以让使用人员及时的发现故障，找到故障，解决故障。在目前的消息通知方式中主要有软件推送通知，短信通知等方式。在实际使用过程中，短信发送方式存在第三方短信发送渠道故障，导致短信发送失败的情况以及发送短信流量吞吐率低的问题。对于一些发送可靠性要求高的短信提醒不适用。

在传统的短信发送功能设计中，主要由消息队列和第三方短信发送渠道组成，结构简单便于维护和查找问题的同时也会带来一些弊端，主要在于两点：1.传统的短信发送方式通过消费消息队列的内容并且组装短信后通过发送渠道发出，在成功发送之后才进行确认该消息已消费，当发送渠道发生故障时，会导致消息队列堵塞，可能导致内存溢出的问题。2.传统的短信发送方式对接的短信渠道在发送过程中，当发送短信流量达到单一渠道性能瓶颈时，短信发送的失败率会上升，并且选择短信发送渠道的逻辑是随机选择的方式，当一条短信发送渠道发生故障时可能会继续往该渠道发送，新增流量会阻碍服务故障恢复。

发明内容

为了克服现有短信发送方法存在的缺陷，本发明提供了一种基于微服务的短信发送可靠方法，提高了大批量短信发送的性能并且提高了短信发送的可靠性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于微服务的短信发送可靠方法，以微服务的方式将短信发送模块进行单独的设置，进行独立部署，与其他功能模块通过消息队通信，模块通过注册中心注册功能，调用模块通过注册中心发现指定服务，该方法包括以下步骤：

1)消费消息队列内容；

2)短信组装；

3)直接回调消费成功加入内部消息队列；

4)多渠道短信对接:

对接了多条第三方短信发送渠道，通过建立和维护一个可用性的渠道发送列表，当其中一条短信发送渠道发送失败时，会自动切换为其他的渠道进行发送，确保发送成功；如果全部短信渠道发送失败将会加入失败列表并且由程序自动轮询进行重新的发送过程；

5)第三方短信发送渠道结果回调。

进一步，所述微服务通过服务注册发现机制进行微服务节点状态更新，通过系统垂直拆分set化进行数据流量切分和调度。

再进一步，在步骤1)中，调用模块通过向指定消息队列发送包含短信发送信息的报文所述调用模块只负责向服务端发送报文，短信发送模块只负责从服务端获取报文并且消费。

再进一步，在步骤2)中，通过解析报文获得传递参数并且根据传参选择不同的短信发送模版，并且将模版中的内容进行替换，拼装成自然语言内容的可阅读的短信内容。

再进一步，在步骤3)中，根据隐私保护的要求，传递参数中不包含明文的联系方式，根据传递参数中的用户ID查询用户联系方式，将联系方式和短信内容进行AES的对称加密，然后进入内部消息队列中。

更进一步，在步骤5)中，通过第三方短信发送渠道发送短信后，渠道会通过预留的回调接口，更新该条短信的发送状态；默认情况下，当短信已经通过第三方短信渠道发送，那么短信的状态为“发送中”，如果通过该渠道发送成功，该渠道将会通过回调接口将短信发送状态更改为“发送成功”，如果该渠道短信发送失败，那么会将短信发送状态更改为“发送失败”。

本发明的有益效果主要表现在：基于微服务的架构独立运行，与其他模块运行不会构成性能影响，该方法具有服务独立部署，扩容和缩容方便有利于提高资源利用率，与其他功能耦合性低，容错性更好，拓展性更好；使用注册服务中心和系统垂直set化，分而治之，将大流量切分成多股小流量，提高系统的可用性，稳定性；在短信发送流程中加入内部消息队列，具有降低耦合，削减短信发送高峰流量的优点，可以显著提高该短信发送功能的性能；对接多条短信发送渠道，加入短信发送负反馈机制，建立发送渠道的可用性列表，根据短信发送的成功率自动选择发送成功率高的发送渠道进行发送，并且在短信发送失败后自动选择短信发送渠道进行发送；在所有渠道发送失败之后加入失败列表由自动程序轮询进行重试发送。

附图说明

图1是微服务设计架构服务注册机制示意图。

图2是微服务设计数据切分调度示意图。

图3是该短信发送功能在系统中与其他功能的关系示意图。

图4是本发明的整体流程图。

图5是传统的短信发送流程图。

图6是本发明中的短信组装功能流程图。

图7是本发明中的多渠道的短信对接功能的流程图。

图8是本发明中的短信发送结果回调流程图。

图9是短信发送渠道的闭环控制系统和建立发送渠道可用性列表框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

参照图1～图9，一种基于微服务的短信发送可靠方法，以微服务的方式将短信发送模块进行单独的设置，进行独立部署，传统的单体架构是以整个系统为单位进行部署的，而微服务则是以每一个单体应用为单位进行部署。短信发送模块基于微服务架构设计，与其他模块耦合性低，模块功能职责清晰，负责单一功能。与其他模块通过消息队通信，通过异步通信保证性能。

将短信发送模块进行一个微服务的独立部署可以有效地提高短信发送模块的性能瓶颈，支撑更多的短信发送量。基于微服务的设计可以让该功能模块不需要和其他功能模块处于同一个整体中，甚至不需要在同一地域部署或者受到操作系统和编程语言的限制。这样，微服务部署实现资源的有效隔离，每一个微服务拥有独立的数据源，这样可以有效避免服务之间争用数据库和缓存资源所带来的问题。并且资源的隔离可以给整个系统带来更高的鲁棒性，在微服务失效时只会影响该功能的使用，并不会影响其他功能和整个系统的稳定运行或者给系统造成性能的消耗。

所述短信发送模块通过消息队列与调用模块进行连接，调用模块通过向指定消息队列发送包含短信发送信息的报文，完成发送的功能，并且等待该批次短信的发送结果。

所述短信发送可靠方法，包括以下步骤：

1)消费消息队列内容：

调用模块通过向消息队列中发送报文，调用方和该模块互相透明，无法意识到对方的存在，不存在点对点关系。调用模块只负责向服务端发送报文，短信发送模块只负责从服务端获取报文并且消费。

2)短信组装：通过解析报文获得传递参数并且根据传参选择不同的短信发送模版，并且将模版中的内容进行替换，拼装成自然语言内容的可阅读的短信内容。

3)直接回调消费成功加入内部消息队列；

4)多渠道短信对接:

对接了多条第三方短信发送渠道，通过建立和维护一个可用性的渠道发送列表，当其中一条短信发送渠道发送失败时，会自动切换为其他的渠道进行发送，确保发送成功；如果全部短信渠道发送失败将会加入失败列表并且由程序自动轮询进行重新的发送过程；

5)第三方短信发送渠道结果回调：

通过第三方短信发送渠道发送短信后，渠道会通过预留的回调接口，更新该条短信的发送状态；默认情况下，当短信已经通过第三方短信渠道发送，那么短信的状态为“发送中”，如果通过该渠道发送成功，该渠道将会通过回调接口将短信发送状态更改为“发送成功”，如果该渠道短信发送失败，那么会将短信发送状态更改为“发送失败”。

其中两个主要部分分别是短信组装功能和多渠道短信对接功能。两个功能通过内部消息队列进行连接，加入内部的消息队列可以极大的提高短信发送功能的性能，可以支撑更多短信发送请求。

所述短信组装功能是指，该功能首先对于消息队列的报文进行一个拆包，从报文中获得传递参数，根据调用模块的传递参数进行短信内容的组装，比如根据传递参数的状态码进行状态内容补充说明；根据传递参数中的信息并且按照模版进行短信内容填充；根据传递参数中的用户ID查找用户注册的手机号码，因为涉及到消息传输的安全性和用户隐私保护，所以不应该在调用模块中明文显示用户联系方式，应该通过用户ID来查找用户联系方式并且进行加密，确保安全。在完成短信内容组装之后，将加密的用户联系方式和短信内容以AES对称的方式进行加密，并且发送到新的内部消息队列中。具有降低该功能模块耦合性，防止瞬时大流量对于功能性能冲击，可以极大的提高该功能的性能。

所述多渠道短信对接功能是指，该功能模块对接了多条短信发送渠道，并且通过发送历史统计各渠道的发送成功率，维护一个可用性列表。当发送短信时会选择一条近期发送成功率高的短信发送渠道，并且根据返回结果成功与否自动更换发送渠道，直到该条短信成功发送为止。该功能首先会解析取得的消息队列报文，并且取出传递参数。对传递参数进行AES对称解密，根据参数中的用户联系方式和短信内容选择一条短信发送渠道进行短信发送，并且根据短信发送结果进行自动更新，确保短信发送成功。

如图1、图2所示，基于微服务架构的架构功能设计，该功能与其他的单体功能系统设计不同，通常跟微服务相对的是单体应用，即将所有功能都打包成在一个独立单元的应用程序。该功能的设计遵循将功能职责单一设计并且分离，该模块负责功能单一，职责清晰。基于微服务设计的短信发送模块具有独立部署，独立数据库的特点，因此可以进行集群部署提高性能。在集群部署的过程中，每一个微服务的模块都是一个微服务节点。这些节点也分为两种角色分别是“服务的消费者”和“服务的提供者”，服务的消费者通过调用提供者的API来获得服务，当服务的提供者数量发生变化时需要服务的消费者及时的知晓并且进行负载均衡调整。而在大规模的集群部署中，节点数量很多，节点变化频繁，人工维护节点状态工作量巨大并且不及时，因此加入“服务注册中心”的组件。服务的提供者会将自己的服务器地址和端口等信息注册至服务注册中心，当调用者(服务的消费者)需要进行调用时，首先去服务注册中心进行查询，既解决了人工维护服务节点的问题，也方便进行多节点之间的数据调度和负载均衡问题。服务注册中心负责管理服务的提供者和进程，通过轮训的方式来检查哪些服务提供者正常运行，将提供者添加到可用列表中，并且将可用列表中失效的提供者进行删除。数据流量进行垂直上下拆分管理，当产生发送短信请求时首先产生一个唯一的ID作为此请求的唯一标志，接下来用户的操作，如发送，查询，重试等都与该ID关联。图中的Server指的是逻辑服务器，DB指储存数据库。系统根据这个ID尾号进行一致性hash算法取模，进行垂直上下切分，切分后一个垂直链条上的逻辑服务器和数据库称为一个set，各个set相互独立，相互解耦，并且同一个发送请求的所有操作都垂直到一个set内操作，具有高内聚的特点，通过这样的方式，系统将大流量拆分成多股小流量，完成数据切分和调度的功能。

如图3所示，短信发送模块与其他功能模块具有低耦合的特点，每一个模块单独运行，当单一模块发生故障时不会对其他功能模块的正常运行造成影响，暂时受影响的只是该模块的功能。该短信模块与调用模块之间通过消息队列进行通信，消息队列主要分为三个身份包括：生产者，服务端，和消费者。三种身份职责单一，生产者只负责向服务端中发送消息体，并不会意识到消费者的存在，但发送失败时进行重新发送直到发送成功为止。服务端负责接收生产者发来的消息体，并且将消息进行持久化储存到内存中，防止因为突发情况造成的消息丢失，同时负责将消息发送到消费者中。消费者通过从服务端拉取或者服务端推送到消费者端的方式得到了生产者发送的消息报文，并且对报文进行一个解析和处理。在处理完成之后向服务端发送一个处理完成的消息并且进行下一消息的处理消费。消费者消费的状态分为两种，分别是消费成功和消费失败。在服务端中，消息队列通过持久化的机制对消息写入到磁盘进行持久化的保存，并且维护一个offset的值来记录消息消费的位置，只有当消费者回复消息消费成功时，offset才会继续递增，当消费失败时，服务端将会进行重试，重新向消费者发送该条消息，所以确认消费成功的快慢决定了消费速度。

如图4所示，该短信发送方法主要从其他模块调用短信发送功能开始，短信功能解析消息报文分析出传参，根据参数类型选择短信模版，组装短信内容，查询用户的联系方式，将组装完成的短信内容和联系方式进行加密并且放入内部的消息队列中，多渠道的短信对接功能从内部的消息队列中消费消息报文并且解析，选择合适的第三方短信发送渠道进行发送，并且根据短信发送结果，自动更换其他第三方渠道发送至发送成功结束流程。

如图4、图5所示，与传统短信发送方式比较，该短信发送方法通过内部的消息队列，在组装短信完成之后直接确认消费成功，该方法可以提高消费消息的速度，并且在瞬时高流量冲击时，将一批次的发送流量进行落库，再通过发送渠道进行短信发送，达到削峰的效果；当瞬时流量不存在时，发送渠道从内部消息队列进行发送，并且更改数据库中的短信发送状态，所以可以完成填谷的功能。在短信发送渠道对接功能中，通过对接多条短信发送渠道，并且根据近期的发送结果历史，建立并且维护一个发送渠道可用性的列表，在发送短信时从可用性列表中选取成功率高的短信进行发送，并且在该短信渠道饱和或者暂时出现故障时就可以选择另一条成功率高的渠道进行发送，克服了传统短信功能设计中的随机选择短信发送渠道，让发送成功率高的发送渠道更多的被利用，提高短信发送的效率和成功率。如果切换全部渠道之后，短信发送失败会加入失败列表，由自动程序进行定时的轮询并且重新尝试发送。

如图6所示，短信组装功能从解析消息队列的报文开始，首先是根据短信参数选择合适的短信模版，然后对短信模板中的内容进行一个替换，替换的内容包括时间，产品名称，状态代码，状态代码的情况说明，建议采取的措施等。接下来，该模块会从数据库中获取用户的联系方式，并且对联系方式进行校验，通过正则表达式判断获取的手机号码是否格式规范。接下来，对短信内容和联系方式进行AES加密然后加入内部的消息队列中。

如图7所示，多渠道的短信对接功能将会从内部的消息队列中消费报文并且AES解密报文从报文中获得渠道编号，短信发送内容文本和发送联系方式，并且选择一条发送渠道进行发送，将数据库中该条短信的发送状态设置为发送中，至此发送过程完成。第三方的短信发送渠道会根据发送结果回调并且更新短信的发送状态。如果短信发送状态为成功，则短信发送成功，如果短信发送状态失败，那么多渠道的短信对接模块会从维护的可用性列表中选择另一条成功率高的短信发送渠道进行发送，直至短信发送成功为止，如果全部渠道都发送失败，则进入人工排障。

如图8所示，短信发送结果的回调是指，对接的第三方短信发送渠道会回调并且更新短信发送的状态，在完成短信发送功能后，该条短信的状态是发送中，第三方的短信发送渠道会在完成短信发送后调用预留的一个接口，该功能会解析回调的结果，并且根据结果更新短信的发送状态，如果短信的发送状态为成功，那么该此短信发送全过程到此结束，如过发送状态为失败，那么会将此条短信发送状态更改为发送失败，并且重新选择渠道进行发送。

图9是选择短信发送渠道的闭环控制系统方框图。系统中，发送渠道的选择器通过轮询各发送渠道的短信的发送结果，建立一个按照发送成功率排序的渠道可用性列表，并且通过更新和维护可用性列表筛选出可靠性高的发送渠道。系统中，发送结果检测程序作为一个自动定时程序，能够检测该条短信的发送结果，偏差是预期发送结果与实际发送结果的偏差值，当实际发送结果与预期发送结果产生偏差时，通过系统调节，发送渠道的选择器会自动更换短信发送渠道并且选择另一条最近五分钟发送成功率高的短信发送渠道进行发送，使发送结果与预期发送结果一致。

本发明为用户提供一种职责专一的短信发送方法，该方法可以支持更大的短信发送数量以及更高的短信发送可靠性。在移动物联网领域应用于提醒或者告警短信发送时，提高短信发送成功率，确保用户及时接受提示。

Claims (3)

1.一种基于微服务的短信发送可靠方法，其特征在于：所述方法以微服务的方式将短信发送模块进行单独的设置，进行独立部署，与其他功能模块通过消息队通信，模块通过注册中心注册功能，调用模块通过注册中心发现指定服务，该方法包括以下步骤：

1)消费消息队列内容；

调用模块通过向指定消息队列发送包含短信发送信息的报文，所述调用模块只负责向服务端发送报文，短信发送模块只负责从服务端获取报文并且消费；

2)短信组装；

通过解析报文获得传递参数并且根据传参选择不同的短信发送模版，并且将模版中的内容进行替换，拼装成自然语言内容的可阅读的短信内容；

3)直接回调消费成功加入内部消息队列；

4)多渠道短信对接:

对接了多条第三方短信发送渠道，通过建立和维护一个可用性的渠道发送列表，当其中一条短信发送渠道发送失败时，会自动切换为其他的渠道进行发送，确保发送成功；如果全部短信渠道发送失败将会加入失败列表并且由程序自动轮询进行重新的发送过程；

5)第三方短信发送渠道结果回调；

通过第三方短信发送渠道发送短信后，渠道会通过预留的回调接口，更新该条短信的发送状态；默认情况下，当短信已经通过第三方短信渠道发送，那么短信的状态为“发送中”，如果通过该渠道发送成功，该渠道将会通过回调接口将短信发送状态更改为“发送成功”，如果该渠道短信发送失败，那么会将短信发送状态更改为“发送失败”。

2.如权利要求1所述的一种基于微服务的短信发送可靠方法，其特征在于：所述微服务通过服务注册发现机制进行微服务节点状态更新，通过系统垂直拆分set化进行数据流量切分和调度。

3.如权利要求1或2所述的一种基于微服务的短信发送可靠方法，其特征在于：在步骤3)中，根据隐私保护的要求，传递参数中不包含明文的联系方式，根据传递参数中的用户ID查询用户联系方式，将联系方式和短信内容进行AES的对称加密，然后进入内部消息队列中。

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