黑夜无论怎样悠长，白昼总会到来。
爱奇艺作为中国最大的互联网视频综合门户，一直致力于给用户提供更好的使用体验及观影品质。PC主站作为爱奇艺的门户，日均覆盖用户达千万级别。随着公司业务的扩展及端上对项目更新迭代的频率越来越快，对接口的性能、响应时间、缓存策略、接口定制化等要求越来越高，需要对接的接口团队也越来越多，单纯的靠PC Web前端发送ajax请求去调用接口整合数据，会让前端的业务逻辑变得越来越复杂；同时对接团队越多也意味着会带来更多的沟通成本，不利于项目需求的快速开发迭代，而且前端调用接口属于外网调用，接口的响应时间相比内网调用会更长，导致页面渲染速度变慢，用户体验变差。 此时需要一个专门服务于PC Web的后端去把这些接口整合成一个接口给前端按需调用，以提升用户体验、优化开发效率。随着NodeJS体系的日益改进与趋于稳定，被越来越多的Web项目应用于线上，而且JavaScript也是前端同学熟悉的开发语言，因此我们决定使用NodeJS来开发主站后台接口系统也就是中间层去解决上述面临的问题。 本文将介绍Node在爱奇艺PC主站的应用实践，包括：中间层是什么；中间层的架构设计与实践；针对业务场景如何设计中间层代码架构；中间层服务如何通过监控保证稳定性、可用性；中间层带来的好处。 |
1.PC Web NodeJS中间层是什么？
NodeJS中间层是面向端的后台接口系统，是介于端与平台之间的薄数据层，提供内外网接口供端上或开发平台调用，主要用来实现前后端分离，对数据进行二次加工，包括拼接转换和过滤，它在业务中的角色如下图所示：
Node中间层专为PC Web提供定制化接口整合服务，各个后端业务方只需要提供原始抽象数据接口，由中间层去整合，这样前端只需要请求一次中间层接口就获取到适合展现的数据，无需浏览器端进行多次处理，具体功能如下图：
接口合并：承担从底层接口获取数据输出给页面的任务，主要包括调用、合并；
字段过滤：字段过滤、数据格式化等工作，处理展现相关逻辑与部分数据校验等；
定制化：为前端提供个性化服务，如内容压缩、RESTful风格、片段与JSON、JSONP输出、个性化数据等。
2.中间层的架构设计
中间层采取了nginx+varnish+node的架构模式，具体的架构设计如图：
由nginx做接口转发、负载，varnish做数据缓存层，node是业务处理层，在4核服务器上启动4个node进程(跟cpu核数对应)，通过nginx的ip_hash做负载均衡，将请求均分给各个node进程，充分利用cpu的性能；node进程在收到请求后会通过内网调用发送http请求获取后端接口数据；varnish是一款高性能、开源的反向代理服务器和缓存服务器，我们在nginx跟node之间加了一层varnish缓存系统，通过配置在varnish缓存整条接口请求，减少相同请求的透传提高中间层服务性能。
可能有同学看到这里会有疑问：单纯的缓存接口无法缓存相同的jsonp请求，因为时间戳与callback值在变，这样即使相同参数的jsonp请求也命中不到varnish缓存。针对这种情况我们做了一层参数过滤，利用varnish的反向代理功能，重新将接口转发给varnish，达到缓存复用的目的，提高中间层服务的整体性能。
3.中间层代码架构
Node中间层采用的框架是我们基于Koa2封装的自己的qiyi-wings框架，框架本身约定了router、controller、service、model、formatter、dao等文件分层。
- app/base/ **.js: 定义 dao model service基类 提供一些通用的基类方法
- app/controller/ **: 用于解析用户的输入，处理后返回相应的结果。
- app/dao/ **.js: 接口请求模块，所有的接口请求都在这里实现。
- app/middleware/ **.js: 用于编写中间件，比如错误处理中间件，接口时长统计中间件等。
- app/model/ **.js: 数据模型模块，用于定义通用数据模型的处理方法，返回固定类型的数据，比如视频数据，资源位数据等
- app/formatter/ **.js: 数据模板，用于定义通用数据的解析模板，与model模块一一对应，在model中调用formatter，处理成符合需求的数据
- app/service/ **: 主要的业务逻辑层
- app/util/ **.js: 用于编写中间层业务共用方法
- app/router.js: 用于配置URL路由规则
- app/app.js: 用于引入qiyi-wings框架
- index.js: 用于编写中间层服务启动代码
正如前面所说中间层需要整合不同业务方的各种接口，所以我们抽象除了dao层，发送http请求获取接口数据；dao请求的各个业务方的数据格式定义多种多样，但是输出数据的主体大致是类似，例如视频数据、专辑数据、明星数据等等，我们针对这些实体抽象出model层，用来定义这些实体的字段，保证输出数据的一致性；同时定义formatter层定义数据适配schema，将不同业务方的数据转换成对应model定义的字段的数据；数据格式化完毕后由service层去做model数据的拼接组合(即主要的业务逻辑层)，形成最终要输出的数据，最后由controller调用service获取数据返回给调用放。
整体的调用流程如下:
4.中间层业务接口实践示例
前面已经讲述了中间层的代码架构，那么在这个架构下如何快速的开发接口供PC Web前端调用呢？我们根据一个视频接口示例一起来看一下，在这个接口中我们将要输出基础的视频信息。框架的请求数据流程如下：
根据框架的请求数据流程图，要开发这个接口我们首先需要在Router中定义路由接受用户http请求：
其次我们需要定义视频的Controller接受Router转发过来的请求，并在Controller中定义参数处理、调用视频Service、数据返回等逻辑：
再其次我们需要定义视频的Service来做具体的业务逻辑，调用Dao发送http请求后端数据，调用Model、Formatter处理数据：
在前端调用视频接口的时候，不同的团队的视频信息有不同的字段定义，导致以前的调用方式中存在很多的数据处理工具函数去兼容，对视频数据进行二次处理，导致数据的处理多种多样，同样的组件可能由于字段名问题无法复用。所以我们提供了Model的概念，用来统一输出视频信息，方便前端调用与组件复用。视频Model的实现如下：
前面说到不同的团队会输出不同的视频信息，这些视频信息长相不同但是含义大致相同，那如何把这些不同的输入整合成同样的输出呢？我们提供了Formatter的概念，用来做数据格式化。视频Formatter的实现如下：
通过以上几个模块的配合，就开发完成了一个视频基础信息接口，前端再使用视频接口的时候，只需要定义一种渲染组件，调用一次接口就可以在多个页面复用，大大提高了PC Web的开发效率。
5.中间层服务监控实现
现在中间层服务有几十台机器，日均接口请求达亿次以上，日均QPS近万，中间层的接口服务了整个爱奇艺Web主站各个页面。此时如何保证中间层服务的稳定、可靠就变的尤为重要。对此我们从以下几个方面做了保障：
• 提测上线流程规范化：中间层接口从开发到上线要经过三步，本地开发，测试机测试，预上线环境准备安装包，生成环境部署。在预上线环境保留了前3次的上线包，一旦上线后发现有问题可于一分钟内立刻回滚。所有的代码打包是在预上线完成，然后拷贝到生产环境部署，每一次打包都会生成版本号进行校验，不会出现线上环境代码不一致的问题。
• 日志分析类监控：中间层Node代码中定义了详细的日志，用于记录参数错误、数据未找到、接口错误、代码错误、接口超时等各种错误情况以及Node进程性能指标数据，通过接入公司的venus日志上报系统将日志上报到ES集群。为了更好的利用这些日志数据我们开发了中间层自己的监控系统，通过对ES集群中日志的查询分析，获取中间层服务的QPS趋势、延迟时间、错误率、接口访问排名、各机房访问占比、Node进程的内存CPU使用状况等中间层状态，将这些状态按时间生成图文报表，只需要查看这些图文报表就可以获取中间层详细的运行数据。
• 硬件系统类监控：中间层服务接入了公司的hubble监控系统(一种类似zabbix监控的系统)，用于监控各服务器上的内存、CPU使用率、nginx端口号连通性、varnish端口号连通性、各个node进程端口号连通性，一旦超过报警值或者端口号不通会收到电话、短信报警，需要立刻处理，能在服务crash或者被大流量阻塞服务时第一时间收到报警，通过这种监控方式保证了中间层服务的稳定性。
• 报警系统细分：我们在监控系统中添加了接口订阅系统、提测申请系统、上线系统，通过上线系统提交接口上线申请后会自动订阅该接口，中间层每隔一小时会跟去查询的ES集群里的日志分析各个接口的错误情况，对于错误率超过1%的接口会发邮件给对应的开发人员，开发人员收到报警后去排查错误；在监控系统中还启动了2分钟间隔的定时任务，每隔两分钟查询一次这两分钟内的日志，10分钟内连续五次接口错误率超过10%的接口大概率出了较大问题需要紧急处理，通过这种细粒度级别的监控保证了服务的可用性。
• 拨测类监控：中间层接口服务是给全国各地去调用访问的，此时保证全国各地各网络的连通性就很重要，对此我们接入了云波测系统，对全国各个地区的各主要网络运营商的网络进行定时拨测监控，一旦发现连通性问题会进行短信报警，立刻联系系统网络的同事去协助处理。
通过上述流程层、业务层、系统层、网络层的监控相结合从而保证了中间层服务99.99%的稳定性与可用性。6.中间层带来的好处
中间层的上线对PC Web前端开发带来了革命性的改变，具体好处如下：
- 通过PC Web自己的中间层，可以按照业务定制化接口，扩大前端展现的能力和范围；
- 中间层接口由使用接口的前端工程师开发，对展现和接口的功能更加熟悉，避免了以前的工作模式中接口方跟各方的需求对接、沟通、联调时间，这样使得项目的推进更加顺利，项目迭代会更快；
- 中间层使用NodeJS，开发语言是JavaScript，跟现在前端工程师的工作语言一样，减少了学习成本；
- 中间层接口的开发由前端工程师同时负责开发，既节省了人力成本，同时又提高了前端开发人员的技术能力，使得前端工程师向全栈工程师迈进。
目前后台系统主要采用Java构建，为什么我们还要使用NodeJS去开发中间层？Java跟NodeJS相比，一个是静态强类型，一个是动态弱类型；一个是面向对象编程语言，一个既支持面向对象又适合函数式编程。虽然两者都适合业务逻辑表达和数据处理，但从代码编写角度来讲NodeJS更简洁灵活、易于维护，尤其对于JSON数据处理和接口请求合并方面。Java Web体系经过长时间的发展已比较成熟，适合做大型后台系统或中间件等构建等，在这里主要用来提供原始数据，而NodeJS相比从项目启动、开发构建、部署上线都比较轻量级，同时其事件驱动跟异步回调机制能更高效处理IO相关的业务，更适合高并发、高性能的场景，尤其是网关或前台、中台项目。
7.后记
终端的开发团队是需求链中的最上游、数据链的下游，很多产品功能都受限于业务接口，中间层提供了一种可能，让我们PC Web有了自己的接口开发能力可以对接最原始数据，既减少了前端开发中的局限性，也让前端团队在开发过程中有了更多的想象力，能更好的根据业务需要快速开展项目。
