基于ThinkPHP和Redis的高并發(fā)微信公眾號開發(fā)的研究與實(shí)現(xiàn)

李建華 夏 汛 羅明全

(瀘州職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息工程系 四川 瀘州 646600)

0 引 言

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)在給我們提供豐富信息的同時(shí)也給我們生活帶來了巨大改變，信息時(shí)代下人們已經(jīng)離不開互聯(lián)網(wǎng)。與此同時(shí)，類似于QQ、微信、微博等社交網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用充斥著整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)，其中以微信應(yīng)用最為典型。微信公眾號是微信公眾平臺的簡稱，利用微信公眾號可以進(jìn)行自媒體活動(dòng)，用戶可在微信平臺上和目標(biāo)受眾用戶用語言、文字、視頻等多種方式進(jìn)行交流，形成一種微營銷方式，使得微信公眾號在消息互動(dòng)的同時(shí)也在傳遞著商業(yè)價(jià)值。

據(jù)《2017 年微信經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)報(bào)告》可知，截至2017年底微信公眾號已超過1 000萬個(gè)[1]，微信公眾號已經(jīng)成為了公司對外宣傳的標(biāo)配。公司通過微信公眾號向受眾用戶及時(shí)推送消息和業(yè)務(wù)，極大地拉近了企業(yè)和用戶之間的距離；用戶通過關(guān)注企業(yè)微信公眾號，可以充分了解企業(yè)業(yè)務(wù)動(dòng)向和產(chǎn)品文化。

微信公眾號基礎(chǔ)平臺已經(jīng)為用戶提供了一些基本的功能，如文章推送、粉絲管理等。但是對于部分特殊功能，則需要開發(fā)者自行擴(kuò)展。微信公眾號平臺已將自帶的資源服務(wù)封裝成接口，這就使得二次開發(fā)成為可能。同時(shí)隨著粉絲數(shù)量越來越龐大，一些類似抽獎(jiǎng)、搶紅包等高并發(fā)功能的二次開發(fā)成為必要。

本文以某企業(yè)為例，為了有效地對外宣傳其企業(yè)文化，擴(kuò)大市場知名度，需要每位員工發(fā)現(xiàn)身邊的新鮮事，并在信息平臺上發(fā)布文章，經(jīng)過領(lǐng)導(dǎo)審核之后，通過微信公眾號推送出去。其他員工對該文章進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，本公司員工以外的粉絲閱讀/轉(zhuǎn)發(fā)之后，該員工獲得相應(yīng)的積分(本公司員工之間相互閱讀/轉(zhuǎn)發(fā)不積分)。同時(shí)系統(tǒng)需要具有統(tǒng)計(jì)功能，管理員能夠按照時(shí)間段、部門、轉(zhuǎn)發(fā)文章數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，以作為季度考核的指標(biāo)。同時(shí)該公司員工規(guī)模龐大(幾千人)，可能會(huì)出現(xiàn)同一時(shí)刻多人閱讀/轉(zhuǎn)發(fā)同一篇文章，并發(fā)度要求高。通過分析，發(fā)現(xiàn)微信公眾號平臺自帶的功能并不能滿足用戶需求，需要對微信公眾號平臺進(jìn)行擴(kuò)展。本文針對用戶需求，采用開源框架ThinkPHP和Redis緩存技術(shù)，快速搭建一套高并發(fā)的微信公眾號二次開發(fā)平臺。測試結(jié)果表明，采用ThinkPHP框架能夠減少開發(fā)難度和縮減開發(fā)周期，采用Redis緩存技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)1 000人左右的并發(fā)數(shù)，基本上能滿足用戶需求。本文介紹的開發(fā)技術(shù)具有通用性，在快速搭建高并發(fā)的微信公眾號二次開發(fā)方面有一定的借鑒意義，能夠節(jié)約開發(fā)時(shí)間和成本。

1 關(guān)鍵技術(shù)介紹

1.1 ThinkPHP框架介紹

ThinkPHP是一款基于Apache2開源協(xié)議的Web應(yīng)用程序框架，自從2006年誕生以來，就受到了開發(fā)者的極大關(guān)注[2]。其作為輕量級的PHP框架，目前發(fā)展迅速，已經(jīng)是三大主流框架之一(Laravel、Yii和ThinkPHP)。ThinkPHP采用MVC(Model-View- Controller)開發(fā)模式思想，將傳統(tǒng)的混雜開發(fā)模式轉(zhuǎn)變成界面顯示，邏輯控制和數(shù)據(jù)處理三層分離，每層專注于自己的開發(fā)，并形成模塊化的程序塊，代碼重用度較高。各層之間耦合度較低，僅僅通過簡單的接口進(jìn)行數(shù)據(jù)流通。MVC也是現(xiàn)在較為主流的開發(fā)模式，它使得Web開發(fā)更簡單快捷，能夠?qū)崿F(xiàn)一處開發(fā)，多處使用的效果，在各個(gè)開發(fā)語言中都能見到其身影，比較適合大中型項(xiàng)目應(yīng)用的開發(fā)。

1.2 Redis緩存技術(shù)介紹

Redis緩存也是緩存的一種形式，它是一個(gè)開源的基于內(nèi)存存儲的數(shù)據(jù)庫，可支持如鏈表、集合等多種數(shù)據(jù)類型[3]。可以使用簡單的Redis命令快速處理大量的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)高并發(fā)讀寫。傳統(tǒng)的Web數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)一般存儲在硬盤中，當(dāng)同時(shí)有大量用戶操作數(shù)據(jù)庫時(shí)，數(shù)據(jù)庫的連接池會(huì)承受較大的壓力，并且讀寫硬盤需要較大的IO開銷，帶來較大的訪問延遲，用戶的體驗(yàn)感會(huì)大打折扣。Redis是一個(gè)內(nèi)存數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)存儲在內(nèi)存，所以相比傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫技術(shù)，內(nèi)存數(shù)據(jù)庫在讀寫速度方面更有優(yōu)勢。根據(jù)官網(wǎng)測試數(shù)據(jù)顯示：在Linux2.6下，50個(gè)并發(fā)進(jìn)程執(zhí)行100 000次請求，其讀取速度在十萬次/秒左右，寫入速度在八萬轉(zhuǎn)/秒左右。由此可見，Redis讀寫效率較高。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

考慮到建站的快速性和訪問的并發(fā)性，本文采用ThinkPHP和Redis技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)一個(gè)高并發(fā)的微信公眾號二次開發(fā)框架，供讀者參考。本系統(tǒng)根據(jù)用戶角色劃分不同權(quán)限控制，主要分為前臺模塊和后臺兩個(gè)模塊。后端模塊主要采用開源框架Hui-admin[4]實(shí)現(xiàn)對用戶、文章、組織架構(gòu)等相關(guān)數(shù)據(jù)管理，所有的操作都在PC端完成。同時(shí)實(shí)現(xiàn)對關(guān)系數(shù)據(jù)庫MySQL和內(nèi)存數(shù)據(jù)Redis的管理。前端主要實(shí)現(xiàn)文章管理和用戶個(gè)人信息管理，通過與企業(yè)服務(wù)號對接，實(shí)現(xiàn)微信公眾號平臺和第三方服務(wù)器之間數(shù)據(jù)流通。前端和后端通過Redis實(shí)現(xiàn)快速交互，整個(gè)架構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)圖

2.2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

2.2.1 微信公眾號與第三方系統(tǒng)對接

在微信公眾號二次開發(fā)過程中，微信官方平臺服務(wù)器其實(shí)就是一個(gè)消息轉(zhuǎn)發(fā)器，所有的用戶請求和第三方服務(wù)器的響應(yīng)都經(jīng)過微信服務(wù)器進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)[5]，數(shù)據(jù)流如圖2所示。

圖2 微信公眾號二次開發(fā)數(shù)據(jù)流

(1) 用戶在微信終端向微信公眾號發(fā)送一條消息(發(fā)起請求)。

(2) 微信公眾號服務(wù)器接收到該消息之后，將此消息轉(zhuǎn)發(fā)給第三方服務(wù)器(轉(zhuǎn)發(fā)請求)。

(3) 第三方服務(wù)器解析公眾號服務(wù)器發(fā)來的請求，并將響應(yīng)數(shù)據(jù)打包成消息，返回給公眾號服務(wù)器(響應(yīng)請求)。

(4) 用戶收到響應(yīng)數(shù)據(jù)之后，按照既定格式展現(xiàn)到頁面上(轉(zhuǎn)發(fā)響應(yīng))。

首先在通過認(rèn)證的微信公眾號(服務(wù)號)頁面添加菜單項(xiàng)，然后將該菜單和本平臺入口文件(URL)進(jìn)行綁定。在公共配置文件/Thinkphp/Application/Common/Config下的config.php文件中配置微信公眾號相關(guān)參數(shù)。其中WX_APPID是微信公眾號中第三方用戶唯一憑證，相當(dāng)于第三方系統(tǒng)接入的微信平臺的登錄用戶名。

return array(

//mysql數(shù)據(jù)庫定義

′DB_TYPE′=> ′mysql′,

′DB_HOST′=> ′localhost′,

′DB_NAME′=> ′db_xxxx′,

′DB_USER′=> ′root′,

′DB_PWD′=> ′123456′,

′DB_PORT′=> 3306,

//端口號一般3306

′DB_PREFIX′=> ′tb_′,

//表前綴

…

′WX_APPID′=> ′xxxxxx′,

//微信公眾號ID

′WX_SECRET′=>′xxxxxx′,

//應(yīng)用密鑰

′WEB_URL′=> ′http://xxx.com′,

//第三方系統(tǒng)

…

);

?>

2.2.2 獲取微信用戶相關(guān)信息

微信公眾號平臺使用OAuth 2.0開放協(xié)議進(jìn)行身份認(rèn)證，該協(xié)議允許第三方應(yīng)用獲取該用戶在某一網(wǎng)站上存儲的私密資源，無需使用用戶名和密碼進(jìn)行身份驗(yàn)證，微信公眾號使用OAuth 2.0進(jìn)行驗(yàn)證一般需要三步(類似于三次握手協(xié)議)：

第一步：用戶經(jīng)過第三方服務(wù)器向微信公眾號服務(wù)器發(fā)送一個(gè)訪問授權(quán)請求(該請求附帶WX_APPID、重定向地址、響應(yīng)消息類型等參數(shù))，該請求到達(dá)微信服務(wù)器之后，微信服務(wù)器解析該請求，將當(dāng)前的URL重定向到第三方服務(wù)器，并向第三方服務(wù)器返回該用戶的CODE值。

第二步：第三方服務(wù)器收到該CODE值之后，將CODE、WX_SECRET和WX_APPID等作為參數(shù)，再次向微信公眾號服務(wù)器發(fā)起請求，請求返回access token參數(shù)。

第三步：第三方服務(wù)器收到該access token參數(shù)之后，將access token和WX_APPID等作為參數(shù)，最后一次向微信公眾號平臺發(fā)起請求，請求該用戶在微信平臺上存儲的私密信息(如微信號、頭像、性別等)。整個(gè)過程如圖3所示。

圖3 OAuth 2.0驗(yàn)證流程圖

在OAuth 2.0驗(yàn)證過程中，使用到了curl_post()方法。該方法是一個(gè)訪問HTTP協(xié)議接口，用來取得某URL對應(yīng)的頁面內(nèi)容。核心代碼實(shí)現(xiàn)如下:

＄ch=curl_init();//初始化CURL

curl_setopt(＄ch, CURLOPT_SSL_VERIFYPEER, false);

//屏蔽檢測

curl_setopt (＄ch, CURLOPT_URL, ＄url);

curl_setopt (＄ch, CURLOPT_RETURNTRANSFER, 1);

curl_setopt (＄ch, CURLOPT_CONNECTTIMEOUT, 120);

//設(shè)置請求超期時(shí)間

file_contents=curl_exec(＄ch);

//獲取URL內(nèi)容

curl_close(＄ch);

//關(guān)閉連接

file_contents變量中存儲的就是ch變量(URL)對應(yīng)頁面內(nèi)容打包的JSON數(shù)據(jù)，再經(jīng)過json_encode方法將JSON數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化，即可得到用戶信息數(shù)組。

第三方服務(wù)器經(jīng)過授權(quán)之后，能夠得到用戶的OpenID和相關(guān)的信息，將OpenID值寫進(jìn)Redis緩存數(shù)據(jù)和MySQL數(shù)據(jù)庫的字段，表明該用戶已經(jīng)和第三方系統(tǒng)進(jìn)行了綁定，可以直接和第三方服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

2.2.3 Redis安裝與配置

Windows環(huán)境下，安裝Redis后，需要手動(dòng)添加php的redis拓展。首先到Redis官網(wǎng)下載php_igbinary.dll和php_redis.dll兩個(gè)庫文件，然后在php.ini文件中新增 extension=php_igbinary.dll和extension= php_redis.dll兩個(gè)擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)PHP解析器對Redis的支持。

Redis一般是通過命令來操作數(shù)據(jù)，為了簡化緩存讀寫操作，ThinkPHP把所有的緩存機(jī)制封裝成了一個(gè)S方法，該方法使用簡單，跟Session使用類似。通過封裝成方法，用戶不必關(guān)注數(shù)據(jù)操作的具體細(xì)節(jié)，而重在注重業(yè)務(wù)處理邏輯，大大提高開發(fā)效率。安裝好Redis之后，在/Application/ Common/Common/ function.php中配置Redis數(shù)據(jù)庫，如下所示:

function REDISCONFIG(){

//數(shù)據(jù)緩存配置

REDIS=S(array(′type′=>′redis′,′host′=> ′127.0.0.1′, ′port′=>′6379′,′prefix′=>′lz_′,));

return ＄ REDIS;

}

2.2.4 文章轉(zhuǎn)發(fā)操作

本系統(tǒng)需要記錄用戶文章轉(zhuǎn)發(fā)之后的閱讀量，該閱讀量需要記錄在首次轉(zhuǎn)發(fā)者的記錄中。所以需要在文章內(nèi)容頁面記錄轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)(文章ID以及轉(zhuǎn)發(fā)者的OpenID)，這里使用微信JS-SDK提供的接口。

為了能準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)文章轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)量，轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)需要使用微信JS-SDK獲取signature簽名。需要注意的是，這里要求提前得到j(luò)sapi_ticket，它是公眾號調(diào)用微信JS接口時(shí)使用的一種網(wǎng)絡(luò)憑證[6]。正常情況下，jsapi_ticket的有效期為7 200秒，通過access_token來獲取。

if(S(′ticketStr′)){//如果ticketStr存在

＄ticketStr=S(′ticketStr′);

}else{

＄accessToken=＄this->curl_post(″https://api.weixin.qq.com/cgi-bin/token?grant_type=client_credential&appid=″.C(′WX_APPID′).″&secret=″.C(′WX_SECRET′));

＄accessTokenArr=json_decode(accessToken);

＄accessTokenStr=＄accessTokenArr->access_token;

＄ticketJson=＄this->curl_post(″https://api.weixin.qq.com/cgi-bin/ticket/getticket?access_token=″.＄accessTokenStr.″&type=jsapi″);

＄ticketArr=json_decode(＄ticketJson);

＄ticketStr=＄ticketArr->ticket;

S(′ticketStr′,＄ticketStr,7100);

}

＄str=″jsapi_ticket=″.＄ticketStr.″&noncestr=XXXXXXX

XXXXXXXX×tamp=1421142450&url=http://xxxx.xxxx.com″.＄_SERVER[″REQUEST_URI″];

＄signature=sha1(＄str);

＄this->assign(′signature′,＄signature);

接下來，在文章詳情頁面使用signature簽名，進(jìn)行文章轉(zhuǎn)發(fā)操作步驟。

(1) 在文章內(nèi)容頁面引入jweixin-1.2.0.js文件。

(2) 所有需要使用JS-SDK的頁面必須先進(jìn)行配置，配置文件如下所示：

wx.config({

debug: true,

appId: ′{:C(′WX_APPID′′)}′,

timestamp: 1421142450,

nonceStr: ′XXXXXXXXXXXXXXXX′,

// 必填，生成簽名的隨機(jī)串

signature: ′ {＄signature} ′,

// 必填，微信加密簽名

jsApiList: [

′onMenuShareTimeline′,

′onMenuShareAppMessage′,

′onMenuShareQQ′,

]

});

(3) 分享接口實(shí)現(xiàn)：在這里我們使用三種分享方式：“分享到朋友圈”、“分享給朋友”和“分享到QQ”，這三種分享方式在實(shí)現(xiàn)上異曲同工，其中“分享到朋友圈”接口實(shí)現(xiàn)邏輯如表下所示。分享之后第三方服務(wù)器需要拿到被分享文章的id和被分享人的OpenID。

wx.onMenuShareTimeline({

title: ′{＄info.title}′,

link: ″,

imgUrl:′{:C(′WEB_URL′)}/Public/{＄info.cover}′,

success: function () {

var ＄arid=＄.trim(＄′#ar_id′).val());

var ＄weid=＄.trim(＄′#we_id′).val());

＄.post(′{:U(′Article/forwarded′)}′,

{arId:＄arid,weId:＄weid},function(){});

},

cancel: function () {

}

});

2.2.5 Redis數(shù)據(jù)流的控制

(1) Redis數(shù)據(jù)流 首先在PC后臺，用戶發(fā)布文章，管理員進(jìn)行審核，審核通過之后將文章ID和文章內(nèi)容分別寫進(jìn)articleID和articleContent_ar_id表中。articleContent_ar_id表在高并發(fā)環(huán)境下用戶方便快速讀取文章內(nèi)容并呈現(xiàn)，articleID表方便在文章修改時(shí)判斷文章是否已存在。

在微信前端，首先判斷用戶是否已綁定自己的微信號，如果沒有綁定，則通過注冊方式綁定。在注冊的同時(shí)將自己的工號和OpenID寫進(jìn)num-openid表和staffArray表，主要用來判斷訪問者是否是本公司員工。如果已經(jīng)綁定，則閱讀文章(本公司員工互相閱讀文章，文章閱讀數(shù)不變)并將文章轉(zhuǎn)發(fā)到微信好友、微信朋友圈或者QQ中。如果自己的好友(非本公司員工)閱讀文章之后，則該員工的文章閱讀數(shù)增加1，同時(shí)將訪問者的OpenID寫進(jìn)文章id為ar_id的緩存表中，防止重復(fù)閱讀增加閱讀數(shù)。文章的訪問數(shù)和自己的閱讀數(shù)是數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的依據(jù)，同時(shí)也是評優(yōu)評獎(jiǎng)的重要指標(biāo)，整個(gè)流程如圖4所示。

圖4 Redis數(shù)據(jù)流圖

(2) 數(shù)據(jù)備份 Redis是緩存數(shù)據(jù)庫，具有一定的生命期，為了保證數(shù)據(jù)安全，本項(xiàng)目采用定時(shí)備份的方式將Redis數(shù)據(jù)庫的關(guān)鍵數(shù)據(jù)及時(shí)備份到MySQL數(shù)據(jù)庫中。

3 測 試

軟件測試是軟件開發(fā)過程中不可缺少的環(huán)節(jié)，通過測試，目的是為了發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)與用戶需求不符或矛盾的地方，進(jìn)而進(jìn)行更改和完善[7]。功能測試和性能測試是一般軟件項(xiàng)目需要關(guān)注的兩個(gè)測試方面。功能測試是軟件測試中最基本的測試，主要驗(yàn)證系統(tǒng)是否符合需求說明。性能測試主要測試系統(tǒng)在某些極端條件下是否滿足需求，其中壓力測試是一種典型的性能測試。在Web系統(tǒng)中，壓力測試主要是在系統(tǒng)同時(shí)接收大量用戶和請求時(shí)，檢測Web系統(tǒng)的響應(yīng)。

本系統(tǒng)測試環(huán)境：ubuntu1204虛擬機(jī)，200 GB硬盤，8 GB內(nèi)存，2 Gbit/s帶寬。Apache2.2，PHP5.3.10，MySQL5.5。

3.1 功能測試

按照用戶的需求文檔，設(shè)計(jì)了30個(gè)測試用例，主要對文章審核流程和文章轉(zhuǎn)發(fā)統(tǒng)計(jì)這兩個(gè)業(yè)務(wù)邏輯復(fù)雜點(diǎn)進(jìn)行測試。測試結(jié)果良好，測試結(jié)果和預(yù)期效果一致，測試通過率100%。

3.2 性能測試

對于Web服務(wù)器來說，用戶請求響應(yīng)時(shí)間是一個(gè)重要指標(biāo)，它是評價(jià)系統(tǒng)性能的關(guān)鍵參數(shù)。本系統(tǒng)的性能關(guān)鍵點(diǎn)(并發(fā)點(diǎn))主要是文章閱讀和轉(zhuǎn)發(fā)操作，使用Apache自帶的ab并發(fā)測試命令對該并發(fā)點(diǎn)進(jìn)行測試，測試請求數(shù)為10 000，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在并發(fā)數(shù)1 000左右的時(shí)候，系統(tǒng)平均響應(yīng)時(shí)間在16.7 ms左右。也就是說1 000人同時(shí)閱讀文章或者轉(zhuǎn)發(fā)文章的時(shí)候，平均等待時(shí)間在16.7 ms左右。目前該公司人數(shù)在4 000左右，該并發(fā)數(shù)和響應(yīng)時(shí)間基本上能夠滿足性能要求。

4 結(jié) 語

隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”的發(fā)展，微信公眾號已經(jīng)成了一種大眾化的溝通工具。為了滿足用戶的特殊需求，微信公眾號二次開發(fā)成為必要。同時(shí)隨著粉絲數(shù)量越來越龐大，一些類似抽獎(jiǎng)、搶紅包等高并發(fā)的二次開發(fā)也迫在眉睫。本文以某企業(yè)為例，采用開源框架ThinkPHP框架和Redis緩存技術(shù)，搭建一套基于微信公眾號的高并發(fā)二次開發(fā)通用平臺，該開發(fā)技術(shù)具有通用性，在快速開發(fā)高并發(fā)的微信公眾號方面有一定的借鑒意義，能夠節(jié)約時(shí)間和經(jīng)濟(jì)成本。