基于微服务架构的毕业审核系统研究与实现

潘秋霞 林中明 潘金兰

摘  要：高校逐年扩招，毕业生人数上涨，毕业审核管理任务加重，毕业审核系统也需要实时更新。通过对微服务架构的研究，基于Spring Cloud微服务架构理念设计一款毕业审核系统，主要涉及毕业审核系统的微服务设计、技术分析、功能实现。试验表明，系统扩展性强，学生能够借助该系统实时查询毕业情况，管理员可个性化设置毕业条件，实时受理毕业审核数据，打印毕业证等，加快高校毕业审核速度，提高毕业率，也可为结业转毕业办证提供便利。

关键词：微服务架构；毕业审核；畢业审核管理；管理系统

中图分类号：TP311.5   文献标识码：A   文章编号：2096-4706（2023）16-0028-06

Research and Implementation of Graduation Review System Based on Microservice Architecture

PAN Qiuxia1， LIN Zhongming2， PAN Jinlan3

（1.Guangxi Minzu University， Nanning  530006， China; 2.Nanning Normal University， Nanning  530001， China;

3.Yulin Normal University， Yulin  537000， China）

Abstract： Universities are expanding their enrollment year by year. Three are an increase in the number of graduates and an increase in graduation review management tasks， the graduation review system also needs to be updated in real-time. Through the research on the Microservice architecture， a graduation review system is designed based on the Spring Cloud Microservice architecture concept， which mainly involves the Microservice design， technical analysis and function realization of the graduation review system. The experiment shows that the system has strong scalability， and students can use the system to query graduation status in real time. Administrators can personalize graduation conditions， accept graduation review data in real time， print graduation certificates， etc.， accelerate the speed of graduation review in universities， improve graduation rates， and also provide convenience for transferring from graduation to certificate application.

Keywords： microservice architecture; graduation review; graduation review management; management system

0  引  言

毕业管理是一项复杂且重要的高校教务管理工作，与学生在校期间是否满足毕业条件，是否能获取学位息息相关。每年五、六月份是毕业资格审核、学位资格审核工作的忙碌期，各学院教学秘书、教务处学籍管理人员根据各专业培养方案、学籍管理办法、学士学位评定办法等审核学生是否满足毕业条件，毕业审核管理工作需要做到细致严谨、不容出错。近年来，高校招生工作在不断扩张，随着国家政策推进，专升本学生人数突飞猛进，预毕业生人数日益增加，毕业审核时间集中、数据量大，系统负荷重，现有的系统毕业审核流程不够全面[1]。为解决毕业审核难题，提高系统运行效率，需要合理拆解毕业审核系统的各项功能，重新设计后台数据库[2]。让各专业可以个性化调整培养方案、限定毕业条件、个性化设置本专科毕业条件，生成毕业审核报表等；也可以使毕业审核系统运行畅通无阻。

临近毕业，预毕业生是否修够学分、限定选修课，限定通选课类别是否获得学分、已修未在计划中的课程是否需要课程替代、学业预警情况等诸多问题，细致而烦琐。某一项条件未达标，或是某个学生已修课程，却因课程学分、课程性质不一致等问题，都会影响毕业结论，这关系到每位预毕业生的前程。学生希望可以看到自己是否满足毕业条件；学院希望可以快速审核各项毕业条件，得出毕业结论，也能提醒学生核对培养方案与获得学分情况以达到毕业要求；学校教务管理部门希望收集全校毕业资格结论，整理毕业生名单及数据，上会讨论，打证，毕业生学信网数据对接，标记结业转入零散办证等。毕业审核流程复杂，并有相应的规章制度及培养方案，毕业审核的各项工作通过制度和流程推进[3]。微服务架构能够提高毕业审核效率，按需扩容，满足毕业审核需求，研究一套基于微服务架构的毕业审核系统迫在眉睫。

1  微服务架构

微服务架构是近年来新兴的架构模式，一个庞大的单体多功能系统能够通过微服务合理划分为多个小的服务，内聚性增强；每个服务分开部署，扩展性强，可以随时增加服务，服务间通过调用进行通信；使用微服务架构，开发人员可不因技术更新换代而受到限制，不同服务可使用不同技术，开发团队建设更便捷。

1.1  微服务架构优点

微服务架构具有以下优点：

1）开发效率高。微服务架构开发不受技术影响，每个服务之间分开部署，技术员可同时开工，耦合度低，新員工也能快速加入开发中来，减少不必要的等待和冲突。

2）复杂度可控。微服务架构把系统拆解为多个服务，单个服务对应一个功能，各服务间通过接口调用完成连接。每个服务复杂度低，易于升级维护。

3）容错性好。在微服务架构中，某个服务出现故障不会影响其他服务的正常运行，易于容错，解决了因某个功能故障导致这个系统崩溃的问题。

4）扩展性强。每个服务有实时更改需求，皆可进行独立扩展，新增或重构服务便捷，以满足处理大量数据、集中访问、毕业生人数逐年增长的毕业审核系统资源需求[4]。

1.2  微服务架构不足

微服务架构解决了单体系统的复杂性问题，但对技术要求比较严格。应用程序编程接口（API）编写很关键，对API文档的编写也比较严谨，对测试和运维人员要求高，他们也需要懂得相关技术知识，做到自动化测试标准。

2  微服务模块设计

2.1  毕业审核系统的传统设计模式

毕业审核系统与学生、教师、教学管理人员息息相关，关系到学生核对培养方案及成绩单模块、毕业资格提醒模块、教师录入成绩模块、学院管理员管理培养方案模块、毕业资格审查模块、消息显示提醒模块、系统管理员管理管理毕业条件模块、毕业生管理模块、毕业情况提醒模块、零散办证模块。这些模块是毕业审核系统的关键所在，模块之间息息相关，相互调用相关数据，以完成毕业资格审核。传统的毕业资格审核系统的设计是单体架构，它把系统所需要的全部模块部署封装成一个包来运行，其架构如图1所示。

单体架构的毕业审核系统既庞大又复杂，当某个模块需要更新升级时，会牵扯到其他模块的部署，为工程师带来巨大的困难，也给用户带来不完整的体验，对学生、老师、教学管理人员毕业审核带来困扰。

2.2  毕业审核系统的微服务设计

毕业审核系统的微服务架构把传统单一的毕业审核系统，划分为多个微小的服务，每个服务模块之间具有较低的耦合性，存在较好容错性，倘若成绩录入模块有问题，程序员修复速度快，又不会影响老师、学生、教学管理人员继续使用系统的其他功能模块，能很好地避免系统出现全盘崩溃现象，提高系统办事效率。毕业审核系统的微服务架构设计如图2所示。

毕业审核系统的微服务架构以学生为中心[5]，整合了成绩单查询、毕业资格审核、毕业证办理提醒等事物，各服务之间通过REST（Representational State Transfer）实现调用[6]，为学生提供有效的业务访问通道和毕业证办理通道，最大限度地满足毕业审核需要及学生的需求。

3  系统分析

毕业审核系统以用户为中心，为更好服务预毕业生和管理员，满足不同专业个性化毕业审核而设计。本系统方便预毕业生核对培养方案与成绩单，查看自己是否已满足毕业条件，提醒学生及时补充未修课程以达到毕业条件；学院管理员可调整培养方案，在系统审核预毕业生毕业条件和能否获得学位资格；系统管理员可以管理毕业生，标记毕业结论及打证。

3.1  系统用户分析

学生端：学生可以登录系统、下载成绩单、核对毕业审核数据、申请成绩替代。

教师端：教师可以录入成绩、管理课程。

学院管理端：学院管理员可以核对培养方案、毕业资格审查、学位审查、培养方案管理、课程替代管理。

系统管理员：系统管理员有以下功能：毕业届别管理、毕业专业管理、毕业条件管理、毕业结论管理、降级管理、零散办证管理、打证管理、生成毕业生数据对接学信网。

3.2   毕业审核系统业务流程

毕业审核系统业务流程主要包括学生登录系统核对成绩单、教师录入成绩、学院管理员管理毕业生及毕业审核，将毕业审核数据上报、系统管理员可以合理设置毕业学位审核时间[7]，管理毕业生及毕业审核结论，处理打证数据。主要业务流程图如图3所示。

毕业审核系统主要业务分析如下：

1）学生可以登录毕业审核系统核查看是否修够学分，还缺哪些条件才能达到毕业，让学生能做到自主管理学习，以达到毕业，获取学位等。若发现成绩单有误，可以申请课程替代，修正成绩单。若发现课程无学分，申请修满学分，录入成绩。

2）教师可以给已修未获得学分的课程录入成绩，查看课程学分等。

3）各学院教学秘书可以管理毕业生信息，对班级有误的学生申请调整；核对培养方案，对培养方案有误的课程进行微调；管理已修未在计划的课程，依据申请、审核、送审课程替换；提醒学生查阅计划中未修课程，并依据培养方案修够学分；统计预毕业生学分完成情况、毕业论文、其他限定选修课、毕业考级情况等，审查毕业资格、学位资格。

4）系统管理员可设置毕业届别、专业，审核课程替代，查阅毕业审核、学位审核结果，标记毕业结论并打证，将不满足毕业条件的学生降级处理、将结业学生转入零散办证程序，生成毕业生数据对接学信网等。

4  系统设计与实现

4.1  系统技术分析

本系统使用Spring Boot开发框架，通过Spring Cloud微服务架构理念[8]，将毕业审核系统分为多个功能模块进行开发，每个功能模块独立服务，通过接口来调用连接。本系统采用Easy Excel数据处理框架，可以将表格灵活处理打印，包含强大的学生信息数据报表、毕业审核结论统计表、毕业打证数据表、培养方案统计表、预毕业生成绩统计表、培养方案与成绩单分析统计表等，为工作人员统计数据带来极大便利，提高毕业审核效率。为保障系统运行安全，系统使用对外提供加密和解密接口，为需要在网络中传输及本地存储的数据提供加密解密支撑。

4.2  系统安全设计

每个系统都必须具备安全保障，毕业审核系统包含了学生个人信息、打证数据、学生成绩等重要数据，做好系统安全设计尤为关键。用户在登录系统时需要做好数据加密处理和安全验证，通过验证方可登录系统操作。基于微服务架构的毕业审核系统独立设计安全验证服务，用户登录时，调用户安全认证接口，锁定用户角色及权限，通过用户角色和权限进入相关权限的操作界面。

Spring Security在安全框架中具备强大的功能[9]，与OAuth 2.0相结合形成系统的安全性[10]身份验证方法。身份验证可以查验用户信息是否存在，确定用户是否能进入系统；用户选择相应的角色，系统可授权用户进入相应权限操作。在守约条件下，第三方平台可被授权操作特定的功能权限[5]，也可以给它发放令牌登录系统执行特定操作，保障基于微服务架构的毕业审核系统的用户安全，也提高系统的验证速度。OAuth 2.0授权流程如图4所示。

4.3  系统功能分析设计

基于微服务架构的毕业审核系统包含用户功能模块、教师功能模块、学院功能模块、系统功能模块，其功能构架图如图5所示。

基于微服务架构的毕业审核系统主要功能模块分析如下：

1）用户功能模块。学生拥有核对成绩、成绩替代、用户中心功能，可以查询成绩单、核对学分、申请成绩替换、查看课程替换结果、撤销课程替换申请，还可以查看个人学籍信息、查看消息提醒。

2）教师功能模块。教师含有成绩录入功能、查看课程学分、查看课程成绩等功能。

3）学院功能模块。学院包含成绩替代功能、培养方案管理、毕业资格审核管理功能、毕业生管理功能，可以审核成绩替代、查看课程替代记录、核对培养方案、微调培养方案、提醒学生查看未获得学分情况，毕业审查统计、毕业资格审查、学位资格审查、打印审查结果，管理毕业生信息、打印毕业生数据。

4）系统功能模块。系统管理员可执行最终的成绩管理、查看课程替代记录，增删改毕业届别、设置专业、打印专业数据，新增毕业学分要求、设置毕业审核条件、毕业专业统计、设置学位审核统计，毕业审查统计、毕业资格审核、学位资格审核、毕业结论标记、证书打印标记，降级异动处理，结业换毕业证、提前毕业办证等操作。

4.4  系统实现

4.4.1  学生用户模块功能实现

学生用户含登录功能模块，学生输入统一门户账号、密码、验证码通过用户验证后，以学生角色进入毕业审核系统首页。认证了手机号，可以收到系统提醒，核查本人毕业完成情况，为顺利毕业提供便利。学生核对毕业情况审核报告如图6所示。

4.4.2  教师模块实现

教师可以通过统一门户网站登录系统，录入成绩。

4.4.3  学院模塊功能实现

学院教学秘书可以通过系统后台用户名、密码、验证码通过验证后登录毕业审核系统首页，进行毕业审核、学位审核、管理并提醒毕业生按时完成学业。

4.4.4  系统管理员模块功能实现

系统管理员登录系统，可以设置、查询、统计毕业审核数据，管理打证数据等，毕业审核统计查询界面如图7所示。

5  结  论

目前，主流的微服务架构主要应用在服务器后台上面，并以网络形式为前台服务。本系统使用微服务架构，解决了毕业审核人数多、系统更新换代快，技术人员不受开发限制，能及时更新系统等问题，学生能随时查看是否满足毕业条件，管理员能随时设置培养方案与毕业审核条件，进行毕业审核和学位审核，统计毕业审核数据等。通过多次毕业审核测试，本系统能有效提高毕业审核效率，具有良好的运用前景。

参考文献：

[1] 任加慧，卢婷，魏淑婕.开放大学学籍管理平台的功能优化与完善——以江苏开放大学为例 [J].电大理工，2021（4）：54-58.

[2] 杨博森，严张凌.微服务架构下学生选课系统的设计与实现 [J].信息与电脑：理论版，2020，32（20）：84-86.

[3] 夏华，莫灿灿，袁舒雯.高等学历继续教育专业建设内涵式发展研究 [J].继续教育研究，2021（4）：22-25.

[4] 徐晴，王加年.微服务架构的学生综合事务平台构建 [J].办公自动化，2020，25（23）：11-12+40.

[5] 徐小华，胡忠旭，常凤.基于微服务架构的“数智学工”系统的设计 [J].现代计算机，2022，28（20）：117-120.

[6] 刘坤.基于微服务架构的在线教学平台的设计与实现 [D].西安：西北大学，2022.

[7] 刘元超.本科毕业资格及学位资格审核工作优化研究 [J].当代教育实践与教学研究，2020（11）：99-100.

[8] 薛云兰，黄嘉浩，邵桐杰.微服务架构的在线课程学习系统的研究与设计 [J].计算机时代，2022（5）：130-133+137.

[9] GU H J，YANG S L，GU M D，et al. Research on online teaching platform system based on microservice architecture [J/OL].MATEC Web of Conferences，2022，355.[2023-02-18].https：//www.matec-conferences.org/articles/matecconf/abs/2022/02/matecconf_icpcm2022_03058/matecconf_icpcm2022_03058.html.

[10] 郄小明，张建君.基于微服务架构的终端服务平台设计 [J].数字技术与应用，2020，38（6）：124-126.

作者简介：潘秋霞（1989—），女，汉族，广西贺州人，科员，研究生，研究方向：机器学习、大数据、计算机应用；林中明（1988—），男，汉族，广西贺州人，助理研究员，研究生，研究方向：大数据、物流信息化；潘金兰（1991—），女，汉族，广西贺州人，专任教师，研究生，研究方向：优化建模、自然灾害风险分析。