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架构解密｜一步步打造高可用的 JOCR OCR 识别服务

news 2025/7/17 11:06:15

架构解密｜一步步打造高可用的 JOCR OCR 识别服务

在各类拍照取字、票据扫描、合同归档的场景中，OCR（光学字符识别）早已成为核心能力。但要把“图片→文字”打磨成一条工业级、可观测、可扩展的服务链路，绝不仅仅是简单地调用第三方接口。本文将结合 JOCR OCR 识别完整流程图，深入剖析从前端到最终结果的每一个环节，帮助你用架构思维设计高可用、高性能、低成本的 OCR 服务。

一、整体架构全景

在深入细节之前，我们先来看张全景图：

JOCR OCR识别完整流程图

图注：从用户上传 → 预处理 → 调度策略 → 核心识别 → 重试容错 → 统计监控 → 返回结果，整个链路共分为四大阶段、十余个关键节点。

二、四大阶段详细拆解

下面按时间顺序，结合流程图中泳道，逐步展开各阶段的职责与实现要点。

1. 请求入口 & 预处理

页面上传
- 用户在前端选图、裁剪、旋转、调整大小后，调用 FileReader 将图片转 Base64。
- 前端做基础校验：格式（JPEG/PNG）、文件大小、分辨率上限等。
接口接收
- 前端发送 POST /api/ocr/recognize，请求体中包含 Base64 图片及识别参数（语言、多行/单行等）。
- Controller 层统一做参数校验、限流（如并发控制、用户月调用上限）和灰度开关判断。
配置加载
- 服务启动时，从 application.yml 中读取所有已接入的 OCR Provider，如「自研 OCR」「某大厂 OCR」「另一大厂 OCR」。
- 每个 Provider 对应唯一的 bean 实例，包含：
  - 调用 URL、API Key、超时配置
  - 当日最大调用配额
  - 单次调用成本
策略管理初始化
- OcrStrategyManager 负责加载并管理多种调度策略：
  - 加权策略（WeightedStrategy）
  - 轮询策略（RoundRobinStrategy）
  - 比例策略（RatioStrategy）
- 不同业务可在启动参数或接口参数中指定不同策略。

2. 智能调度

策略执行
- 请求进入核心调度：OcrStrategyManager.execute(providers, request)。
- 根据当前流量、成功率、剩余配额，策略从 providers 列表中选出一个或多个候选服务商。
调用链路埋点
- 每次策略决策前后，调用 metrics.increment("ocr.attempt")、metrics.increment("ocr.success")，并记录：
  - 请求 ID、服务商名称
  - 时间戳、线程 ID
并发与熔断
- 对每个 Provider，维护一个动态滑动窗口限流器（RateLimiter）。
- 服务商连续 N 次调用失败后，熔断该实例，暂时从调度列表中剔除。

3. 核心识别

执行识别

选定某个 Provider 后，调用其 recognize(request) 方法：

public OcrResponse recognize(OcrRequest req) {HttpRequest httpReq = buildHttpRequest(req);HttpResponse resp = httpClient.send(httpReq, timeout);return parseResponse(resp);
}

统一封装超时（connect/read）、重试次数、日志上下文（traceId）。

结果封装

将各服务商返回的 JSON（字段名千差万别）映射到统一的 OcrResponse：

{"text": "识别结果文字","confidence": 0.92,"regions": [ { "x":10,"y":20,"w":100,"h":30 }, … ]
}

多结果融合（可选）
- 对接多家服务商时，可启用“结果融合”模块：
  - 按关键字置信度取最高
  - 对比图像坐标落差，统一输出最优方案

4. 容错 & 监控收尾

失败重试与切换
- 若当前 Provider 调用抛出异常或返回错误码，调度器自动切换到下一个 Provider 并重试（最多 M 次）。
- 所有重试过程均在同一请求上下文（traceId）内，便于链路追踪。
统计上报
- 调用完成后，汇总：
  - 总耗时（Strategy 决策 + HTTP 调用 + 解析）
  - 调用次数、重试次数
  - 成功/失败状态
- 上报至监控系统（Prometheus/Grafana），并将异常率、延迟分布可视化。
降级与告警
- 当整体失败率或延迟超出阈值，触发告警，它可：
  - 自动开启“兜底模式”（返回空文本或缓存模板）
  - 通过短信/钉钉推送给运维/开发
  - 在 Dashboard 上清晰标红

三、落地实践建议

契约优先
- 前后端、各 Provider 间都应以“契约化接口”为基础，版本迭代时只做扩展不做变更。
分层解耦
- Controller → StrategyManager → Provider → HTTP Client 四层分离，各司其职，方便单测与替换。
灰度发布
- 新接入服务商或自研模型时，可先做 5% 流量灰度，验证稳定后再全量启用。
持续监控
- 关键指标：调用量、失败率、平均延迟、熔断次数、配额消耗。
- 提前写好 Grafana 模板和告警规则，运维一眼便知。