如何解決在線觀眾參與的實(shí)時(shí)挑戰(zhàn)？

作者：李睿 2022-03-09 08:00:00

實(shí)現(xiàn)觀眾參與的功能需要采用實(shí)時(shí)解決方案。以下是在構(gòu)建解決方案之前，需要考慮的一些問題。

譯者 | 李睿

審校 | 梁策孫淑娟

什么是觀眾參與?

在線觀眾參與的一個(gè)簡單示例是：帶有主持人的直播和供觀眾成員實(shí)時(shí)互動(dòng)的聊天系統(tǒng)。其他觀眾參與解決方案包括觀影派對、投票、測驗(yàn)和排行榜等活動(dòng)，涵蓋在線聊天或提問回答等功能，供參與者在分享體驗(yàn)的同時(shí)進(jìn)行交流。

1.設(shè)備和用戶在場

了解觀眾參與的一個(gè)方面是能夠知道誰在參與虛擬活動(dòng)或用戶的“在場”。與在場情況密切相關(guān)的是用戶的狀態(tài)，這有關(guān)基本功能的實(shí)現(xiàn)，例如當(dāng)有人在聊天窗口中鍵入消息時(shí)的指示，或設(shè)備的實(shí)時(shí)位置。

2.聊天

發(fā)送聊天消息是觀眾互動(dòng)并向在線活動(dòng)(例如直播)的主持人發(fā)送即時(shí)反饋的一種常用方式。Twitch就是一個(gè)早期例子，它很受游戲玩家的歡迎，讓玩家通過流媒體玩游戲，或通過網(wǎng)絡(luò)攝像頭實(shí)時(shí)觀看和評論游戲。

3.調(diào)查投票和提問回答

民意調(diào)查和提問回答是觀眾參與的額外環(huán)節(jié)。例如，主持人可能會(huì)問直播觀眾，“你最喜歡什么口味的冰淇淋?”并為參與者提供一個(gè)網(wǎng)頁，讓他們可以從一系列口味選項(xiàng)中進(jìn)行在線投票，觀眾的答案可被實(shí)時(shí)可視化，以為條形圖、餅圖、甚至是文字云形式顯示在直播中，從而吸引觀眾參與。當(dāng)參與者提交投票時(shí)，這類調(diào)查可能會(huì)讓響應(yīng)激增。

提問回答的方式則與之相反。在線活動(dòng)的主持人將共享一個(gè)鏈接，參與者可以跟蹤該鏈接并輸入問題和評論，以了解更多信息或?qū)崟r(shí)給出反饋。

4.測驗(yàn)功能和游戲化

另一種吸引觀眾的方式是多人知識競賽，參與者參加現(xiàn)場提問，回答問題，并在排行榜上查看他們的分?jǐn)?shù)。競賽可以在獨(dú)立平臺上或集成到直播中，這在教育領(lǐng)域尤其流行。Mentimeter、Wooclap、Kahoot、Slido和HQTrivia等都是受歡迎的產(chǎn)品。

參與者使用邀請鏈接登錄特定的競賽，當(dāng)問題實(shí)時(shí)出現(xiàn)時(shí)，他們會(huì)在自己的設(shè)備上回答問題，然后其分?jǐn)?shù)會(huì)顯示在排行榜上，以添加游戲化元素。為公平起見，參與者有作答時(shí)限。需要同時(shí)向所有玩家發(fā)送問題(扇出)，且隨著他們在倒計(jì)時(shí)前完成挑戰(zhàn)，也會(huì)有相應(yīng)地響應(yīng)激增(扇入)。

實(shí)時(shí)更新鞏固了觀眾參與度

為了使上面列出的功能具有吸引力，它們需要以“實(shí)時(shí)”或接近實(shí)時(shí)的方式呈現(xiàn)，也就是低于人類感知的100毫秒閾值。建立在實(shí)時(shí)系統(tǒng)上的技術(shù)使用一系列事件(例如異步對話)，而不是典型同步通信的請求和響應(yīng)范例。

事件驅(qū)動(dòng)架構(gòu)服務(wù)的用例需要立即處理數(shù)據(jù)，以提供令人滿意的用戶體驗(yàn)。它消除了阻塞或持續(xù)輪詢的需要，并在感興趣的事件發(fā)生時(shí)通知應(yīng)用程序代碼。

發(fā)布和訂閱(pub/sub)模式是事件驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的典型。當(dāng)狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，事件生產(chǎn)者(發(fā)布者)發(fā)送事件消息，然后事件訂閱者使用它們。通常情況下，發(fā)布者和訂閱者之間會(huì)有一個(gè)專門的代理，使事件制作者能夠?qū)⒇?zé)任轉(zhuǎn)移給代理，代理將大量通知發(fā)送給不同設(shè)備和平臺的消費(fèi)者。

代理還將從生產(chǎn)者接收到的事件記錄為消息。事件歷史記錄會(huì)保留一定時(shí)間，以便訂閱者可以從任何特定點(diǎn)讀取事件歷史記錄。

構(gòu)建實(shí)時(shí)架構(gòu)的技術(shù)挑戰(zhàn)

實(shí)時(shí)的、事件驅(qū)動(dòng)的架構(gòu)是一個(gè)分布式系統(tǒng)，具有相關(guān)的可靠性、延遲和帶寬問題，網(wǎng)絡(luò)的不可預(yù)測性是一個(gè)重大挑戰(zhàn)。

1.消息完整性

在事件驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)中，丟失、重復(fù)或無序的消息可能會(huì)產(chǎn)生重大后果。例如，聊天消息，它就依賴于明確定義的消息序列。如果它們無序到達(dá)或丟失，會(huì)給用戶體驗(yàn)帶來缺陷。

丟失的消息

用戶的連接可以斷開并重新連接：例如他們出現(xiàn)電源故障或網(wǎng)絡(luò)上出現(xiàn)系統(tǒng)問題，他們正在移動(dòng)，或者關(guān)閉聊天應(yīng)用程序并稍后重新啟動(dòng)。

從用戶的角度來看，由于連接不穩(wěn)定而丟失消息是不可接受的。因此，當(dāng)用戶重新連接時(shí)，應(yīng)用程序需要以最小損害程度從用戶斷開連接之前的那一點(diǎn)重新開始。任何錯(cuò)過的消息都需要在不復(fù)制已處理的消息的情況下傳遞，整個(gè)體驗(yàn)需要完全無縫。

大多數(shù)事件驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)使用至少一次交付。當(dāng)代理向事件消費(fèi)者發(fā)送消息時(shí)，它需要確認(rèn)已收到消息。如果代理沒有收到確認(rèn)，它會(huì)再次發(fā)送消息，以確保它在第一次發(fā)送時(shí)沒有丟失(并將繼續(xù)發(fā)送消息直到收到確認(rèn)為止)。但是，如果收到消息并且確認(rèn)丟失了怎么辦?任何最近的消息現(xiàn)在都是原始消息的副本。

消息復(fù)制和排序

如果事件驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)使用冪等消息，則消息重復(fù)是可以接受的，冪等消息可以被多次處理，但在第一次之后不會(huì)更改系統(tǒng)。例如，對加熱恒溫器進(jìn)行編程。如果在回家前輸入房間需要達(dá)到的準(zhǔn)確溫度，那么指令是否發(fā)送多次并不重要。

恒溫器將設(shè)置為所需的溫度，可能會(huì)重復(fù)設(shè)置，但仍將是想要的溫度。但是，如果要求把空調(diào)的溫度調(diào)高，并且被多次發(fā)送的話，那么其高溫可能讓人難以忍受。

聊天應(yīng)用程序中的消息重復(fù)對用戶來說與丟失消息或亂序消息一樣令人厭煩。一種常見的方法是，如果消息無法以任何順序成功處理，則使用唯一ID對消息進(jìn)行排序。

除了冪等消息類型之外，許多事件驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)使用一次性處理保證來協(xié)調(diào)與重復(fù)消息相關(guān)的問題。應(yīng)用重復(fù)數(shù)據(jù)消除過程，以便檢測并丟棄先前處理的消息。

2.性能

網(wǎng)絡(luò)延遲是數(shù)據(jù)到達(dá)目的地所需的時(shí)間，是成功吸引受眾的關(guān)鍵因素。在大規(guī)模分布式系統(tǒng)中，延遲在節(jié)點(diǎn)之間傳播得越遠(yuǎn)，其性能就越差。

高延遲會(huì)完全破壞實(shí)時(shí)音頻通信和視頻質(zhì)量，性能考慮全球受眾，或在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施較差的地區(qū)托管用戶變得越來越重要。

低網(wǎng)絡(luò)延遲是由于自地理位置接近。數(shù)據(jù)應(yīng)通過托管數(shù)據(jù)中心和邊緣加速點(diǎn)盡可能靠近用戶。然而，將延遲最小化是不夠的。用戶體驗(yàn)需要將延遲差異降至最低，以確保可預(yù)測性。

服務(wù)器性能(處理速度、使用的硬件、可用內(nèi)存)和延遲之間也存在很強(qiáng)的相關(guān)性。為了防止網(wǎng)絡(luò)擁塞和服務(wù)器超載，必須能夠動(dòng)態(tài)增加服務(wù)器層的容量并重新分配負(fù)載。

3.可用性

觀眾參與度的一個(gè)特殊方面是無法預(yù)測會(huì)有多少參與者。對于許多活動(dòng)來說，直到活動(dòng)開始前幾小時(shí)或幾分鐘才能知道觀眾人數(shù)。這帶來的技術(shù)挑戰(zhàn)是，在任何支持該事件的系統(tǒng)中，都很難規(guī)劃和提供足夠的容量。

在處理大量負(fù)載的情況下，實(shí)現(xiàn)可用性和彈性，以滿足嚴(yán)格的正常運(yùn)行時(shí)間要求不僅僅是故障切換這樣的傳統(tǒng)機(jī)制，而是關(guān)于管理容量的。面臨的挑戰(zhàn)是橫向擴(kuò)展并迅速吸收數(shù)百萬個(gè)連接，而無需預(yù)先調(diào)配。

為確保網(wǎng)絡(luò)能夠適應(yīng)此類情況，需要監(jiān)控以下指標(biāo)：

工作負(fù)載的百分比
負(fù)載的彈性和分布
最大連接數(shù)和吞吐量

當(dāng)超過某些閾值時(shí)，采用一些辦法自動(dòng)、動(dòng)態(tài)地提供額外的容量，這對于確保超高的正常運(yùn)行時(shí)間至關(guān)重要。

優(yōu)化應(yīng)包括最小化傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，例如，減少消息大小，僅發(fā)送對數(shù)據(jù)的更改(增量)而不是整個(gè)有效負(fù)載。

4.可靠性

可靠性至關(guān)重要，因?yàn)槿绻顒?dòng)因故障而無法運(yùn)行或中斷，會(huì)給主持人造成尷尬。觀眾參與的實(shí)時(shí)平臺需要具有容錯(cuò)性，以便即使組件發(fā)生故障也可以繼續(xù)運(yùn)行。

為了實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)，需要有多個(gè)組件能夠在某些組件丟失時(shí)維護(hù)系統(tǒng)。即使在多個(gè)基礎(chǔ)設(shè)施出現(xiàn)故障的情況下，區(qū)域和全球?qū)用娴娜哂嘁材艽_保服務(wù)的連續(xù)性。不應(yīng)該有單點(diǎn)擁塞和單點(diǎn)故障。

當(dāng)一個(gè)或多個(gè)組件發(fā)生故障時(shí)，其余組件需要自行支持服務(wù)。了解可以容忍多少區(qū)域故障(例如，每秒實(shí)例故障的數(shù)量)至關(guān)重要。如果一個(gè)區(qū)域因故障轉(zhuǎn)移到另一個(gè)區(qū)域而脫機(jī)，則需要有足夠的容量來吸收額外的流量，即使在峰值負(fù)載下也是如此。