表1 多租戶業(yè)務(wù)表結(jié)構(gòu)

通過TenantID字段來獲得對應(yīng)租戶的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。當系統(tǒng)用到租戶的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)時，需要在每條SQL語句中增加‘TenantID = ?’ 條件進行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)操作。

(2) 數(shù)據(jù)擴展技術(shù)

為了滿足不同租戶的不同需求，SaaS軟件必須能夠保證對數(shù)據(jù)可擴展。多租戶模式滿足大規(guī)模租戶對數(shù)據(jù)的個性化需要，最常見的解決方案就是實現(xiàn)擴展數(shù)據(jù)的可配置。實現(xiàn)數(shù)據(jù)的可配置有以下3種常見方案。

方案1：定制字段，就是根據(jù)租戶的需要在各租戶共有的數(shù)據(jù)表上添加相應(yīng)的定制字段來保存擴展數(shù)據(jù)。這種方案數(shù)據(jù)擴展非常簡單但是其擴展性非常有限，當租戶量達到一定數(shù)量，表中添加的字段就會非常多，而且每個租戶添加的字段對另外租戶是沒有任何意義的，嚴重破壞了表的結(jié)構(gòu)，有些擴展字段可能為空，浪費了表空間。

方案2：預分配字段，該方法在表格中提供一定數(shù)量的預設(shè)字段，當租戶要擴展數(shù)據(jù)時，從表中選取適當?shù)念A設(shè)字段進行擴展，但是不同租戶選取同一個預設(shè)字段的含義可能也不一樣。如表2中TenantID字段區(qū)分每個租戶，除了一些固定的字段外，還提供了一些預分配字段，Ext1、Ext2、Ext3就是預分配的字段，預分配字段的使用由租戶自己預定，一般初始為字符串類型，其真實類型可以采用元數(shù)據(jù)表來進行跟蹤。

表2 預分配字段方案表結(jié)構(gòu)

這種方案雖然能滿足可配置、可擴展的需求，但是預留過多浪費空間，預設(shè)過少，又不能滿足租戶的需求。

方案3：名稱值對，本方案采用一個單獨的表來存儲擴展數(shù)據(jù)。擴展表將數(shù)據(jù)表的橫向擴展列轉(zhuǎn)換成縱向的擴展數(shù)據(jù)集，為每一條原數(shù)據(jù)記錄設(shè)一個擴展字段，保存為擴展表中的一條記錄。將數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)記錄與元數(shù)據(jù)表中的配置記錄相關(guān)聯(lián)，構(gòu)成擴展數(shù)據(jù)記錄。如圖1所示。

圖1 名稱值對擴展表結(jié)構(gòu)

雖然這種方案很好地達到了多租戶數(shù)據(jù)擴展的靈活性要求，但增加了查詢、更新記錄等數(shù)據(jù)庫操作的復雜度，每次操作都涉及到多個表間的關(guān)聯(lián)，因此該方案也有待優(yōu)化。

方案4：XML共享模型的數(shù)據(jù)擴展，這種方案在數(shù)據(jù)表中采用一種XML數(shù)據(jù)類型字段來存儲租戶間的數(shù)據(jù)。當今主流的關(guān)系數(shù)據(jù)系統(tǒng)都支持XML數(shù)據(jù)的存儲和管理，并提供了很多函數(shù)來直接對XML文檔節(jié)點進行管理。下面以O(shè)racle數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為例。

表結(jié)構(gòu)：TableName(TenantID,Col1,Col2,,XMLDataField)，其中TenantID、Col1、Col2字段是所有租戶共用的字段;XMLDataField字段存儲租戶特有的異構(gòu)數(shù)據(jù)，其格式完全遵循XML的格式。設(shè)計XMLDataField字段的格式如下：

value1

value2

value3

……

XML文檔中每個子節(jié)點代表租戶的一個擴展列，包括列名、列的數(shù)據(jù)類型、列所對應(yīng)的值等信息。每增加一個擴展列就在相應(yīng)的XML文檔中添加一個子節(jié)點，滿足租戶對數(shù)據(jù)擴展的個性化需要。

使用XML字段作為數(shù)據(jù)擴展方案，對擴展數(shù)據(jù)的操作簡單，不需頻繁地多表連接，可以靈活地滿足多租戶模式下的異構(gòu)數(shù)據(jù)的定制，提高了性能。該方案的使用需要在系統(tǒng)的架構(gòu)模式中添加一層對XML數(shù)據(jù)進行解析再呈現(xiàn)給客戶以及對客戶數(shù)據(jù)封裝成XML數(shù)據(jù)再保存到數(shù)據(jù)庫中。

2.3 多租戶模式下的功能可配置

SaaS軟件所強調(diào)的是“按需使用，按需付費”。在SaaS模式下，租戶根據(jù)自己不同的需求來使用同一軟件，則需達到可配置性要求。實現(xiàn)功能的可配置，可采用如圖2所示的四級表結(jié)構(gòu)。

圖2 四級表結(jié)構(gòu)

每個租戶對應(yīng)一個預設(shè)的功能模式，預設(shè)了租戶的基本功能。功能模式由多個原子功能構(gòu)成。租戶表存儲租戶的相關(guān)信息，TenantID：租戶的唯一標識;UserName：租戶的登錄賬號;Password：租戶的登錄密碼;PatternNo：租戶使用系統(tǒng)包括的功能模式。功能表存儲了系統(tǒng)所有的原子功能相關(guān)信息，MENU_No:原子功能唯一標識;MENU_NAME：原子功能的名稱。模式表存儲了功能模式信息。PatternNo:系統(tǒng)中包括的所有模式標識。MENU_No：功能模式包括的原子功能。模式表可以作為租戶選擇功能的向?qū)?。租戶模式功能表存儲了租戶所擁有的功能的相關(guān)信息。租戶模式功能表定義了該租戶所有的功能信息，該表可以作為租戶所擁有的所有功能的查詢。

3 SaaS模式下的體系架構(gòu)設(shè)計

軟件系統(tǒng)架構(gòu)決定了系統(tǒng)的靈魂，好的體系架構(gòu)可以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性、健壯性、可擴展性、兼容性和可用性，而傳統(tǒng)軟件通常需要采用分層的設(shè)計思想，一般大致分為5層，包括客戶層、表現(xiàn)層、控制層、業(yè)務(wù)邏輯層、數(shù)據(jù)庫層。這種傳統(tǒng)軟件的體系架構(gòu)分層不能很好地滿足SaaS軟件的可擴展性和可配置性，難以滿足SaaS模式下多租戶的個性化需要。因此在討論了SaaS軟件關(guān)鍵技術(shù)之后，本文提出SaaS模式下的體系架構(gòu)。在傳統(tǒng)軟件體系架構(gòu)的基礎(chǔ)上增加配置管理層和數(shù)據(jù)模式選擇層。根據(jù)多租戶的不同需要配置管理層可以對系統(tǒng)的功能進行配置管理，選擇滿足自身業(yè)務(wù)需要的功能。數(shù)據(jù)模式選擇層是軟件供應(yīng)商為了考慮各種租戶對系統(tǒng)的不同需求而對數(shù)據(jù)存儲模式進行選擇。如果數(shù)據(jù)擴展方案采用的是XML數(shù)據(jù)字段，則需要在此基礎(chǔ)上添加一層XML數(shù)據(jù)處理層，完成對XML數(shù)據(jù)的解析、封裝處理。這樣的體系架構(gòu)可以極大地滿足大規(guī)模的各種行業(yè)的租戶，具有極大的可擴展性。SaaS系統(tǒng)體系架構(gòu)如圖3所示。

圖3 SaaS體系架構(gòu)

本文就傳統(tǒng)軟件向SaaS軟件轉(zhuǎn)型的一些關(guān)鍵技術(shù)進行了研究，并給出了一些技術(shù)可行的解決方案。在此基礎(chǔ)上對傳統(tǒng)軟件體系架構(gòu)進行修改，總結(jié)出了SaaS軟件的體系架構(gòu)模型，可以很好地滿足SaaS軟件的可擴展性和可配置性要求。本文對SaaS軟件的安全性研究涉及較少，安全性[5]是決定租戶對SaaS軟件信任的關(guān)鍵要素，只有很好的安全保障才能讓租戶放心地使用SaaS軟件。因此，后期將會對安全性問題進行詳細的研究。

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