本文主要讨论基于单一共享应用程序实例的多租户模型。介绍在这种模式中重要 J2EE 工件的多租户资源共享、隔离和定制机制。还通过一个示例应用程序讲解如何设计基于 IBM 中间件软件的支持多租户的 J2EE 应用程序。

简介

在本系列的第二篇文章中（使用 IBM 中间件实现 SaaS 解决方案，第 2 部分：启用多租户的方法），我们讨论了启用多租户的三种方法，即虚拟化、中介和共享。本文主要讨论第三种方法，介绍如何使用单一共享应用程序实例同时支持多个客户组织（即租户），实现经济有效性目标。我们要使用 IBM 中间件开发一个经济有效、安全且可配置的多租户应用程序。我们主要关注多租户应用程序设计和实现的三个关键方面：

• 资源共享机制：减少每个租户的硬件、软件和管理成本
• 安全隔离机制：防止租户之间的非法访问、冲突和干扰
• 定制机制：通过配置方法支持与租户相关的 UI、访问控制、过程和数据模型

为了便于读者理解，我们设计了一个示例应用程序 EasyOA，它应该有助于解释如何使用 IBM 中间件产品（尤其是 IBM WebSphere Application Server (WAS)、DB2、Tivoli Directory Server (TDS) 和 WebSphere Process Server (WPS)）实现多租户模型。

基于资源共享的多租户启用方法

如图 1 所示，基于资源共享的多租户启用模式分为两类：1) 多个应用程序实例和 2) 单一共享应用程序实例。前者为每个租户提供专用的应用程序实例，这些实例在共享的硬件、操作系统或中间件服务器上运行。后者用单一共享应用程序实例支持许多租户，这个实例包含各种资源。这两种模式可以支持的租户数量差异很大。多实例方法用来支持几个（最多几十个）租户，每个租户可能有数百位用户，使用一组服务器。单一共享实例方法用来支持大量小型租户，租户数量常常是数百个、数千个甚至更多。

应该根据特定的应用场景和目标客户的需求选择资源共享模式。通常，大型企业喜欢多实例方法，因为这有助于避免与资源共享相关联的潜在风险。对于面向 SMB 客户（他们的服务预订预算比较少）的大多数服务，为了实现规模效益，业务模型必须通过吸引大量客户增加收入，同时使用非常高效的可伸缩的多租户基础结构支持这些客户，降低每个客户的平均服务交付成本。在这些场景中，多实例模式是不合适的，因为每个租户带来的收入很少，不足以抵偿为租户分配专用的硬件/软件资源的成本。

尽管多租户应用程序在经济有效性方面非常有优势，但是它们也面对许多难题，尤其是与隔离和定制相关的问题。

首先，应该在各个租户之间支持应用程序级隔离。尽管所有租户共享同一个基础结构和应用程序实例，但是从用户体验、服务质量 (QoS) 和管理的角度来看，租户当然希望像专用租户那样访问和使用服务。因此，在体系结构设计的几乎所有部分都应该仔细考虑隔离，包括非功能性和功能性两方面，涉及安全性、性能、可用性和管理等。

第二，应该支持租户在运行时定制自己的服务，而不会影响其他租户。在过去，定制通常需要修改代码和重新部署应用程序。但是，这种定制模式在多租户服务环境中是不现实的。因为所有租户共享同一个应用程序实例，如果一个租户进行这样的定制，所有租户的服务都会受到影响，而且在更新期间可能会中断服务。随着租户数量的增加，中断会越来越频繁，导致非常严重的服务可用性问题。因此，一个租户在运行时的定制不应该影响其他租户，这是多租户应用程序的关键需求之一。

多租户资源：J2EE 工件的共享、隔离和定制机制

对于 J2EE/SOA 应用程序，有许多种可访问的资源，在用户界面、业务逻辑、过程/工作流和数据模型等层上还有各种运行时工件。为了设计非常高效的多租户应用程序，我们需要通过以下两个步骤小心地管理这些资源：

• 识别出可以在租户之间共享的所有资源类型。估计通过采用共享机制能够节省的成本，据此确定它们的优先次序
• 对于每种可共享资源，列出所有潜在的隔离和可配置点。针对不同的多租户场景，评估和总结最合适的隔离和定制方法

表 1 简要总结这些重要的资源以及相应的共享、隔离和定制机制。在本系列的后续文章中，我们将详细介绍它们。

EasyOA，示例应用程序

EasyOA 是一个为小型企业开发的简单的办公自动化应用程序。这个应用程序主要包含一个休假申请过程。职员可以通过这个过程提出休假申请和查询自己的休假历史，而经理通过这个过程批准职员的申请。管理员有权查看公司所有用户的操作日志。

EasyOA 是一个典型的 J2EE 应用程序，它基于以下 IBM 中间件：

• IBM WebSphere Application Server V6.02
• IBM WebSphere Process Server V6.02
• IBM Tivoli Directory Server V6.0
• IBM DB2 V8.2

EasyOA 在设计时考虑到了支持多租户。如图 2 所示，支持的主要多租户特性如下：

• 身份验证和授权说明如何设计组织结构和访问控制（特权）数据存储/访问模式。它们还在多租户上下文中增强了标准的 Java Authentication and Authorization Service (JAAS) 模块/过程。
• 公用 J2EE 工件说明如何通过一种基于隐式筛选器的机制区分租户，隔离和定制用户界面和业务逻辑的资源。
• 持久化数据模型从隔离、安全性、定制和性能等许多角度，识别和评估用于数据存储/访问的所有多租户设计模式。
• 业务过程说明如何按照共享过程模板模式，隔离和定制不同租户的人工任务或过程的人员/角色选择。

本系列的第 4 部分将全面介绍这些特性的体系结构和实现。

结束语

多租户设计模式（使用单一共享应用程序实例同时支持多个租户）对于提高 Web 应用程序的经济有效性非常重要。在本文中，我们讨论了总体体系结构设计原则，以及使用 IBM 中间件开发安全且可配置的多租户应用程序的相关技术。本文只是概述，后续文章提供关于这个主题的详细信息。

参考资料

• IBM SOA 网站：概述 SOA 以及 IBM 如何帮助您实现 SOA。
• “使用 IBM 中间件实现 SaaS 解决方案，第 1 部分：挑战和体系结构模式”：介绍什么是多租户，以及构建和部署多租户 Web 交付解决方案的一些技术困难。
• “使用 IBM 中间件实现 SaaS 解决方案，第 2 部分：启用多租户的方法”：分类介绍在 Web 交付解决方案（也称为 software-as-a-service）中启用多租户的方法，对比各种方法的成本和益处。
• “构建 SOA 组合业务服务，第 7 部分: 为组合业务服务提供多分租支持”：多分租（multi-tenancy）是指从共享的公共承载环境中为多个组织（客户）提供服务的能力。本文将说明多分租的概念，并将介绍软件作为服务的网络交付方法。
• “保护多承租 SaaS 应用程序”：本文介绍了一个保护多承租 Java™ 应用程序的可行的、实用的方法，即结合使用开源 Spring Security 框架和 Apache Directory Server。作者通过一个多承租示例 Web 应用程序来展示这个方法。
• “满足软件即服务 (SaaS) 应用程序的安全需求”：在本文中，您将了解基于 Java™ 2 Platform Enterprise Edition (J2EE) 的、多承租者的、高效的 SaaS 应用程序的各种安全需求，并研究相关的机制，以处理实现用户安全身份验证以及授权的各种需求。
• “通过软件即服务（SaaS）模型加速移动应用程序的开发”：阅读 IBM Rational ClearQuest 开发人员如何以低维护和低成本的形式访问全世界超过 1,500 个真实的手机。
• 有关 SOA 的更多信息，请访问 developerWorks 上的 SOA and Web services 专区。

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