1 概述
軟件即服務(wù)(Software as a Service，SaaS)是在21世紀(jì)初發(fā)展起來的一種創(chuàng)新的軟件應(yīng)用模式.。隨著SaaS的不斷發(fā)展，其應(yīng)用場景不同，業(yè)務(wù)流程也越來越多樣化。業(yè)務(wù)流程管理系統(tǒng)(Business Process Management System，BPMS)是一個可以設(shè)計和優(yōu)化流程的軟件。傳統(tǒng)的BPM 套件是在企業(yè)內(nèi)部獨立部署的，對于大型企業(yè)來說， 過長的應(yīng)用開發(fā)周期和復(fù)雜的升級流程難以適應(yīng)市場需求的快速變更；對于中小型企業(yè)來說，通常難以負(fù)擔(dān)BPM 套件昂貴的費用和相關(guān)IT支持。
SaaS模型可以解決BPM 在以上應(yīng)用的窘境。兩者的結(jié)合產(chǎn)生了一種新的概念：業(yè)務(wù)流程管理即服務(wù)(BusinessProcess Management as a Service，BPMaaS)。BPMaaS是SaaS的一種應(yīng)用，它將軟件限定在業(yè)務(wù)流程的范圍內(nèi)。SaaS中的關(guān)鍵技術(shù)是多租戶技術(shù) J。為此，本文針對BPMaaS中多租戶問題進(jìn)行研究，在分析國內(nèi)外發(fā)展的基礎(chǔ)上，提出一種資源獨占和共享解決多租戶問題的方法，并通過實例對該方法進(jìn)行驗證。
2 關(guān)鍵問題
一個多租戶的SaaS應(yīng)用首先需要解決的是數(shù)據(jù)隔離問題 ，軟件即服務(wù)的關(guān)鍵問題之一也是數(shù)據(jù)隔離問題Hj。這需要即保證租戶之間最大化資源的共享，又能夠區(qū)分屬于各自的數(shù)據(jù)0 。
相關(guān)的數(shù)據(jù)庫即服務(wù)提供了一些數(shù)據(jù)隔離的方法，目前有3種數(shù)據(jù)的共享和隔離模式可保證數(shù)據(jù)的安全隔離，分別為：獨立數(shù)據(jù)庫，共享的數(shù)據(jù)庫不同的schema，共享的數(shù)據(jù)庫相同的schema 。
獨立數(shù)據(jù)庫的模式開發(fā)成本很低，編程模型不需要很大的改變，但隨著共享模式的引進(jìn)，此時還要兼顧到共享模式下的數(shù)據(jù)隔離，因此，開發(fā)成本升高。但這幾種模式的選擇需要各個因素的平衡。針對單個應(yīng)用，多租戶的引入會增加應(yīng)用程序開發(fā)部署和管理的復(fù)雜性，但也有其優(yōu)勢。隔離級別的降低也增加了擴(kuò)展能力，可滿足不同租戶對服務(wù)質(zhì)量的要求目前有2種多租戶的模式：(I)N用多個應(yīng)用程序支持多租戶；(2)利用一個應(yīng)用程序支持多租戶。一個應(yīng)用程序?qū)嵗亩嘧鈶魡栴}較為廣泛。筆者認(rèn)為，如果利用每個應(yīng)用實例分派給一個租戶的做法，只能支持很少的租戶數(shù)量，但在通常情況下，租戶的規(guī)模都不大，筆者期望的是單個應(yīng)用能夠支持較大數(shù)量的租戶使用，從而提高計算資源的利用率 。
3 基于中間件的資源獨占和共享方法
業(yè)務(wù)流程中間件種類繁多，它不同于數(shù)據(jù)庫具有固定的引擎標(biāo)準(zhǔn)，因此，需要選取一個流程中間件作為流程引擎進(jìn)行研究。對不同的流程引擎的研究方法不同。本文選取IBMFileNet架構(gòu)，它是一個企業(yè)級業(yè)務(wù)流程管理套件，擁有全面、整合的產(chǎn)品，可以加速企業(yè)內(nèi)部以內(nèi)容為中心的流程應(yīng)用的部署。
圖1是一個FileNet架構(gòu)完整的應(yīng)用實例，包含數(shù)據(jù)庫實例、LDAP實例、Content Engine實例、Process Engine實例和Application Engine實例。
圖1 FiIeNet應(yīng)用實例
本文要解決的問題是：在FileNet架構(gòu)的基礎(chǔ)上，從資源利用的角度出發(fā)，剖析該架構(gòu)中資源共享和獨占模式，使FileNet的實例資源能夠最大限度地被利用，并滿足不同租戶的服務(wù)質(zhì)量要求。在一個規(guī)模很小，用戶數(shù)不多的企業(yè)應(yīng)用中，讓其獨占一個FileNet的實例是一種對資源的浪費，如果多個小型企業(yè)能夠共享一個FileNet實例，無論從成本還是模型架構(gòu)上來看，都是最優(yōu)的。
3．1 共享和獨占模式設(shè)計本節(jié)將分析FileNet體系架構(gòu)下可以共享的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其中每一個環(huán)節(jié)都直接和數(shù)據(jù)相關(guān)。
(1)數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)庫緊密關(guān)聯(lián)的是Content Engine中的ObjecStore，多個Object Store可以同時指向相同的數(shù)據(jù)庫，因此，數(shù)據(jù)庫可以被Object Store獨占或者共享。
(2)Region多個租戶可以共享Region。對于獨占Region而言，F(xiàn)ileNet本身的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計即可支持?jǐn)?shù)據(jù)的隔離，無需增加編程復(fù)雜度和額外的配置，如果Region過多，嚴(yán)重影響性能，因此，為了支持更多的租戶使用Region，必須引入同一個Region共享數(shù)據(jù)的方式；對于共享的Region，必須引入FileNet本身的安全模型，對Region中內(nèi)容的權(quán)限加以控制，另外對編程的要求也相應(yīng)增加，Region中的內(nèi)容必須通過BPMAAS 封裝的多租戶應(yīng)用程序接口(ApplicationProgramming Interface，API)獲取，否則會訪問到自己企業(yè)外部的數(shù)據(jù)，API將在下文討論。
(3)Object StoreObject Store包含的對象很多，其復(fù)雜度遠(yuǎn)超Region，因此，不能采用共享Object Store的方式，但Object Store可以共享數(shù)據(jù)庫，而Object Store僅是數(shù)據(jù)庫上層的一個邏輯劃分，因此，不共享Object Store的設(shè)計可以省略。
(4)LDApLDAP是FileNet架構(gòu)中不可或缺的用戶認(rèn)證和授權(quán)中間件，基于FileNet的應(yīng)用程序必須使用LDAP，因此，共享LDAP的解決方案也集成在BPMaaS核心中。
(5)Content Engine和Process Engine在這個粒度上，獨立和共享都是可行的，依照目標(biāo)客戶的規(guī)模來決定。
各種情況下的資源共享和獨占模式如表1所示。不同規(guī)模的租戶對服務(wù)質(zhì)量的要求和資源的利用是不同的。系統(tǒng)設(shè)計了4種模式來滿足不同租戶的需求。B、C、D是重點實現(xiàn)的3個模式，而A是傳統(tǒng)的應(yīng)用程序離線部署的做法，本文不予討論。
表l FileNet的資源共享和獨占模式
3．2 多租戶應(yīng)用程序接口本文在FileNet的基礎(chǔ)架構(gòu)上設(shè)計了數(shù)據(jù)共享模式，這是FileNet本身特性之外的內(nèi)容，如果在沒有經(jīng)過二次封裝的API基礎(chǔ)上進(jìn)行開發(fā)，可能會訪問到錯誤的數(shù)據(jù)。為滿足共享和獨占模式的需求，筆者在一些系統(tǒng)關(guān)鍵點設(shè)計了使用多租戶API開發(fā)應(yīng)用程序，以保證多租戶應(yīng)用程序的正確性。
多租戶API為開發(fā)支持多租戶的BPM 應(yīng)用程序提供了基本透明的、標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)訪問和編程接口。多租戶API類圖如圖2所示。
圖2 多租戶API類圖
API結(jié)構(gòu)包含了3個主要的接口類(IContentEngine、IProcessEngine、ILDAP)和2個實體對象類(ContentEngineEntity、LDAPEntity)。IContentEngine主要封裝了FileNetContentEngine中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)訪問接I：1；IProcess Engine主要封裝了Process Engine中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)訪問接I：1；ILDAP主要封裝了LDAP的主要數(shù)據(jù)訪問接I：1；contentEngineEnticy和LDAPEntity主要是2個對象復(fù)雜結(jié)構(gòu)的實體類。
4 實例與驗證
樣例應(yīng)用程序是從一個利用BPMaaS技術(shù)實現(xiàn)的企業(yè)資源計劃(EntERPrise Resource Planning，ERP)項目中，抽取出的人力資源系統(tǒng)的一個業(yè)務(wù) 流程的實現(xiàn)實例。應(yīng)用程序的核心思想未使用傳統(tǒng)的基于數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序開發(fā)方式，而是基于業(yè)務(wù)流程和內(nèi)容管理進(jìn)行開發(fā)，對于“簡歷”，這正是非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)。
樣例業(yè)務(wù)流程的UML活動圖如圖3所示，該圖描述了樣例應(yīng)用程序的業(yè)務(wù)流程。流程中首先由應(yīng)聘者在門戶界面上搜索查詢招聘信息，并提交自己的簡歷，由人事部門和面試人員分別面試審批之后，最終進(jìn)行錄用和作廢處理。
圖4 樣例業(yè)務(wù)流程的UML活動圖
該應(yīng)用程序由5家企業(yè)同時使用，這5家企業(yè)的規(guī)模都較小，數(shù)據(jù)量不大，因此，本文采用表1中模式D的資源分配方式，即ObjectStore共享數(shù)據(jù)庫、共享Region的方式。
數(shù)據(jù)暴露點主要為以下環(huán)節(jié)：
(1)ObjectStore每一個企業(yè)都獨立分配了ObjectStore，雖然ObjectStore共享了數(shù)據(jù)庫，但基于FileNet的安全模型，ObjectStore只能訪問到數(shù)據(jù)自己的數(shù)據(jù)庫表，不存在安全問題。
(2)RegionRegion中的內(nèi)容已經(jīng)被訪問控制列表(Access ControlI ist，ACL)的嚴(yán)格控制。基于FileNet的ACL安全模型，不屬于自己權(quán)限的內(nèi)容是無法訪問的，不僅是在界面這個級別，在API級別也是被嚴(yán)格控制，Region的內(nèi)容雖然被共享，但ACL的設(shè)定已經(jīng)在應(yīng)用程序被訂閱時完成，因此，也不會存在安全問題。
與以往企業(yè)內(nèi)部的應(yīng)用程序不同，在該程序中，用戶登錄時不但需要錄入登錄的用戶名和密碼，還要輸入有效的企業(yè)ID，即租戶ID來隔離不同企業(yè)的數(shù)據(jù)，只有三者同時匹配，才能成功登錄。
JUnit是一個編寫和運行自動化測試的框架。本文將使用JUnit對測試用例進(jìn)行測試，并給出測試結(jié)果，說明整個應(yīng)用程序的部署和使用達(dá)到了安全隔離的要求。
(1)測試l測試用例：測試ObjectStore的隔離性，獲取列表用戶的ObjectStore列表，按應(yīng)用程序的邏輯設(shè)定，每個租戶只可能有一個ObjectStore，并且原始名稱為HRStore，經(jīng)過平臺應(yīng)用程序部署加上前綴后，應(yīng)該變成類似Txxxxx—HRStore的形式。如果測試失敗，用戶應(yīng)該訪問到不止一個ObjectStore，或ObjectStore的名稱不正確。
輸入數(shù)據(jù)：租戶的企業(yè)ID eFuture，登錄的用戶名herry和密碼123。
預(yù)期結(jié)果：獲取到ObjectStore的數(shù)量是1，名字是T2ep1 95r—HRStore。
實際結(jié)果：獲取到ObjectStore的數(shù)量是1，名字是T2ep1 95r— HRStore。
結(jié)論：經(jīng)過多組數(shù)據(jù)測試，測試結(jié)果都是正確的。因此，證明了ObjectStore的安全隔離性。
(2)測試2測試用例：測試共享Region中對WorkQueue的訪問。
WorkQueue可以理解為FileNet工作流的任務(wù)節(jié)點上的執(zhí)行角色，應(yīng)用程序中有名為ResumeDistribution的WorkQueue，用于定義簡歷分發(fā)這一步驟的執(zhí)行角色。由于是多家企業(yè)共享Region，因此WorkQueue的名字在部署時變?yōu)轭愃芓xxxxx— ResumeDistribution的形式。如果測試失敗，用戶可能會訪問到多個同名的WorkQueue或者是錯誤的名字。
輸入數(shù)據(jù)：租戶的企業(yè)ID eFuture，登錄的用戶名herry和密碼123。
預(yù)期結(jié)果：獲取到以ResumeDistribution為結(jié)尾名稱的WorkQueue的數(shù)量是1，名字是T2epI95r ResumeDistribution。
實際結(jié)果：取到以ResumeDistribution為結(jié)尾名稱的WorkQueue的數(shù)量是1，名字是T2ep195r_ResumeDistribution。
結(jié)論：分幾組數(shù)據(jù)測試后，測試結(jié)果都是正確的。因此，證明了共享Region的安全隔離性。
(3)測試3測試用例：可強(qiáng)行訪問不屬于企業(yè)自己的Object Store，科技行政管理中建立公眾代表聽證制度按ACL的設(shè)定，應(yīng)該返回空，如果不是空，則說明隔離數(shù)據(jù)失敗，用戶仍然可以通過非法的數(shù)據(jù)訪問訪問到不屬于自己的ObjectStore。
輸入數(shù)據(jù)：租戶的企業(yè)ID：eFuture，登錄的用戶名herry和密碼123，強(qiáng)行訪問的不屬于自己的ObjectStore名字T 1 0cdsco— HRStore。
預(yù)期結(jié)果：獲取到的ObjectStore為null。
實際結(jié)果：獲取到的ObjectStore為null。
結(jié)論：分幾組數(shù)據(jù)測試后，測試結(jié)果都是正確的。因此，證明了用戶無法從非法途徑訪問數(shù)據(jù)。
5 結(jié)束語
本文研究FileNet的核心架構(gòu)，提出一種基于中間件的資源獨占金融危機(jī)后人力資源管理的策略探究和共享方法，以解決多租戶技術(shù)中資源隔離問題，并通過設(shè)計提供多租戶API接口來簡化多租戶BPM應(yīng)用程序的開發(fā)。本文研究了多租戶技術(shù)中的安全隔離問題，下一步工作將研究性能隔離問題，例如當(dāng)一個租戶的應(yīng)用程序發(fā)生故障時，不能影響到其他租戶的可用性，或者當(dāng)服務(wù)器故障時，如何應(yīng)對服務(wù)器當(dāng)中所有租戶的故障轉(zhuǎn)移等。
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本文標(biāo)題：業(yè)務(wù)流程管理（BPM）即服務(wù)中的多租戶問題研究
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