对SAAS浅谈
一、什么是Saas？
??從字面中理解SaaS的全稱是Software as a service, 即軟件即服務，即由傳統的開發賣軟件升級到開發軟件賣服務。百度百科對SAAS的定義是：SAAS平臺是運營saas軟件的平臺,SaaS提供商為企業搭建信息化所需要的所有網絡基礎設施及軟件、硬件運作平臺，并負責所有前期的實施、后期的維護等一系列服務，企業無需購買軟硬件、建設機房等，租戶開箱即用。SaaS 是一種軟件布局模型，其應用專為交付而設計，便于用戶通過互聯網托管、部署及接入。
??ToB Saas系統最近幾年都很火,很多創業公司都在嘗試創建企業級別的應用 CRM, HR,銷售, 很多Saas創業公司也拿了大額風投，也有不少上市公司，比如有贊、微盟等。那么SAAS軟件的優缺點如下:
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優點
1、用戶角度：開箱即用 、無需維護、按需使用、隨處可用、使用成本降低；
2、ASP提供商：節省銷售成本、節省軟件維護成本；
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缺點
1、高度依賴網絡、數據安全性和保密性要求高；
2、定制化服務開發部署周期長；
二、saas演進過程
??SaaS成熟度模型根據是否具有可配置性、高性能、可伸縮可將SaaS成熟度分為四級，每一級都比前一級增加三種特性中的一種，分別是定制開發、可配置(代替定制) 、高性能的多租戶架構以及可伸縮性多租戶架構。
2.1 定制化開發
??為用戶提供專用的數據庫實例及應用服務器實例，依據用戶實際需求進行定制化開發，其實最初的SaaS應用成熟度模型，在技術架構上和傳統項目型軟件開發或軟件外包沒什么區別。有一個客戶項目，就按照客戶的需求來定制一個版本，每個客戶都有一份獨立的代碼，各版本間可通用的只有少量可重用軟件，庫及開發人員經驗。雖然最初級的SaaS模型，在應用架構上和傳統軟件模式并沒有什么區別，但在商業模式上，最初級的SaaS模型和傳統軟件模式，還是存在本質上的區別——即軟硬件及相應的維護職責都由SaaS服務商提供，用戶按需繳納費用即可使用。
2.2 可配置化
??為用戶部署單獨的運行實例，但有效的減低了第二次開發的成本，通過可配置的形式，滿足用戶的基本需求。
??最初級的成熟度模型，顯然并不是良好的SaaS成熟度模型，每次新增用戶都需要進行定制化的開發，單獨部署。這種模式勢必會導致隨著客戶數的增加，需要投入的定制化開發成本，軟硬件已經運營成本，都將隨著客戶的增加而按照比較增加。但這種模式達到一定規模后，想要進一步擴大規模，基本上就只能依賴于人肉戰術了。
??所以，首先需要解決的問題就是降低定制化開發成本。SaaS第二級依賴的解決方案，就是通過可配置化實現有效降低開發，進而達到縮減成本的目的。希望通過可配置化來滿足不同客戶的需求，而不需要為客戶進行特定的開發。但是，其實通過描述可發現，在第二級模型中，軟件的部署架構并沒有發生多大的變化，依舊是為每個客戶部署一個運行實例，只是每個運行實例都是運行著同一份代碼，通過配置的不同來滿足不同客戶的需求。
2.3 高性能的多租戶架構
??從應用架構的角度而言，第一級和第二級成熟度模型和傳統軟件并沒有太大的區別，只是在商業模式上比較符合SaaS的定義。由于其應用架構的設計是為每一個新的租戶都單獨部署一份軟件實例，在一對一的架構，勢必會導致需要維護軟硬件成本，隨著新租戶的增加而直線上升，無法有效的發揮SaaS模式的規模效應。所以，多租戶單實例的SaaS架構才是通常上真正意義的SaaS模式，多個租戶對應一個軟件實例可有效的降低軟硬件成本，充分發揮SaaS模式的規模效應。
??實現多租戶模型的關鍵是通一定的策略來確保用戶數據的獨立性，用戶共享統一的應用實例，勢必會對數據獨立性提出一定的要求，在用戶需求差別不大，客戶數量不多時，講一個第一級/第二級成熟度模型改造成多租戶并不會太復雜，通常可以通過獨立數據庫，共享數據庫獨立數據結構，共享數據結果實現。
2.4 可伸縮性多租戶架構
??該級別的初始目的為了實現在用戶數大量增加的情況下，無須更改應用架構，只需要簡答的增加硬件部署的數量，就可支撐應用規模的增長。在架構設計中的Tenant Load Balaner層將會保存用戶，租戶與對應軟件實例的映射，用戶登錄后，即刻映射到對應的軟件實例。
三、SAAS架構常用方案
??SaaS成熟度模型分級不同，系統架構設計也不盡相同，下面簡單說一下系統架構在不同分級模型下設計：
3.1 獨立服務和數據庫
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優點：
為不同的租戶提供獨立的應用實例和數據庫，有助于簡化數據模型和業務模型的擴展設計，滿足不同租戶的獨特需求；如果出現故障，恢復系統或數據均比較簡單，系統間也不會相互影響。
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缺點：
1、數據庫層面：每個租戶數據庫都作為獨立數據庫進行部署，該模型提供了最大的數據庫隔離。但隔離需要為每個數據庫分配足夠的資源來處理其高峰負載。這里重要的是， 彈性池不能用于部署在不同資源組或不同訂閱中的數據庫。這種限制使得這種獨立的單租戶應用程序模型成為從整體數據庫成本角度來看最昂貴的解決方案；
2、應用層面：每個租戶若存在個性化定制，則需要對項目進行橫向擴展，擴展時務必需要保證與主干版本的兼容性問題。
3、運維層面：應用和數據庫的安裝數量會隨租戶的數量線性遞增，隨之帶來維護成本和購置成本的增加。
3.2 共享服務獨立數據庫
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優點：
為不同的租戶提供獨立數據庫，有助于簡化數據模型擴展設計，滿足不同租戶的獨特需求；如果出現故障，數據恢復均比較簡單，也可以自動將單個租戶恢復到較早的時間點。因為恢復只需要恢復存儲租戶的一個單租戶數據庫。這種恢復對其他租戶沒有影響，這證實了管理運營處于每個租戶的細粒度級別。應用層面的維護成本和購置成本有所減少。
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缺點：
1、數據庫層面，數據模型統一
2、應用層面，每個租戶若存在個性化定制，則需要對項目進行橫向擴展，擴展時務必需要保證與主干版本的兼容性問題
3、運維層面，數據庫的運維問題同模式一，應用層面的運維在版本控制的問題上難度有所增加
3.3 共享應用及數據庫
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優點：
為安全性要求較高的租戶提供了一定程度的邏輯數據隔離，并不是完全隔離；每個數據庫可支持更多的租戶數量。
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缺點：
1、數據庫層面，如果出現故障，數據恢復比較困難，因為恢復數據庫將牽涉到其他租戶的數據；
2、應用層面，配置中心需要對租戶信息進行完整且合理的分配和維護。
3.4 網關+前臺+中臺模式
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優點：
- 有利于定制不同租戶的個性化需求。例如：交互界面不同、工作流不同等等。
- 服務只需要根據用戶需求在前臺做相應的橫向擴展即可；
- 不同租戶間服務相互獨立，互不影響。
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缺點：
- 模塊劃分需要做好劃分，重點注重業務之間的低耦合；
- 調用鏈路變長，需要做一定的優化處理；
- 模塊縱向拆分后，后期研發和運維難度均會有所增加；
原文鏈接：https://blog.csdn.net/haponchang/article/details/104246317
3.5 通用saas邏輯圖
- 優點：
- 服務只需要根據用戶需求在前臺做相應的橫向擴展即可；
- 不同租戶間共享服務。
- 缺點：
- 模塊劃分需要做好劃分，重點注重業務之間的低耦合；
- 調用鏈路變長，需要做一定的優化處理；
- 模塊縱向拆分后，后期研發和運維難度均會有所增加；
四、技術選型
??多租戶模式下，軟件的架構需要考慮可擴展性（Scalability）、數據隔離、性能、數據庫成本、性能監控等多指標。
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4.1 數據庫層：
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4.1.1 數據庫的垂直切
1）. 縱向分庫就是根據業務耦合性，將關聯度低的不同表存儲在不同的數據庫，做法與大系統拆分為多個小系統類似，按業務分類進行獨立劃分。與“微服務治理”的做法相似，每個微服務使用單獨的一個數據庫。
2）. 垂直分表是基于數據庫中的列進行，某個表字段較多，可以新建一張擴展表，將不經常用或者字段長度較大的字段拆出到擴展表中。在字段很多的情況下，通過大表拆小表，更便于開發與維護，也能避免跨頁問題，MYSQL底層是通過數據頁存儲的，一條記錄占用空間過大會導致跨頁，造成額外的開銷。另外，數據庫以行為單位將數據加載到內存中，這樣表中字段長度越短且訪問頻次較高，內存能加載更多的數據，命中率更高，減少磁盤IO，從而提升數據庫的性能。
- 垂直切分的優點：
- 解決業務系統層面的耦合，業務清晰
- 與微服務的治理類似，也能對不同業務的數據進行分級管理，維護，監控，擴展等。
- 高并發場景下，垂直切分一定程度的提升IO，數據庫連接數，單機硬件資源的瓶頸。
- 垂直切分的缺點
- 部分表無法join，只能通過接口聚合方式解決，提升了開發的復雜度。
- 分布式事處理復雜
- 依然存在單表數據量過大的問題。
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4.1.2 數據庫水平切分
??當一個應用難以再細粒度的垂直切分或切分后數據量行數依然巨大，存在單庫讀寫，存儲性能瓶頸，這時候需要進行水平切分。
??水平切分為庫內分表和分庫分表，是根據表內數據內在的邏輯關系，將同一個表按不同的條件分散到多個數據庫或多表中，每個表中只包含一部分數據，從而使得單個表的數據量變小，達到分布式的效果。
??庫內分表只解決單一表數據量過大的問題，但沒有將表分布到不同機器的庫上，因些對于減輕mysql的壓力來說幫助不是很大，大家還是競爭同一個物理機的CPU、內存、網絡IO，最好通過分庫分表來解決。
- 水平切分優點
- 不存在單庫數據量過大、高并發的性能瓶頸，提升系統穩定性和負載能力。
- 應用端改造較小，不需要拆分業務模塊。
- 水平切分缺點
- 跨分片的事務一致性難以保證
- 跨庫的join關聯查詢性能較差
- 數據多次擴展維度和維護量極大。
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4.1.3讀寫分離
??為了確保數據庫產品的穩定性，很多數據庫擁有雙機熱備功能，也就是主從，主服務主要負責寫，從服務器提供讀功能，在查詢壓力較大的情況，讀寫分離是較好的方案。
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4.1.4 分庫分表中間件
??目前對于分庫分表中間件，開源組件越來越多，常用的分庫分表中間件具體如下：
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簡單易用的組件：
- Asgard（唯品會）
- DAYU （唯品會）
- ShardSphere(當當)
- TSharding（蘑菇街）
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強悍重量級的中間件：
- sharding
- TDDL Smart Client的方式（淘寶）
- Atlas(Qihoo 360)
- alibaba.cobar(是阿里巴巴（B2B）部門開發)
- MyCAT（基于阿里開源的Cobar產品而研發）
- Oceanus(58同城數據庫中間件)
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4.2 應用層優化：
- 分布式：Dubbo（阿里）、OSP（唯品會）、Motan（微博）、Tars（騰訊），spring cloud
- cache: redis\mc
- 定時任務統計：elastic-job\XXL-JOB\SATURN(唯品會),具體介紹：https://www.jianshu.com/p/ab438d944669
- 搜索引擎:技術組件ES
- 異步化：ROCKET、KAFKA、RabbitMQ、plusar
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4.3 運維與監控
- 日志分析系統：elk
ELK Stack 是Elasticsearch、Logstash、Kiban三個開源軟件的組合。在實時數據檢索和分析場合，三者通常是配合共用，而且又都先后歸于 Elastic.co 公司名下，故有此簡稱，參考文檔如下：
官網地址:https://www.elastic.co/cn/
官網權威指南:
https://www.elastic.co/guide/cn/elasticsearch/guide/current/index.html
安裝指南：
https://www.elastic.co/guide/en/elasticsearch/reference/6.x/rpm.html
- 日志分析系統：elk
資料整理人：VICK
總結
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