微服務架構SaaS多租戶校園管理平臺

南京工業大學浦江學院計算機與通信工程學院 馬文藝 徐文欣

現代社會已經成為信息化的社會，目前大多數高校的校園信息化管理系統還處于發展階段，通常一個學校包含了多個信息化系統，存在著信息不統一，維護成本高，性能低等一系列問題。本文將設計一個以SaaS（軟件即服務）模式與微服務架構為基礎的校園管理平臺。將傳統的Saas模式與微服務技術結合碰撞，設計出統一的、高性能的、高擴展性的校園管理平臺。對于高校：免去系統開發與維護的成本，以租賃的方式按需定制；對于教師：以數字化的方式辦公、教學，隨時掌握學生學習動態，高效率的對信息進行統計與收集；對于學生：提供了統一的信息檢索服務及其它學習生活服務，大學生活更加快捷、方便，讓學生擁有更多的時間專注于學習和興趣的培養。

隨著互聯網的飛速發展，現代社會已經成為一個信息化時代。目前，不光是公司、政府等一些地方實行了信息化管理，許多學校也依托校園網，將學校的教學、管理和通知發布等項目組成了一個信息化管理系統。但這些校園信息化管理系統發展并不成熟，它們主要存在以下的缺點：

（1）一個高校的校園管理系統往往有多個，不統一；

（2）高校的校園管理系統幾乎都存在著性能問題；

（3）功能不全，還需要引入外來應用。

舉個例子，就拿這次的2020年初至今的“新冠肺炎”來說，這是疫情高校需要收集師生的健康信息，大多數高校還是引入了“今日校園”、“企業微信”、“騰訊文檔”等一系列的外來應用進行信息統計。如果各大高校能擁有完善的信息化管理系統，是否就可以進行更加高效與統一的信息的管理與收集呢？

本系統的誕生就是為了解決這個問題，它引入了SaaS軟件服務模式及微服務軟件架構。依靠SaaS的多重租賃、服務、可擴展的特性結合微服務的服務獨立部署、獨立擴展的優點，可以自由靈活的為高校提供定制化的服務，為高校解決數據安全、系統性能、服務不統一、軟件維護等一系列問題。

1 開發技術與工具

1.1 服務端框架及技術

（1）Java

Java是面向對象編程的一門語言，它很好的運用了C++的各種優點，摒棄了C++中難以理解的指針等等概念，所以Java也是一門簡單易用、跨平臺、功能強大的語言。Java是面向對象編程的靜態語言代表，讓開發者能夠用優雅的思維實現復雜的業務邏輯。Java多用于Web服務編程。

（2）Spring Boot

為快速啟動且最小化配置的Spring應用而設計，簡化了傳統Spring應用的開發。簡化了繁瑣的配置項目、提供了內置的Http服務器、簡化了Maven的依賴配置。有助于開發者快速構建架構，進行開發。幫助開發者專注于需求業務的開發。

（3）Spring Security oAuth2

Spring家族一員，它是Spring所開發的一款安全框架，與Spring家族產品完美兼容。

（4）Spring Cloud Alibaba

Alibaba基于Spring Cloud編程模型的微服務生態。

（5）Apache ShardingSphere Apache ShardingSphere分庫分表解決方案。

1.2 前端框架及技術

（1）Vue

Vue端主流框架之一，采用了MVVM，即模型、視圖、視圖與模型。它擁有獨特的語法，以及提供了數據綁定功能，降低了使用者的門檻，適用于中小型項目。

（2）Axios

前端HTTP框架，使開發者方便的調用服務端提供的API。

1.3 數據存儲技術

（1）MySQL

關系型數據庫，通過與Apache ShardingSphere的配合完成本系統的租戶的數據獨立。

（2）Redis

Key-Value型數據庫，用于本系統部分數據的緩存。

2 需求分析

2.1 系統功能需求描述

（1）游客功能

注冊：游客可以進入本系統網站，在登錄頁面使用手機驗證或郵箱驗證進行賬號注冊。

一頁通：站內資源搜索功能，過濾各種廣告。

（2）普通用戶功能

日程中心：一頁通所提供的免費的在校日程管理服務。

投稿中心：一頁通通過用戶的投稿進行網站的收集與分類。

服務大廳：用戶可以查看本系統所提供的可租賃的服務并且可以申請成為租戶。申請成為租戶需要提供相關的可以證明資質的材料，本系統內的租戶通常是指高校。

（3）租戶下用戶功能

除普通用戶的功能外，還可享受相關聯租戶所租賃的服務，具體功能與權限由租戶管理。

（4）租戶功能

基本功能：包含用戶、游客的所有功能。

服務中心：登錄管理端，對可租賃服務的續費與訂閱。

組織管理：管理租戶下由相關聯用戶組成的組織，及相關角色、權限的管理。

（5）系統管理功能

對本系統的服務、租戶、用戶進行管理。

2.2 系統功能用例圖

普通用戶的用例圖如圖1所示。

圖1 普通用戶用例圖

圖2 租戶下用戶用例圖

圖3 租戶用例圖

圖4 系統管理員用例圖

租戶下用戶用例圖如圖2所示。

租戶用例圖如圖3所示。

系統管理用例圖如圖4所示。

3 系統模塊設計

本平臺的系統功能如圖5所示。

圖5 系統總體功能框圖

結語：系統的每個模塊都按照高內聚，低耦合的思想，使系統擁有高度可擴展性，只需要花費很小的代價就可以對功能進行擴展，很好的應對復雜的校園信息管理。隨著互聯網的發展，相信未來的校園信息管理系統必將是統一的，高性能，高擴展的，在未來甚至可以實現跨校信息處理。