SaaS軟件服務(wù)基于大規(guī)模定制的客戶端層框架研究*

吳清烈，羅小利

(東南大學(xué)管理工程研究所 南京211189)

1 引言

隨著互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的不斷發(fā)展以及應(yīng)用軟件的日益成熟，作為一種新穎的軟件提供方式，軟件即服務(wù)（software as a service，SaaS）模式受到人們的普遍關(guān)注。SaaS把應(yīng)用軟件以服務(wù)的形式通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)提供給客戶，客戶只需交納一定的租賃費(fèi)用就可以通過(guò)瀏覽器隨時(shí)隨地使用軟件的服務(wù)功能[1]。

在SaaS模式中，多個(gè)租戶共同使用一個(gè)應(yīng)用實(shí)例[2]。軟件服務(wù)商為了降低成本以快速地響應(yīng)客戶的需求，總希望提供標(biāo)準(zhǔn)化的界面、統(tǒng)一的客戶端接口。而對(duì)于每個(gè)租戶來(lái)說(shuō)，總是希望在系統(tǒng)界面符合自己需求的基礎(chǔ)上用方便的客戶端快速地訪問(wèn)應(yīng)用軟件，且應(yīng)用軟件能與已有系統(tǒng)相集成。因此，在競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)環(huán)境下，SaaS服務(wù)商在提供滿足租戶個(gè)性化需求界面、面向多租戶終端軟件服務(wù)的基礎(chǔ)上也要降低成本、提高效率，以提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)地位[3]。大規(guī)模定制是根據(jù)客戶的需求，向客戶提供個(gè)性化的產(chǎn)品或服務(wù)來(lái)提高客戶滿意度，同時(shí)又通過(guò)適度標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)以降低產(chǎn)品或服務(wù)的成本，提高效率。大規(guī)模定制的對(duì)象既可以是實(shí)物產(chǎn)品也可以是軟件或服務(wù)。據(jù)此，本文試圖按照大規(guī)模定制的理念設(shè)計(jì)SaaS軟件服務(wù)客戶端層架構(gòu)，使同一應(yīng)用軟件實(shí)例集成了各種客戶端及已有應(yīng)用軟件，并支持客戶個(gè)性化定制系統(tǒng)界面，從而滿足SaaS軟件服務(wù)模式的多租戶性和可配置性特征。

本文首先分析SaaS軟件服務(wù)在客戶端層應(yīng)用大規(guī)模定制的必要性，提出基于大規(guī)模定制設(shè)計(jì)SaaS軟件服務(wù)客戶端層框架的思路，解決SaaS軟件服務(wù)集成各種客戶端和定制客戶界面的問(wèn)題；接著，對(duì)此框架進(jìn)行分析，詳細(xì)描述客戶對(duì)系統(tǒng)界面需求的XML文檔和界面配置算法；最后用案例說(shuō)明SaaS軟件服務(wù)大規(guī)模定制客戶端層框架的可行性。

2 SaaS軟件服務(wù)基于大規(guī)模定制的客戶端層框架設(shè)計(jì)思路

SaaS軟件服務(wù)的租戶是通過(guò)客戶端界面來(lái)體驗(yàn)SaaS軟件服務(wù)的，所以如何構(gòu)建既能滿足租戶功能需求，又能提升租戶使用體驗(yàn)的客戶端，是SaaS模式成功的關(guān)鍵因素。在SaaS模式下，不同行業(yè)、不同文化背景、不同管理模式的企業(yè)對(duì)應(yīng)用軟件的界面外觀要求是不一樣的，一般都希望擁有自己風(fēng)格的界面，以體現(xiàn)其獨(dú)特性，符合企業(yè)文化的特征；即使是同一企業(yè)，在不同時(shí)期對(duì)客戶界面的要求也會(huì)發(fā)生變化。這就要求SaaS軟件服務(wù)商要能通過(guò)定制化設(shè)計(jì)滿足租戶提出的客戶界面?zhèn)€性化需求。在SaaS模式中，盡管每個(gè)租戶對(duì)應(yīng)用軟件界面的要求是不一樣的，但是在內(nèi)容上卻大體相同[4]。這為按照采用模塊化和部件標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)現(xiàn)低成本的大規(guī)模定制思想設(shè)計(jì)SaaS軟件服務(wù)客戶端層提供了可能性。

根據(jù)以上兩點(diǎn)，筆者基于大規(guī)模定制思想思考SaaS軟件服務(wù)客戶端層框架的設(shè)計(jì)問(wèn)題[5，6]。通過(guò)分析，將客戶對(duì)應(yīng)用界面的需求分為兩類：客戶對(duì)界面內(nèi)容的需求和客戶對(duì)界面外觀的需求。同一領(lǐng)域的企業(yè)對(duì)同一應(yīng)用軟件的界面內(nèi)容要求大體相同，把界面內(nèi)容抽象成界面功能模塊，存儲(chǔ)在界面功能構(gòu)件庫(kù)中。界面管理模塊把客戶需求通過(guò)表示層翻譯成計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別的語(yǔ)言，向業(yè)務(wù)邏輯層發(fā)送服務(wù)請(qǐng)求。在業(yè)務(wù)邏輯層，界面功能配置引擎根據(jù)客戶的內(nèi)容需求在界面功能構(gòu)件庫(kù)中檢索相應(yīng)的功能模塊，若完全與客戶的需求相符合，則直接輸出；若只需修改相關(guān)參數(shù)就能滿足客戶的需求，則修改后輸出；若檢索不到相應(yīng)的功能模塊或者需要做大幅度的修改，則重新開(kāi)發(fā)相應(yīng)的功能模塊，并把它標(biāo)準(zhǔn)化再輸出。界面外觀定制通過(guò)CSS和SKIN等技術(shù)設(shè)置滿足客戶特定需求的頁(yè)面風(fēng)格。業(yè)務(wù)邏輯層把處理結(jié)果經(jīng)過(guò)表示層翻譯成高級(jí)語(yǔ)言，與終端集成組件進(jìn)行交互，最終通過(guò)客戶指定的終端類型顯示客戶界面。

3 SaaS軟件服務(wù)基于大規(guī)模定制的客戶端層框架設(shè)計(jì)

根據(jù)上述思路，提出如圖1所示的SaaS軟件服務(wù)基于大規(guī)模定制的客戶端層整體結(jié)構(gòu)，包括界面管理模塊、終端集成組件、客戶界面。客戶界面的生成流程分為4個(gè)階段：客戶調(diào)查階段；客戶需求分析階段；應(yīng)用系統(tǒng)界面配置階段；面向各種終端的界面展示階段。

3.1 客戶調(diào)查階段

應(yīng)用系統(tǒng)界面是租戶每天必然接觸到的，也是在體驗(yàn)SaaS軟件服務(wù)時(shí)評(píng)價(jià)SaaS模式最重要的指標(biāo)之一，所以SaaS軟件服務(wù)提供商必須滿足租戶對(duì)應(yīng)用軟件界面的需求，以抓住現(xiàn)有客戶并增加新客戶。客戶需求調(diào)查的宗旨是忠實(shí)地反映客戶的真實(shí)需求。客戶需求調(diào)查主要包括：企業(yè)環(huán)境調(diào)查；客戶端界面外觀調(diào)查；客戶端界面呈現(xiàn)內(nèi)容調(diào)查。調(diào)查租戶通過(guò)不同終端對(duì)應(yīng)用軟件界面呈現(xiàn)的內(nèi)容需求，租戶可以自由地決定其界面上有哪些內(nèi)容。

3.2 客戶需求分析階段

通過(guò)調(diào)查客戶對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)界面的需求，建立客戶需求文檔。根據(jù)定制的多少，客戶需求文檔分成兩個(gè)部分，即界面外觀需求分析和內(nèi)容需求分析。不同企業(yè)對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)的外觀要求基本不一樣，他們希望能夠擁有自己的頁(yè)面風(fēng)格，色彩、字體、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的表現(xiàn)形式等均能符合自身企業(yè)文化的特征。但是同一領(lǐng)域的企業(yè)對(duì)同一應(yīng)用系統(tǒng)界面的內(nèi)容要求大體相同。

3.3 應(yīng)用系統(tǒng)界面配置階段

界面管理模塊通過(guò)對(duì)界面需求文檔的解析，經(jīng)過(guò)表示層的提取、解析、轉(zhuǎn)換，生成計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別的語(yǔ)言，向業(yè)務(wù)邏輯層請(qǐng)求服務(wù)。界面功能配置引擎負(fù)責(zé)在界面功能構(gòu)件庫(kù)中檢索響應(yīng)的功能模塊，若完全與需求文檔相符合，則直接提出；若絕大部分相符合，則修改相應(yīng)的參數(shù)，使之滿足客戶的需要；若檢索不到相應(yīng)的功能模塊，則創(chuàng)建滿足客戶需要的新功能模塊，并把它標(biāo)準(zhǔn)化，存儲(chǔ)在界面功能構(gòu)件庫(kù)中。調(diào)用級(jí)聯(lián)樣式表（cascading style sheet）設(shè)計(jì)滿足租戶要求的頁(yè)面風(fēng)格。

界面功能構(gòu)件庫(kù)分為領(lǐng)域共性功能模塊和個(gè)性功能模塊，領(lǐng)域共性功能模塊是對(duì)同一應(yīng)用系統(tǒng)在特定領(lǐng)域進(jìn)行分析，剝離出一些個(gè)性的需要做大量更新的功能，從而產(chǎn)生在一定領(lǐng)域共同具有的模塊。個(gè)性功能模塊是特定租戶對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)界面內(nèi)容的特殊要求。

3.4 面向各種終端的界面展示階段

業(yè)務(wù)邏輯層集成組裝各種界面功能模塊，調(diào)用CSS等頁(yè)面風(fēng)格函數(shù)生成界面文檔，經(jīng)過(guò)表示層生成高級(jí)語(yǔ)言，與終端集成組件交互，最終提供面向各種終端界面的布局，向租戶提供差異性頁(yè)面風(fēng)格的人—機(jī)交互界面。終端集成組件是應(yīng)用系統(tǒng)在客戶端的代理組件，其功能是實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用系統(tǒng)交互及向租戶展示人—機(jī)交互接口。該組件接收客戶的操作請(qǐng)求，通過(guò)表示層向業(yè)務(wù)邏輯層請(qǐng)求服務(wù)以及接收表示層發(fā)送的響應(yīng)數(shù)據(jù)，向租戶顯示處理結(jié)果。

圖1所示的客戶端層整體結(jié)構(gòu)，應(yīng)用大規(guī)模定制設(shè)計(jì)理念，在滿足客戶對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)界面的個(gè)性化設(shè)置需求下，充分利用資源、盡力降低成本，快速響應(yīng)客戶服務(wù)請(qǐng)求，具有以下4方面的優(yōu)勢(shì)。

（1）充分利用資源，降低成本，實(shí)現(xiàn)客戶界面的快速生成

根據(jù)定制的范圍大小，客戶界面的需求分為界面功能配置和界面外觀定制。界面功能配置引擎檢索功能模塊時(shí)，對(duì)于領(lǐng)域共性功能模塊可以直接重用或者修改后重用，這大大提高了界面生成的效率，降低了成本，有利于SaaS軟件服務(wù)提供商在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下求得生存和發(fā)展。

（2）同一應(yīng)用軟件面向多類客戶終端，滿足SaaS模式“單實(shí)例多租戶”特征

SaaS軟件服務(wù)提供商與租戶之間是一對(duì)多的關(guān)系，不同租戶可能使用不同的終端來(lái)訪問(wèn)同一應(yīng)用軟件，即使同一租戶也會(huì)要求使用不同的終端類型，如電腦終端、移動(dòng)終端。這就要求SaaS軟件服務(wù)提供商提供的應(yīng)用軟件要面向多客戶終端，以擴(kuò)展軟件服務(wù)的應(yīng)用范圍。租戶通過(guò)終端集成組件向業(yè)務(wù)邏輯層發(fā)送請(qǐng)求以及呈現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯層處理的結(jié)果，實(shí)現(xiàn)了同一應(yīng)用軟件綁定多種終端組件[7]。租戶可以根據(jù)自身喜好選擇恰當(dāng)?shù)慕K端組件，終端組件實(shí)質(zhì)上是客戶終端與應(yīng)用軟件服務(wù)的中介，對(duì)應(yīng)用軟件屏蔽了不同終端類型的差異性。所以SaaS軟件服務(wù)基于大規(guī)模定制的客戶端層框架對(duì)每種應(yīng)用系統(tǒng)均可以開(kāi)發(fā)出多種終端類型，不需要對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行修改就可以實(shí)現(xiàn)該應(yīng)用系統(tǒng)面向多種終端類型。

（3）客戶界面具有柔性，能夠適應(yīng)企業(yè)不斷變化的需求

客戶可以改變其頁(yè)面內(nèi)容或風(fēng)格，且不會(huì)對(duì)其他租戶的界面產(chǎn)生影響。界面的柔性主要表現(xiàn)在界面外觀的變化和界面內(nèi)容的變化兩方面。

·界面外觀的變化：租戶對(duì)界面外觀的需求發(fā)生變化時(shí)，如調(diào)整字體大小，可以通過(guò)調(diào)用級(jí)聯(lián)樣式表來(lái)改變字體字號(hào)樣式，滿足客戶的需求。

·界面內(nèi)容的變化：當(dāng)租戶對(duì)頁(yè)面上的內(nèi)容需求發(fā)生改變時(shí)，如提出新內(nèi)容模塊，界面功能配置引擎快速地在界面功能構(gòu)件庫(kù)中檢索相應(yīng)的模塊并將其輸出，從而使其映射的界面滿足客戶的要求。

（4）SaaS模式客戶端層具有松耦合性

終端集成組件通過(guò)表示層與應(yīng)用系統(tǒng)相交互，從而實(shí)現(xiàn)了終端組件與應(yīng)用軟件的松耦合，即應(yīng)用系統(tǒng)發(fā)生變化時(shí)不會(huì)對(duì)租戶產(chǎn)生附帶的影響。

4 SaaS軟件服務(wù)基于大規(guī)模定制客戶端層框架實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)

SaaS軟件服務(wù)商要滿足客戶對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)界面的需求，并降低成本、提高效率，首先細(xì)分客戶的界面需求，根據(jù)界面內(nèi)容需求文檔在界面功能構(gòu)件庫(kù)中檢索相應(yīng)的功能模塊，根據(jù)外觀需求文檔調(diào)用CSS、SKIN等函數(shù)設(shè)計(jì)界面風(fēng)格，業(yè)務(wù)邏輯層將處理的結(jié)果與表示層進(jìn)行交互，最終通過(guò)終端集成組件顯示客戶界面。

4.1 基于XML的界面需求文檔

下面是XML文檔對(duì)界面需求的具體描述：

從客戶界面需求的XML描述可以看出，客戶可以通過(guò)移動(dòng)、桌面、Web等終端與表示層進(jìn)行交互。SaaS軟件服務(wù)提供商按照客戶對(duì)界面的要求開(kāi)發(fā)相應(yīng)的內(nèi)容，并通過(guò)終端集成組件顯示業(yè)務(wù)邏輯層處理的結(jié)果，最終生成客戶界面。

4.2 界面配置算法

基于大規(guī)模定制的SaaS軟件服務(wù)在客戶端層設(shè)計(jì)滿足租戶需求的界面時(shí)，經(jīng)過(guò)分析把客戶的界面需求劃分為界面內(nèi)容需求和界面外觀需求兩類。把界面內(nèi)容板塊抽象成功能模塊存儲(chǔ)在界面功能構(gòu)件庫(kù)中。配置客戶界面時(shí)，界面功能引擎首先解析客戶內(nèi)容需求文檔，并檢索界面功能構(gòu)件庫(kù)。根據(jù)關(guān)鍵字的匹配程度相應(yīng)地對(duì)功能模塊進(jìn)程進(jìn)行處理，然后輸出。界面外觀定制通過(guò)解析客戶外觀需求文檔，調(diào)用CSS、SKIN等函數(shù)處理界面風(fēng)格。具體的算法如下：

5 SaaS軟件服務(wù)基于大規(guī)模定制的客戶端層框架舉例

假定某一SaaS服務(wù)商提供考試系統(tǒng)租賃服務(wù)，要求考試系統(tǒng)的登錄界面要滿足其個(gè)性化需求且可以通過(guò)電腦和移動(dòng)終端來(lái)訪問(wèn)。下面說(shuō)明如何通過(guò)SaaS軟件服務(wù)基于大規(guī)模定制的客戶端層框架滿足考試系統(tǒng)登錄界面的個(gè)性化需求。

（1）調(diào)查并分析客戶對(duì)登錄界面的需求

通過(guò)調(diào)查分析客戶對(duì)登錄界面的需求，需求信息可劃分為登錄界面內(nèi)容需求和登錄界面外觀需求。登錄界面內(nèi)容需求包括學(xué)校Logo、考試系統(tǒng)名稱、登錄對(duì)話框等板塊，登錄界面外觀需求包括界面背景顏色、字體大小及格式等。設(shè)置XML文檔相應(yīng)的參數(shù)，如終端類型設(shè)置為Web終端和移動(dòng)終端。不同的終端類型對(duì)應(yīng)不同的界面風(fēng)格函數(shù)，如Web終端類型對(duì)應(yīng)CSS，通過(guò)CSS調(diào)整登錄界面的膚色、字體等界面風(fēng)格。

（2）配置登錄界面

界面管理模塊把客戶的登錄界面需求文檔經(jīng)過(guò)表示層的解析、翻譯，向業(yè)務(wù)邏輯層發(fā)送請(qǐng)求，界面配置算法根據(jù)翻譯后的界面內(nèi)容文檔，在界面功能構(gòu)件庫(kù)中檢索相應(yīng)的功能模塊。有些功能模塊可以直接復(fù)用，像登錄對(duì)話框；有些功能模塊則需要修改相應(yīng)的參數(shù)，像考試系統(tǒng)名稱模塊，需要修改成該學(xué)校的名稱；有些功能模塊則需要重新開(kāi)發(fā)，像該學(xué)校的Logo。

（3）顯示登錄界面

業(yè)務(wù)邏輯層把處理結(jié)果傳遞給表示層，經(jīng)過(guò)表示層的解析、翻譯與終端集成組件進(jìn)行交互。圖2和圖3分別是通過(guò)電腦終端和移動(dòng)終端訪問(wèn)的考試系統(tǒng)登錄界面。

從圖2和圖3可以看出，電腦終端和移動(dòng)終端顯示的是同一考試系統(tǒng)的登錄界面，而考試系統(tǒng)端口不需要做任何修改，只需要定義終端集成組件，就可以實(shí)現(xiàn)同一應(yīng)用系統(tǒng)面向多種終端的功能。

6 結(jié)束語(yǔ)

本文提出了SaaS軟件服務(wù)基于大規(guī)模定制的客戶端層框架，將客戶對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)界面的需求劃分為界面內(nèi)容需求和界面外觀需求，把界面內(nèi)容板塊抽象成界面功能模塊，存放在界面功能構(gòu)件庫(kù)中，客戶需求信息經(jīng)過(guò)表示層解析翻譯，向業(yè)務(wù)邏輯層請(qǐng)求服務(wù)。界面配置算法根據(jù)界面內(nèi)容需求文檔，在界面功能構(gòu)件庫(kù)中檢索相應(yīng)的功能模塊，生成滿足客戶需要的內(nèi)容數(shù)據(jù)；界面外觀定制根據(jù)界面外觀需求文檔按照不同的終端類型調(diào)用不同的界面風(fēng)格函數(shù)，以滿足客戶通過(guò)各種終端訪問(wèn)應(yīng)用軟件的外觀需求。業(yè)務(wù)邏輯層把處理的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)表示層的轉(zhuǎn)換，與終端集成組件進(jìn)行交互，最終生成滿足客戶需要的客戶界面。在該框架下，客戶可以自定義界面外觀和界面內(nèi)容，且可以通過(guò)不同的終端類型訪問(wèn)軟件服務(wù)。

1 Gold N,Knight C,Mohan A,et al.Understanding service oriented software.IEEE Software,2004,21(2):71～77

2 RalpfMietzner,Andreas Metzger,Frank Leyman， etal.Variability modeling to support customization and deployment of multi-tenant-aware software as a service applications.Proceedings of the 2009 ICSE Workshop on Principoes of Engineering Service Oriented Systems,2009

3 Xin Mingdi,Levina N.Software-as-a service model:elaborating client-side adoption factors.Proceedings of the 29th International Conference on Information Systems，Paris,France,2008

4 Prasun Dewan,Rajiv Choudhary.A high-level and flexible framework for implementing multiuser user interfaces.ACM Transactions on Information Systems,1992,10(4):345～380

5 Eenrei M,Ang J,Arsanjani A,et al.Patterns:service-oriented architecture and web services.http://www.Chinagrid.Net/grid/paperppt/Patterns-Services.pdf

6 JaejeongLee,Jinhan Kim,ByungjeongLee.Semanticand dynamic web service of SOA based smart robots using Web 2.0 OpenAPI. Proceedings of the 2008 Sixth International Conference on Software Engineering Research,Management and Applications,2008

7 陳小兵,武澤旭.支持多類終端與服務(wù)定制的SaaS軟件服務(wù)架構(gòu).計(jì)算機(jī)應(yīng)用,2010,30(10):2754～2762