Мы ж программист

Разработка мультитенантных приложений на PHP

·

Оригинал: Designing Multi-Tenancy Applications in PHP

Перевод для канала Мы ж программист

Введение

В современном мире разработки программного обеспечения мультитенантность является важнейшим архитектурным решением для создания масштабируемых приложений, которые обслуживают множество пользователей или организаций на основе одного экземпляра приложения.

Мультитенантность широко используется в приложениях SaaS (сервис как услуга), где каждый клиент (пользователь или организация) использует один и тот же экземпляр программного обеспечения, но требует изоляции данных.

Разработка мультитенантных приложений требует тщательного проектирования структуры базы данных, логики приложения и управления тенантами – отдельными клиентами.

Цель этой статьи – изучить принципы проектирования, проблемы и лучшие практики создания многопользовательских приложений на PHP. Мы рассмотрим различные подходы, в том числе использование базы данных для каждого клиента, общей базы данных для каждого клиента и гибридные стратегии, с практическими примерами, которые помогут разработчикам реализовать их.

Что такое мультитенантность?

Мультитенантность – это программная архитектура, при которой один экземпляр приложения обслуживает несколько клиентов. Каждый клиент работает изолированно, обеспечивая независимость своих данных, конфигураций и пользовательских предпочтений от других клиентов.

Существует три основные модели мультитенантности:

  1. Однотенантная архитектура: У каждого клиента есть выделенный экземпляр приложения.
  2. Мультитенантная архитектура: Несколько клиентов совместно используют один экземпляр приложения, но имеют изолированные данные.
  3. Гибридная архитектура: Сочетание того и другого, когда одни ресурсы являются общими, а другие изолированными.

Почему мультитенантность важна?

  • Экономическая эффективность: Мультитенатность помогает снизить эксплуатационные расходы, поскольку несколько клиентов используют одну и ту же инфраструктуру и ресурсы.
  • Централизованное обслуживание: Поскольку требуется поддерживать только один экземпляр приложения, развертывание обновлений и исправлений ошибок упрощается.
  • Масштабируемость: Мультитенантные приложения можно легко масштабировать по горизонтали для работы с большим количеством пользователей или арендаторов без существенных изменений кода.

Мультитенантные подходы в PHP

1. Единая база данных, общая схема (Shared Database, Shared Schema)

При таком подходе все клиенты совместно используют одну и ту же базу данных и таблицы. Данные клиента изолируются с помощью столбца tenant_id, который определяет записи для каждого арендатора.

Этот метод часто называют подходом с использованием общей базы данных и общей схемы.

Пример:

PHP
// Предполагаем, что у нас есть табилца "users" с полем tenant_id
CREATE TABLE users (
    id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
    tenant_id INT NOT NULL,
    name VARCHAR(255) NOT NULL,
    email VARCHAR(255) NOT NULL
);

// Запрашиваем данные для конкретного тенанта
$tenantId = 1; // Пример tenant_id
$query = "SELECT * FROM users WHERE tenant_id = :tenant_id";
$stmt = $pdo->prepare($query);
$stmt->execute(['tenant_id' => $tenantId]);
$users = $stmt->fetchAll();

Объяснение:

В этой модели каждая запись пользователя связана со столбцом tenant_id, который отличает клиентов. Хотя этот подход является экономически эффективным (поскольку все клиенты используют одни и те же таблицы), он требует тщательного управления доступом и изоляции данных.

Задача здесь заключается в обеспечении того, чтобы ни один клиент не мог получить доступ к данным, принадлежащим другому клиенту, или изменить их.

Преимущества:

  • Ниже инфраструктурные издержки
  • Проще поддерживать единую схему

Недостатки:

  • Задачи безопасности и изоляции данных
  • Масштабирование может стать сложнее при росте базы данных

2. Одна база данных – один клиент (Database-per-Tenant)

При использовании этого подхода у каждого клиента есть своя отдельная база данных. Эта модель обеспечивает полную изоляцию между клиентами, и данные каждого клиента хранятся в выделенной базе данных.

Пример:

PHP
// Динамический выбор базы данных на основе tenant_id
$tenantId = 2;
$databaseName = "tenant_" . $tenantId;

// Подключение к базе данных конкретного тенанта
$dsn = "mysql:host=localhost;dbname=$databaseName";
$pdo = new PDO($dsn, 'username', 'password');

// Запрос данных тенанта
$query = "SELECT * FROM users";
$stmt = $pdo->prepare($query);
$stmt->execute();
$users = $stmt->fetchAll();

Объяснение:

Здесь у каждого клиента есть своя собственная база данных, и приложение динамически подключается к соответствующей базе на основе идентификатора тенанта.

Такой подход обеспечивает надежную изоляцию между тенантами, что повышает безопасность и упрощает масштабирование.

Однако проблема, связанная с этой моделью, заключается в управлении накладными расходами на обслуживание нескольких баз данных и обработку запросов между клиентами, если это необходимо.

Преимущества:

  • Строгая изоляция данных
  • Проще масшабировать независимо для каждого клиента

Недостатки:

  • Выше инфраструктурные издержки (из-за множества баз данных)
  • Сложно управлять и обновлять множество баз данных

3. Гибридный подход (общая база данных, раздельные схемы)

Гибридный подход сочетает в себе элементы как общей, так и изолированной архитектуры.

В этой модели несколько клиентов совместно используют одну и ту же базу данных, но у каждого клиента своя схема.

Это обеспечивает определенный уровень изоляции при одновременном снижении общей стоимости инфраструктуры.

Пример:

PHP
// Динамическое переключение на схему на основе tenant_id
$tenantId = 3;
$schemaName = "tenant_" . $tenantId;

// Запросы используют схему конкретного тенанта
$query = "SET SCHEMA '$schemaName'; SELECT * FROM users";
$stmt = $pdo->prepare($query);
$stmt->execute();
$users = $stmt->fetchAll();

Объяснение:

Этот гибридный подход позволяет клиентам совместно использовать базу данных, сохраняя при этом логическую изоляцию своих данных в разных схемах.

Приложение может динамически переключать схемы на основе идентификатора тенанта, чтобы получить доступ к правильному набору таблиц для данного клиента. Такой подход обеспечивает баланс между экономичностью и изоляцией данных.

Преимущества:

  • Улучшенная изоляция данных по сравнению с общей схемой
  • Экономически эффективнее с меньшим количеством баз

Недостатки:

  • Сложности с переключением схем
  • Масштабирование все еще требует осторожного управления базой данных

Лучшие практики для мультитенантности в PHP

1. Идентификация тенанта

Одной из основных задач при работе с несколькими тенантами является правильная их идентификация и обеспечение изоляции данных.

Наиболее распространенным методом является передача идентификатора тенанта или поддомена в URL-адресе для определения текущего клиента.

Пример:

PHP
// Получаем информацию о тенанте из поддомена или URL
$host = $_SERVER['HTTP_HOST'];
$tenantId = explode('.', $host)[0]; // Предполагаем, что ID тенанта - это поддомен

2. Изоляция данных

Убедитесь, что ваше приложение обеспечивает надлежащую изоляцию данных. Это включает в себя обеспечение того, чтобы ни один клиент не мог получить доступ к данным, принадлежащим другому клиенту, или изменять их.

Это можно сделать с помощью:

  • Добавления tenant_id в каждую таблицу и фильтрации запросов по тенанту.
  • Использования прав доступа уровня БД для ограничения доступа к данным на основе тенанта.

3. Индивидуальные настройки тенанта

  • Разрешите каждому клиенту настраивать определенные части приложения, такие как темы, макеты или переключатели функций, без ущерба для других клиентов.
  • Это можно сделать через сохранение настроек, специфичных для тенанта, в отдельной конфигурационной таблице.

4. Производительность и масштабирование

  • При построении мультитенантных приложений важно учитывать масшабируемость.
  • В модели Shared Database, Shared Schema производительность может деградировать с ростом числа тенантов и записей в БД.
  • В модели Database-per-Tenant масшабируемость лучше, но управление мнодеством БД может быть сложным.
  • Используйте кэширование и индексацию для оптимизации производительности при всех подходах.

5. Безопасность и контроль доступа

  • В мультитенантных приложениях безопасность должна быть в приоритете. Всегда следите за тем, чтобы данные были надежно разделены, и применяйте строгий контроль доступа для предотвращения несанкционированного доступа.
  • Это включает в себя использование зашифрованных подключений, ролей доступа и регулярные аудиты.

Проблемы и соображения

Хотя мультитенатность может значительно снизить затраты и улучшить масштабируемость, она сопряжена с рядом трудностей:

  1. Безопасность данных: Обеспечение изоляции данных между тенантами имеет решающее значение для предотвращения утечек данных.
  2. Производительность: По мере роста числа клиентов могут возникать проблемы с производительностью, такие как медленные запросы, блокировка базы данных и масштабирование.
  3. Техническое обслуживание: Обслуживание мультитенантных систем может быть более сложным, особенно когда речь идет о переносе баз данных и управлении версиями.
  4. Настройка: Предоставление индивидуальных функций для каждого клиента без ущерба для общей архитектуры может оказаться сложной задачей.

Заключение

Разработка многопользовательских приложений на PHP требует тщательного планирования и учета различных факторов, таких как изоляция данных, безопасность, масштабируемость и производительность. Независимо от того, используется ли общая схема базы данных, отдельные базы данных для каждого клиента или гибридный подход, ключевым моментом является обеспечение изоляции и безопасности данных каждого клиента при одновременном предоставлении масштабируемого решения.

Понимая преимущества каждой модели мультитенантного использования и следуя рекомендациям, разработчики могут создавать надежные и эффективные мультитенантные приложения на PHP.

Разделы

Свежее