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SpringBoot多租戶三種架構(gòu)實現(xiàn)方案詳解

開發(fā) 前端
每個租戶的數(shù)據(jù)都保存在一個物理上獨立的數(shù)據(jù)庫實例中。JDBC連接將專門指向每個數(shù)據(jù)庫,因此任何池都將按租戶進行。這里,一種通用的應(yīng)用程序方法是為每個租戶定義JDBC連接池,并根據(jù)與當前登錄用戶相關(guān)聯(lián)的租戶標識符來選擇要使用的池。

環(huán)境:SpringBoot3.3.0

1. 簡介

多租戶表示應(yīng)用程序的單個運行實例同時為多個客戶機(租戶)服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)。這在SaaS解決方案中非常常見。在這些系統(tǒng)中,隔離與各種租戶相關(guān)的信息(數(shù)據(jù)、定制等)是一個特殊的挑戰(zhàn)。這包括存儲在數(shù)據(jù)庫中的每個租戶擁有的數(shù)據(jù)。以下是三種常用的多租戶架構(gòu)實現(xiàn)方案:

1.1 獨立數(shù)據(jù)庫(Separate database)

圖片圖片

每個租戶的數(shù)據(jù)都保存在一個物理上獨立的數(shù)據(jù)庫實例中。JDBC連接將專門指向每個數(shù)據(jù)庫,因此任何池都將按租戶進行。這里,一種通用的應(yīng)用程序方法是為每個租戶定義JDBC連接池,并根據(jù)與當前登錄用戶相關(guān)聯(lián)的租戶標識符來選擇要使用的池。

優(yōu)點:

  • 數(shù)據(jù)隔離級別高,安全性好
  • 可以根據(jù)租戶的需求進行數(shù)據(jù)庫優(yōu)化和擴展
  • 備份和恢復操作相對簡單

缺點:

  • 成本較高,需要為每個租戶購買和維護獨立的數(shù)據(jù)庫實例
  • 可能存在硬件資源浪費,因為每個租戶可能只使用了數(shù)據(jù)庫的一部分功能

1.2 獨立Schema(Separate schema)

圖片

每個租戶的數(shù)據(jù)都保存在單個數(shù)據(jù)庫實例上的不同數(shù)據(jù)庫Schema中。這里有兩種不同的定義JDBC連接的方法:

  • 連接可以特定地指向每個Schema,就像單獨的數(shù)據(jù)庫方法中那樣。這是一個選項,前提是驅(qū)動程序支持在連接URL中命名默認Schema,或者池機制支持命名用于其連接的Schema。使用這種方法,我們將為每個租戶創(chuàng)建一個不同的JDBC連接池,使用的連接池將基于與當前登錄用戶相關(guān)聯(lián)的“租戶標識符”進行選擇。
  • 連接可以指向數(shù)據(jù)庫本身(使用某些默認Schema),但使用SQL SET schema(或類似的)命令可以更改連接。使用這種方法,我們將有一個JDBC連接池用于為所有租戶提供服務(wù),但在使用連接之前,它將被更改為引用由與當前登錄用戶關(guān)聯(lián)的“租戶標識符”命名的模式。

優(yōu)點:

  • 降低了數(shù)據(jù)庫成本,因為多個租戶共享一個數(shù)據(jù)庫實例
  • 數(shù)據(jù)隔離級別仍然較高,因為每個租戶使用獨立的模式

缺點:

  • 模式之間可能存在資源競爭和性能瓶頸
  • 備份和恢復操作可能更加復雜,因為需要針對每個模式進行單獨操作

1.3 分區(qū)數(shù)據(jù)(Partitioned (discriminator) data)

圖片

所有數(shù)據(jù)都保存在一個數(shù)據(jù)庫Schema中。通過使用分區(qū)列對每個租戶的數(shù)據(jù)進行分區(qū)。這種方法將使用單個連接池為所有租戶提供服務(wù)。但是,在這種方法中,應(yīng)用程序需要對每個SQL語句添加分區(qū)列(查詢時where條件加入分區(qū)列作為查詢條件)。

優(yōu)點:

  • 成本最低,因為所有租戶都共享同一個數(shù)據(jù)庫實例和模式
  • 數(shù)據(jù)訪問和查詢效率可能較高,因為數(shù)據(jù)都在同一個表中

缺點:

  • 數(shù)據(jù)隔離級別最低,可能存在安全風險
  • 需要通過應(yīng)用程序邏輯來確保數(shù)據(jù)的正確隔離和訪問控制
  • 數(shù)據(jù)備份和恢復操作可能非常復雜,因為需要考慮到所有租戶的數(shù)據(jù)

接下來我會對分區(qū)數(shù)據(jù)獨立數(shù)據(jù)庫2種架構(gòu)進行詳細的介紹。獨立Schema方案其實與獨立數(shù)據(jù)庫模式挺像的,如果基于MySQL其實對應(yīng)的就是不同數(shù)據(jù)庫(可以是同一個MySQL實例,通過use xxx切換數(shù)據(jù)庫),基于Oracle就是對應(yīng)不同的用戶上(并非schema與用戶等同)。

2. 實戰(zhàn)案例

2.1 分區(qū)數(shù)據(jù)

注:請先確保你當前使用的SpringBoot版本(Spring Data JPA)整合的Hibernate版本至少是6.0版本以上。

實體定義

@Entity
@Table(name = "t_person")
public class Person {
  @Id
  @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
  private Long id ;
  private String name ;
  private Integer age ;
  @TenantId
  private String tenantId ;
}

這里通過@TenantId注解標注,該字段專門用來分區(qū)租戶的,Hibernate在查詢數(shù)據(jù)時會自動添加該查詢條件,如果你使用的本地SQL(自己編寫SQL),那么需要你自行添加該條件(租戶ID條件)。

編寫DAO&Service

// DAO
public interface PersonRepository extends JpaRepository<Person, Long>, JpaSpecificationExecutor<Person> {
}
// Service
@Service
public class PersonService {


  private final PersonRepository personRepository ;
  public PersonService(PersonRepository personRepository) {
    this.personRepository = personRepository ;
  }
  // 查詢所有Person數(shù)據(jù)
  public List<Person> persons() {
    return this.personRepository.findAll() ;
  }
}

Controller接口

@GetMapping("")
public List<Person> persons() {
  return this.personService.persons() ;
}

以上是開發(fā)一個業(yè)務(wù)功能的基本操作,接下來才是重點

租戶標識解析處理

該的作用獲取當前租戶ID,這里基于ThreadLocal實現(xiàn)

public class TenantIdResolver implements CurrentTenantIdentifierResolver<String> {


  private static final ThreadLocal<String> CURRENT_TENANT = new ThreadLocal<>();


  public void setCurrentTenant(String currentTenant) {
    CURRENT_TENANT.set(currentTenant);
  }
  @Override
  public String resolveCurrentTenantIdentifier() {
    // 注意這里不能返回null
    return Optional.ofNullable(CURRENT_TENANT.get()).orElse("default") ;
  }


  @Override
  public boolean validateExistingCurrentSessions() {
    return true;
  }
}

上面的組件用來從當前的ThreadLocal中獲取租戶ID,接下來就是像ThreadLocal存入租戶ID。

Web攔截器

該攔截器的作用用來從請求Header中獲取租戶ID,存入ThreadLocal中。

@Component
public class TenantIdInterceptor implements HandlerInterceptor {


  private final TenantIdResolver tenantIdResolver;
  public TenantIdInterceptor(TenantIdResolver tenantIdResolver) {
    this.tenantIdResolver = tenantIdResolver;
  }


  @Override
  public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {
    String tenantId = request.getHeader("x-tenant-id");
    tenantIdResolver.setCurrentTenant(tenantId);
    return true ;
  }
}

最后一步就是配置hibernate,設(shè)置租戶ID的解析器。

配置租戶標識解析器

spring:
  jpa:
    properties:
      hibernate:
        '[tenant_identifier_resolver]': 'com.pack.tenant.config.TenantIdResolver'

完成以上類及配置的編寫后就實現(xiàn)了基于列區(qū)分(分區(qū))的多租戶架構(gòu)方案。

測試

準備數(shù)據(jù):

圖片圖片

圖片圖片

圖片圖片

SQL執(zhí)行情況:

圖片圖片

自動添加了tenant_id查詢條件。

2.2 獨立數(shù)據(jù)庫

每租戶對應(yīng)一個數(shù)據(jù)庫,這需要在項目中配置多個數(shù)據(jù)源,同時提供一個數(shù)據(jù)源路由的核心類。

定義多數(shù)據(jù)源配置

你也可以將數(shù)據(jù)源的信息專門存放在數(shù)據(jù)表中。

pack:
  datasource:
    defaultDs: ds1
    config:
      ds1:
        driverClassName: com.mysql.cj.jdbc.Driver
        url: jdbc:mysql://localhost:3306/tenant-01
        username: tenant01
        password: xxxooo
        type: com.zaxxer.hikari.HikariDataSource
      ds2:
        driverClassName: com.mysql.cj.jdbc.Driver
        url: jdbc:mysql://localhost:3306/tenant-02
        username: tenant02
        password: oooxxx
        type: com.zaxxer.hikari.HikariDataSource

在Spring實現(xiàn)多數(shù)據(jù)源切換,可以通過繼承AbstractRoutingDataSource。

public class PackRoutingDataSource extends AbstractRoutingDataSource {
  @Override
  protected Object determineCurrentLookupKey() {
    return DataSourceContextHolder.get() ;
  }
}
public class DataSourceContextHolder {


  private static final ThreadLocal<String> HOLDER = new InheritableThreadLocal<>() ;


  public static void set(String key) {
    HOLDER.set(key) ;
  }
  public static String get() {
    return HOLDER.get() ;
  }
  public static void clear() {
    HOLDER.remove() ; 
  }
}

配置數(shù)據(jù)源Bean

@Configuration
public class DataSourceConfig {


  @Bean
  public DataSource dataSource(MultiDataSourceProperties properties) {
    PackRoutingDataSource dataSource = new PackRoutingDataSource(properties.getDefaultDs()) ;
    Map<Object, Object> targetDataSources = new HashMap<>() ;
    // PackDataSourceProperties類僅僅就是繼承DataSourceProperties
    Map<String, PackDataSourceProperties> configs = properties.getConfig() ;
    configs.forEach((key, props) -> {
      targetDataSources.put(key, createDataSource(props, HikariDataSource.class)) ;
    });
    dataSource.setTargetDataSources(targetDataSources) ;
    return dataSource ;
  }
  private static <T> T createDataSource(PackDataSourceProperties properties, Class<? extends DataSource> type) {
    // 這里沒有考慮池的配置
    return (T) properties.initializeDataSourceBuilder().type(type).build();
  }
}

接下來定義攔截器,設(shè)置當前要操作的數(shù)據(jù)源。

Web攔截器

@Component
public class TenantIdInterceptor implements HandlerInterceptor {
  @Override
  public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {
    String tenantId = request.getHeader("x-tenant-id");
    DataSourceContextHolder.set(tenantId) ;
    return true ;
  }
}

以上就完成了多數(shù)據(jù)源的所有類及配置的編寫。

責任編輯:武曉燕 來源: Spring全家桶實戰(zhàn)案例源碼
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