Spring Boot 集成 Mybatis-Plus 多租户架构实战
目前公司产品就是对外企业服务,入职后了解到SaaS模式和私有部署,当我第一次听到SaaS时，我不是很理解。经过查阅资料，以及在后续研发功能时,不断的加深了对多租户的理解。
那么接下来让我们问自己几个问题:
1.什么是多租户架构？
2.多租户架构方案以及各自的优缺点？
3.多租户架构的适用场景？
一. 什么是多租户
多租户技术或称多重租赁技术，简称 SaaS ，是一种软件架构技术，是实现如何在多用户环境下（多用户一般是面向企业用户）共用相同的系统或程序组件，并且可确保各用户间数据的隔离性。简单讲：在一台服务器上运行单个应用实例，它为多个租户（客户）提供服务。从定义中我们可以理解：多租户是一种架构，目的是为了让多用户环境下使用同一套程序，且保证用户间数据隔离。那么重点就很浅显易懂了，多租户的重点就是同一套程序下实现多用户数据的隔离。
二. 多租户架构以及数据隔离方案
多租户在数据存储上主要存在三种方案，分别是：
1. 独立数据库
即一个租户一个数据库，这种方案的用户数据隔离级别最高，安全性最好，但成本较高。
-
优点：为不同的租户提供独立的数据库，有助于简化数据模型的扩展设计，满足不同租户的独特需求；如果出现故障，恢复数据比较简单。
-
缺点：增多了数据库的安装数量，随之带来维护成本和购置成本的增加。
2. 共享数据库，独立 Schema
也就是说 共同使用一个数据库 使用表进行数据隔离
多个或所有租户共享Database，但是每个租户一个Schema（也可叫做一个user）。底层库比如是：DB2、ORACLE等，一个数据库下可以有多个SCHEMA。
-
优点：为安全性要求较高的租户提供了一定程度的逻辑数据隔离，并不是完全隔离；每个数据库可支持更多的租户数量。
-
缺点：如果出现故障，数据恢复比较困难，因为恢复数据库将牵涉到其他租户的数据；
3. 共享数据库，共享 Schema，共享数据表
也就是说 共同使用一个数据库一个表 使用字段进行数据隔离
即租户共享同一个Database、同一个Schema，但在表中增加TenantID多租户的数据字段。这是共享程度最高、隔离级别最低的模式。
简单来讲，即每插入一条数据时都需要有一个客户的标识。这样才能在同一张表中区分出不同客户的数据，这也是我们系统目前用到的(tenant_id)
-
优点：三种方案比较，第三种方案的维护和购置成本最低，允许每个数据库支持的租户数量最多。
-
缺点：隔离级别最低，安全性最低，需要在设计开发时加大对安全的开发量；数据备份和恢复最困难，需要逐表逐条备份和还原。
三.多租户架构适用场景？
衡量三种模式主要考虑的因素是 隔离还是共享 。
1.成本角度因素
隔离性越好，设计和实现的难度和成本越高，初始成本越高。共享性越好，同一运营成本下支持的用户越多，运营成本越低。
2.安全因素
要考虑业务和客户的安全方面的要求。安全性要求越高，越要倾向于隔离。
3.从租户数量上考虑
主要考虑下面一些因素
-
系统要支持多少租户？上百？上千还是上万？可能的租户越多，越倾向于共享。
-
平均每个租户要存储数据需要的空间大小。存贮的数据越多，越倾向于隔离。
-
每个租户的同时访问系统的最终用户数量。需要支持的越多，越倾向于隔离。
-
是否想针对每一租户提供附加的服务，例如数据的备份和恢复等。这方面的需求越多， 越倾向于隔离
4.技术储备
共享性越高，对技术的要求越高。
四. 技术实现
技术选型: Mybatis-Plus
这里我们选用了第三种方案（共享数据库，共享 Schema，共享数据表）来实现，也就意味着，每个数据表都需要有一个租户标识(tenant_id)
现在有数据库表(user)如下：
| 字段名 | 字段类型 | 描述 |
|---|---|---|
| id | int(11) | 主键 |
| name | varchar(30) | 姓名 |
| tenant_id | int(11) | 多租户id |
将tenant_id视为租户ID，用来隔离租户与租户之间的数据，如果要查询当前租户的用户，SQL大致如下：
SELECT * FROM user WHERE tenant_id = 1;
试想一下，除了一些系统共用的表以外，其他租户相关的表，我们都需要加上AND tenant_id = ?查询条件，数据表多的情况时就会漏加导致数据泄露。
幸亏有mybatis-plus这个插件,可以极为方便的实现多租户SQL解析器，官方文档如下:
多租户 SQL 解析器
正式进入主题 环境搭建演示
1. 创建Spring Boot项目
pom文件:
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
<modelVersion>4.0.0</modelVersion>
<parent>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
<version>2.1.7.RELEASE</version>
<relativePath/>
</parent>
<groupId>com.xd</groupId>
<artifactId>mybatis-plus-multi-tenancy</artifactId>
<version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
<name>mybatis-plus-multi-tenancy</name>
<description>基于Spring Boot Mybatis-Plus的多租户架构</description>
<properties>
<java.version>1.8</java.version>
<mybatis-plus.version>3.1.2</mybatis-plus.version>
</properties>
<dependencies>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>
<!--mysql-->
<dependency>
<groupId>mysql</groupId>
<artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
<scope>runtime</scope>
</dependency>
<!--lombok-->
<dependency>
<groupId>org.projectlombok</groupId>
<artifactId>lombok</artifactId>
<optional>true</optional>
</dependency>
<!--Mybatis-Plus依赖-->
<dependency>
<groupId>com.baomidou</groupId>
<artifactId>mybatis-plus-boot-starter</artifactId>
<version>${mybatis-plus.version}</version>
</dependency>
<!--测试相关依赖-->
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
<scope>test</scope>
</dependency>
<dependency>
<groupId>junit</groupId>
<artifactId>junit</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework</groupId>
<artifactId>spring-test</artifactId>
<version>5.2.0.M1</version>
<scope>compile</scope>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-test</artifactId>
</dependency>
</dependencies>
<build>
<plugins>
<plugin>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
</plugin>
</plugins>
</build>
</project>
application.properties
# 数据源配置
spring.datasource.type=com.zaxxer.hikari.HikariDataSource
spring.datasource.hikari.minimum-idle=3
spring.datasource.hikari.maximum-pool-size=10
# 不能小于30秒，否则默认回到1800秒
spring.datasource.hikari.max-lifetime=30000
spring.datasource.hikari.connection-test-query=SELECT 1
spring.datasource.driver-class-name=com.mysql.jdbc.Driver
spring.datasource.url=jdbc:mysql://localhost:3306/multi?useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8
spring.datasource.username=root
spring.datasource.password=root
logging.level.com.xd.mybatisplusmultitenancy=debug
对应的SQL数据库初始化schema文件
SET NAMES utf8mb4;
SET FOREIGN_KEY_CHECKS = 0;
-- ----------------------------
-- Table structure for user
-- ----------------------------
DROP TABLE IF EXISTS `user`;
CREATE TABLE `user` (
`id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主键',
`name` varchar(30) DEFAULT NULL COMMENT '姓名',
`tenant_id` int(11) NOT NULL COMMENT '多租户ID',
PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4;
SET FOREIGN_KEY_CHECKS = 1;
MybatisPlusConfig
核心配置：TenantSqlParser
多租户处理器
package com.xd.mybatisplusmultitenancy.config;
import com.baomidou.mybatisplus.extension.plugins.tenant.TenantHandler;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import net.sf.jsqlparser.expression.Expression;
import net.sf.jsqlparser.expression.LongValue;
import net.sf.jsqlparser.expression.NullValue;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Component;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
/**
* @Classname PreTenantHandler
* @Description 租户处理器 -主要实现mybatis-plus https://mp.baomidou.com/guide/tenant.html
* @Author Created by Lihaodong (alias:小东啊) lihaodongmail@163.com
* @Date 2019-08-09 23:34
* @Version 1.0
*/
@Slf4j
@Component
public class MyTenantHandler implements TenantHandler {
/**
* 多租户标识
*/
private static final String SYSTEM_TENANT_ID = "tenant_id";
/**
* 需要过滤的表
*/
private static final List<String> IGNORE_TENANT_TABLES = new ArrayList<>();
@Autowired
private MyContext apiContext;
/**
* 租户Id
*
* @return
*/
@Override
public Expression getTenantId() {
// 从当前系统上下文中取出当前请求的服务商ID，通过解析器注入到SQL中。
Long tenantId = apiContext.getCurrentTenantId();
log.debug("当前租户为{}", tenantId);
if (tenantId == null) {
return new NullValue();
}
return new LongValue(tenantId);
}
/**
* 租户字段名
*
* @return
*/
@Override
public String getTenantIdColumn() {
return SYSTEM_TENANT_ID;
}
/**
* 根据表名判断是否进行过滤
* 忽略掉一些表：如租户表（sys_tenant）本身不需要执行这样的处理
*
* @param tableName
* @return
*/
@Override
public boolean doTableFilter(String tableName) {
return IGNORE_TENANT_TABLES.stream().anyMatch((e) -> e.equalsIgnoreCase(tableName));
}
}
MybatisPlus的配置
package com.xd.mybatisplusmultitenancy.config;
import com.baomidou.mybatisplus.core.parser.ISqlParser;
import com.baomidou.mybatisplus.extension.parsers.BlockAttackSqlParser;
import com.baomidou.mybatisplus.extension.plugins.PaginationInterceptor;
import com.baomidou.mybatisplus.extension.plugins.PerformanceInterceptor;
import com.baomidou.mybatisplus.extension.plugins.tenant.TenantHandler;
import com.baomidou.mybatisplus.extension.plugins.tenant.TenantSqlParser;
import org.mybatis.spring.annotation.MapperScan;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import net.sf.jsqlparser.expression.Expression;
import net.sf.jsqlparser.expression.LongValue;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
/**
* @Classname MybatisPlusConfig
* @Description TODO
* @Author Created by Lihaodong (alias:小东啊) lihaodongmail@163.com
* @Date 2019-08-09 22:44
* @Version 1.0
*/
@Configuration
@MapperScan("com.xd.mybatisplusmultitenancy.mapper")
public class MybatisPlusConfig {
@Autowired
private MyTenantHandler myTenantHandler;
@Bean
public PaginationInterceptor paginationInterceptor() {
PaginationInterceptor paginationInterceptor = new PaginationInterceptor();
// SQL解析处理拦截：增加租户处理回调。
List<ISqlParser> sqlParserList = new ArrayList<>();
// 攻击 SQL 阻断解析器、加入解析链
sqlParserList.add(new BlockAttackSqlParser());
// 多租户拦截
TenantSqlParser tenantSqlParser = new TenantSqlParser();
tenantSqlParser.setTenantHandler(myTenantHandler);
sqlParserList.add(tenantSqlParser);
paginationInterceptor.setSqlParserList(sqlParserList);
return paginationInterceptor;
}
/**
* 性能分析拦截器，不建议生产使用
* 用来观察 SQL 执行情况及执行时长
*/
@Bean(name = "performanceInterceptor")
public PerformanceInterceptor performanceInterceptor() {
return new PerformanceInterceptor();
}
}
自定义系统的上下文
package com.xd.mybatisplusmultitenancy.config;
import org.springframework.stereotype.Component;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
/**
* @Classname ApiContext
* @Description 当前系统的上下文
* @Author Created by Lihaodong (alias:小东啊) lihaodongmail@163.com
* @Date 2019-08-09 22:47
* @Version 1.0
*/
@Component
public class MyContext {
private static final String KEY_CURRENT_TENANT_ID = "KEY_CURRENT_PROVIDER_ID";
private static final Map<String, Object> M_CONTEXT = new ConcurrentHashMap<>();
public void setCurrentTenantId(Long tenantId) {
M_CONTEXT.put(KEY_CURRENT_TENANT_ID, tenantId);
}
public Long getCurrentTenantId() {
return (Long) M_CONTEXT.get(KEY_CURRENT_TENANT_ID);
}
}
Entity、Mapper 省略...
2. 单元测试
package com.xd.mybatisplusmultitenancy.test;
import com.baomidou.mybatisplus.core.toolkit.Wrappers;
import com.xd.mybatisplusmultitenancy.MybatisPlusMultiTenancyApplication;
import com.xd.mybatisplusmultitenancy.config.MyContext;
import com.xd.mybatisplusmultitenancy.entity.User;
import com.xd.mybatisplusmultitenancy.mapper.UserMapper;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.junit.Assert;
import org.junit.Before;
import org.junit.FixMethodOrder;
import org.junit.Test;
import org.junit.runner.RunWith;
import org.junit.runners.MethodSorters;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;
import org.springframework.test.context.junit4.SpringRunner;
import java.sql.Wrapper;
/**
* @Classname MybatisPlusMultiTenancyApplicationTests
* @Description TODO
* @Author Created by Lihaodong (alias:小东啊) lihaodongmail@163.com
* @Date 2019-08-09 22:50
* @Version 1.0
*/
@Slf4j
@RunWith(SpringRunner.class)
@FixMethodOrder(MethodSorters.JVM)
@SpringBootTest(classes = MybatisPlusMultiTenancyApplication.class)
public class MybatisPlusMultiTenancyApplicationTests {
@Autowired
private MyContext apiContext;
@Autowired
private UserMapper userMapper;
/**
* 模拟当前系统的多租户Id
*/
@Before
public void before() {
// 在上下文中设置当前多租户id
apiContext.setCurrentTenantId(1L);
}
@Test
public void insert() {
// 新增数据
User user = new User().setName("小明");
//判断一个条件是true还是false
Assert.assertTrue(userMapper.insert(user) > 0);
user = userMapper.selectById(user.getId());
log.info("插入数据:{}", user);
// 判断是否相等
Assert.assertEquals(apiContext.getCurrentTenantId(), user.getTenantId());
}
@Test
public void selectList() {
userMapper.selectList(null).forEach((e) -> {
log.info("查询数据{}", e);
Assert.assertEquals(apiContext.getCurrentTenantId(), e.getTenantId());
});
}
}
运行结果
插入数据
2019-08-23 22:32:52.755 INFO 77902 --- [ main] o.s.s.concurrent.ThreadPoolTaskExecutor : Initializing ExecutorService 'applicationTaskExecutor'
2019-08-23 22:32:53.210 INFO 77902 --- [ main] .MybatisPlusMultiTenancyApplicationTests : Started MybatisPlusMultiTenancyApplicationTests in 5.181 seconds (JVM running for 6.86)
2019-08-23 22:32:53.613 DEBUG 77902 --- [ main] c.x.m.config.MyTenantHandler : 当前租户为1
2019-08-23 22:32:53.614 DEBUG 77902 --- [ main] c.x.m.mapper.UserMapper.insert : ==> Preparing: INSERT INTO user (name, tenant_id) VALUES (?, 1)
2019-08-23 22:32:53.648 DEBUG 77902 --- [ main] c.x.m.mapper.UserMapper.insert : ==> Parameters: 小明(String)
2019-08-23 22:32:53.701 DEBUG 77902 --- [ main] c.x.m.mapper.UserMapper.insert : <== Updates: 1
Time：64 ms - ID：com.xd.mybatisplusmultitenancy.mapper.UserMapper.insert
Execute SQL：INSERT INTO user (name, tenant_id) VALUES ('小明', 1)
2019-08-23 22:32:53.720 DEBUG 77902 --- [ main] c.x.m.config.MyTenantHandler : 当前租户为1
2019-08-23 22:32:53.722 DEBUG 77902 --- [ main] c.x.m.mapper.UserMapper.selectById : ==> Preparing: SELECT id, name, tenant_id FROM user WHERE user.tenant_id = 1 AND id = ?
2019-08-23 22:32:53.726 DEBUG 77902 --- [ main] c.x.m.mapper.UserMapper.selectById : ==> Parameters: 1(Long)
2019-08-23 22:32:53.745 DEBUG 77902 --- [ main] c.x.m.mapper.UserMapper.selectById : <== Total: 1
Time：20 ms - ID：com.xd.mybatisplusmultitenancy.mapper.UserMapper.selectById
Execute SQL：SELECT id, name, tenant_id FROM user WHERE user.tenant_id = 1 AND id = 1
2019-08-23 22:32:53.746 INFO 77902 --- [ main] .MybatisPlusMultiTenancyApplicationTests : 插入数据:User(id=1, name=小明, tenantId=1)
2019-08-23 22:32:53.762 INFO 77902 --- [ Thread-2] o.s.s.concurrent.ThreadPoolTaskExecutor : Shutting down ExecutorService 'applicationTaskExecutor'
2019-08-23 22:32:53.764 INFO 77902 --- [ Thread-2] com.zaxxer.hikari.HikariDataSource : HikariPool-1 - Shutdown initiated...
2019-08-23 22:32:53.777 INFO 77902 --- [ Thread-2] com.zaxxer.hikari.HikariDataSource : HikariPool-1 - Shutdown completed.
查询数据
2019-08-23 22:34:26.700 INFO 77922 --- [ main] o.s.s.concurrent.ThreadPoolTaskExecutor : Initializing ExecutorService 'applicationTaskExecutor'
2019-08-23 22:34:27.100 INFO 77922 --- [ main] .MybatisPlusMultiTenancyApplicationTests : Started MybatisPlusMultiTenancyApplicationTests in 4.521 seconds (JVM running for 6.268)
2019-08-23 22:34:27.412 DEBUG 77922 --- [ main] c.x.m.config.MyTenantHandler : 当前租户为1
2019-08-23 22:34:27.414 DEBUG 77922 --- [ main] c.x.m.mapper.UserMapper.selectList : ==> Preparing: SELECT id, name, tenant_id FROM user WHERE user.tenant_id = 1
2019-08-23 22:34:27.442 DEBUG 77922 --- [ main] c.x.m.mapper.UserMapper.selectList : ==> Parameters:
2019-08-23 22:34:27.464 DEBUG 77922 --- [ main] c.x.m.mapper.UserMapper.selectList : <== Total: 1
Time：22 ms - ID：com.xd.mybatisplusmultitenancy.mapper.UserMapper.selectList
Execute SQL：SELECT id, name, tenant_id FROM user WHERE user.tenant_id = 1
2019-08-23 22:34:27.467 INFO 77922 --- [ main] .MybatisPlusMultiTenancyApplicationTests : 查询数据User(id=1, name=小明, tenantId=1)
2019-08-23 22:34:27.480 INFO 77922 --- [ Thread-2] o.s.s.concurrent.ThreadPoolTaskExecutor : Shutting down ExecutorService 'applicationTaskExecutor'
2019-08-23 22:34:27.482 INFO 77922 --- [ Thread-2] com.zaxxer.hikari.HikariDataSource : HikariPool-1 - Shutdown initiated...
2019-08-23 22:34:27.492 INFO 77922 --- [ Thread-2] com.zaxxer.hikari.HikariDataSource : HikariPool-1 - Shutdown completed.
从打印的日志不难看出，目前这个方案还是比较完美的，仅需简单的配置，让开发者极大方便的进行开发，同时又最大程度的保证了数据的安全性
源码下载: https://github.com/LiHaodong888/SpringBootLearn
具体项目:https://gitee.com/li_haodong/pre
参考资料
https://www.cnblogs.com/pingfan21/p/7478242.html
https://segmentfault.com/a/1190000017197768
正文到此结束
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