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Spring Boot下如何实现数据库的多租户

2022-10-13 08:49:56来源:今日头条


(相关资料图)

通常情况下,多租户有三种形式:

1、分区(Partitioned)数据:不同租户的数据都在一张表里,通过一个值(tenantId)来区分不同的租户。

2、分结构(Schema):不同的租户数据放置在相同数据库实例的不同结构(Schema)中。

3、分数据库(Database):不同租户的数据放置在不同的数据中。

在Spring Boot中,多租户的能力是由Hibernate提供的,我们在本文中结合Spring Data JPA一起对三种多租户的模式进行演示。本文不需要你具备任何Spring Data JPA和Hibernate基础,也可以通过本文领略下Spring Data JPA。

多租户最最简单也是最常用的多租户方式是“分区数据“”,而这个功能是Hibernate 6.0才具有的功能,而Spring Boot 2.x只支持Hibernate 5.x,所以使用“分区数据”的方式进行多租户需要采用Spring Boot 3.x。幸运的是Spring Boot 3.0将于今年11月份发布,到时候你就可以在生产环境使用本功能了。

“分结构”和“分数据库”的实现方式Spring Boot 2.x是支持的,本文为了演示简单以及远期的前瞻性,将全部以Spring Boot 3.0来实现。

首先,让我们从最简单的例子开始。

一、“分区数据”多租户

新建演示项目:spring-boot-multitenant-partition,依赖为Spring Web、Spring Data JPA、Lombok,Spring Boot版本注意选择3.x,Spring Boot 3.x的最小支持JDK版本为17。

演示实体:
@Entity //1@Datapublic class Person {  @Id //2  @GeneratedValue(strategy= GenerationType.IDENTITY) //3  private Long id;  @TenantId //4  private String tenantId;  private String name;  private Integer age;}

1、通过@Entity注解定义一个实体,对应数据库一张表;

2、通过@Id注解表名该属性对应数据库的主键;

3、通过@GeneratedValue(strategy= GenerationType.IDENTITY)配置使用MySQL的主键自增;

4、使用@TenantId注解的属性tenantId作为分区数据多租户的的区分标识。

演示数据访问
import org.springframework.data.jpa.repository.JpaRepository;public interface PersonRepository extends JpaRepository {    List findByName(String name);}

这个是Spring Data JPA神奇的地方,通过一个定义一个接口PersonRepository继承框架提供的JpaRepository接口,框架将会给我们自动代理一个实现类,这个实现类除了基本的增删查改以外,还会通过方法名自动推算查询语句。如findByName相当于select * from person where name = ?

演示如何确定TenantId的来源
import org.hibernate.cfg.AvailableSettings;import org.hibernate.context.spi.CurrentTenantIdentifierResolver;import org.springframework.boot.autoconfigure.orm.jpa.HibernatePropertiesCustomizer;@Componentpublic class WiselyTenantIdResolver implements CurrentTenantIdentifierResolver, //1                                                HibernatePropertiesCustomizer  { //2    private static final ThreadLocal CURRENT_TENANT = new ThreadLocal<>(); //1.1    public void setCurrentTenant(String currentTenant) { //1.2        CURRENT_TENANT.set(currentTenant);     }    @Override    public String resolveCurrentTenantIdentifier() { //1        return Optional.ofNullable(CURRENT_TENANT.get()).orElse("unknown");    }    @Override    public boolean validateExistingCurrentSessions() {        return false;    }    @Override    public void customize(Map hibernateProperties) { //2        hibernateProperties.put(AvailableSettings.MULTI_TENANT_IDENTIFIER_RESOLVER, this);    }}

1.通过实现CurrentTenantIdentifierResolver接口来获取确定TenantId的来源。

1. 1使用线程本地变量CURRENT_TENANT来存储当前的TenantId;

1.2.通过setCurrentTenant方法接受外部设置当前访问者的TenantId,并存储在线程本地变量CURRENT_TENANT中;

1.3.通过重写接口的resolveCurrentTenantIdentifier方法,获得当前的TenantId;

2.通过重写HibernatePropertiesCustomizer接口的customize方法,可以将当前类注册到Hibernate的配置。

通过请求头设置TenantId
@Componentpublic class TenantIdInterceptor implements HandlerInterceptor {    private final WiselyTenantIdResolver tenantIdResolver;    public TenantIdInterceptor(WiselyTenantIdResolver tenantIdResolver) {        this.tenantIdResolver = tenantIdResolver;    }    @Override    public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {        tenantIdResolver.setCurrentTenant(request.getHeader("x-tenant-id"));        return HandlerInterceptor.super.preHandle(request, response, handler);    }}

通过定义一个Spring MVC的拦截器,在每个request请求的头部设置key:x-tenant-id(如:companya),在拦截器中获取到TenantId后设置WiselyTenantIdResolver的TenantId,即当前的TenantId。

注册此拦截器
import org.springframework.context.annotation.Configuration;import org.springframework.web.servlet.config.annotation.InterceptorRegistry;import org.springframework.web.servlet.config.annotation.WebMvcConfigurer;@Configurationpublic class WebConfig implements WebMvcConfigurer {    private final TenantIdInterceptor tenantIdInterceptor;    public WebConfig(TenantIdInterceptor tenantIdInterceptor) {        this.tenantIdInterceptor = tenantIdInterceptor;    }    @Override    public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {        registry.addInterceptor(tenantIdInterceptor);        WebMvcConfigurer.super.addInterceptors(registry);    }}
演示控制器
@RestController@RequestMapping("/people")public class PersonController {    private final PersonRepository personRepository;    public PersonController(PersonRepository personRepository) {        this.personRepository = personRepository;    }    @PostMapping    public Person save(@RequestBody PersonDto personDto){ //1        return  personRepository.save(personDto.createPerson());    }    @GetMapping    private List all(){ //2        return personRepository.findAll();    }}

1.通过设置在头信息中设置不同的TenantId,数据库中的tenant_id字段将自动存储头中的租户;

2.通过设置在头信息中设置不同的TenantId,只能查询到该租户下的数据。

控制器所需要的DTO
import lombok.Value;@Valuepublic class PersonDto {    private String name;    private Integer age;    public Person createPerson(){        Person person = new Person();        person.setName(this.name);        person.setAge(this.age);        return person;    }}
配置
spring.datasource.url: jdbc:mysql://localhost:3306/partitioned #1spring.datasource.username: rootspring.datasource.password: examplespring.datasource.driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driverspring.jpa.hibernate.ddl-auto: update # 2server.port: 80

1.在数据库中创建一个schema叫partitioned;

2.设置为update属性,hibernate会自动因实体类的变化自动创建和更新数据库的表;

启动程序测试需保存的数据

通过postman构造四条数据,分别为:

租户:companya,通过x-tenant-id头来设置:

{"name":"wang","age":22}{"name":"li","age":23}

租户:companya,通过x-tenant-id头来设置:

{"name":"peng","age":24}{"name":"zhang","age":25}
请求需保存的数据

在postman的样子是这样的:

我们一次对上述四条数据进行请求,查看数据库:

我们看见数据都添加了正确的tenant_id。

按租户查询数据

查询租户companya的数据:

查询租户companyb的数据:

二、“分结构”多租户

第二个例子,我们在一个数据库中分别建立2个schema,分别是companya,用来放置租户companya的数据;companyb用来放置租户companyb的数据。再建一个schema:public作为默认的连接的schema。

演示实体
public class Person {    @Id    @GeneratedValue(strategy= GenerationType.IDENTITY)    private Long id;    private String name;    private Integer age;}

无须标识租户的tenantId字段,因为租户已经通过schema来隔离开了。

如何获得当前租户id
@Componentpublic class WiselyTenantIdResolver implements CurrentTenantIdentifierResolver, HibernatePropertiesCustomizer {    private static final ThreadLocal CURRENT_TENANT = new ThreadLocal<>();    public void setCurrentTenant(String currentTenant) {        CURRENT_TENANT.set(currentTenant);    }    @Override    public String resolveCurrentTenantIdentifier() {        return Optional.ofNullable(CURRENT_TENANT.get()).orElse("public");    }    @Override    public boolean validateExistingCurrentSessions() {        return false;    }    @Override    public void customize(Map hibernateProperties) {        hibernateProperties.put(AvailableSettings.MULTI_TENANT_IDENTIFIER_RESOLVER, this);    }}

这里和上例没有什么区别,只是上例设置如果没有获取到TenantId,则将tenant_id字段设置为unknown,本例是将数据库的schema连到public。

通过获得tenantId,连接到对应的schema
import org.hibernate.cfg.AvailableSettings;import org.hibernate.engine.jdbc.connections.spi.MultiTenantConnectionProvider;import org.springframework.boot.autoconfigure.orm.jpa.HibernatePropertiesCustomizer;import javax.sql.DataSource;import java.sql.Connection;import java.sql.SQLException;@Componentpublic class WiselyMultiTenantConnectionProvider implements MultiTenantConnectionProvider, HibernatePropertiesCustomizer {     private final DataSource dataSource;     public WiselyMultiTenantConnectionProvider(DataSource dataSource){        this.dataSource = dataSource;    }    @Override    public Connection getAnyConnection() throws SQLException {        return dataSource.getConnection();    }    @Override    public void releaseAnyConnection(Connection connection) throws SQLException {        connection.close();    }    @Override    public Connection getConnection(String tenantIdentifier) throws SQLException {        final Connection connection = getAnyConnection();        connection.createStatement().execute(String.format("use %s;", tenantIdentifier));        return connection;       }    @Override    public void releaseConnection(String tenantIdentifier, Connection connection) throws SQLException {        connection.createStatement().execute("use public;");        connection.close();    }//...省略一些非关键方法    @Override    public void customize(Map hibernateProperties) {        hibernateProperties.put(AvailableSettings.MULTI_TENANT_CONNECTION_PROVIDER, this);    }}

因为我们是连接单个数据库的不同schema,所以我们只需要在系统中配置一个dataSource,通过这个dataSource我们获得数据库的连接。通过重写MultiTenantConnectionProvider接口的Connection getConnection(String tenantIdentifier)方法,我们根据在上面的WiselyTenantIdResolver获得的tenantId,即当前方法的tenantIdentifier参数来切换dataSource连接到不同的schema.

配置
spring.datasource.url: jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/publicspring.datasource.username: rootspring.datasource.password: examplespring.datasource.driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driverspring.jpa.show-sql: trueserver.port: 80

其余代码和上例保持一致,省略

测试数据和postman和上例保持一致,查看数据库中的数据:

租户:companya

租户:companyb

查询租户:companya

查询租户:companyb

三、“分数据库”多租户

第三个例子是不同租户的数据分别在不同的数据库里,为了演示方便,本例还是用2个schema来模拟两个数据库,区别是相同数据库时我们使用一个dataSource来切换不同的schema;而本例中会有多个dataSource,使用tenantId来切换到不同的dataSource。

spring-jdbc包为我们提供一个类叫做AbstractRoutingDataSource,它可以设置多个数据源,并通过一个key来切换这个数据源,很显然,这个key是我们的tenantId。

动态切换数据源
import org.springframework.boot.jdbc.DataSourceBuilder;import org.springframework.jdbc.datasource.lookup.AbstractRoutingDataSource;import javax.sql.DataSource;@Componentpublic class WiselyTenantRoutingDatasource  extends AbstractRoutingDataSource {    private final WiselyTenantIdResolver wiselyTenantIdResolver; //1     public WiselyTenantRoutingDatasource(WiselyTenantIdResolver wiselyTenantIdResolver) {        this.wiselyTenantIdResolver = wiselyTenantIdResolver;        setDefaultTargetDataSource(createDatabase("jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/public", "root", "example")); //2        HashMap targetDataSources = new HashMap<>(); //3        targetDataSources.put("companya",createDatabase("jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/companya", "root", "example")); //4        targetDataSources.put("companyb",createDatabase("jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/companyb", "root", "example"));        setTargetDataSources(targetDataSources); //5    }    @Override    protected String determineCurrentLookupKey() { //6        return wiselyTenantIdResolver.resolveCurrentTenantIdentifier();    }    private DataSource createDatabase(String databaseUrl, String username, String password) {        DataSourceBuilder dataSourceBuilder = DataSourceBuilder.create();        dataSourceBuilder.driverClassName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");        dataSourceBuilder.url(databaseUrl);        dataSourceBuilder.username(username);        dataSourceBuilder.password(password);        return dataSourceBuilder.build();    }}

1、注入WiselyTenantIdResolver的bean获得当前的tenantId;

2、添加默认数据源到动态路由数据源里;

3、定义一个Map,在里面存储不同租户的数据源;

4、通过代码编程的方式构建一个数据源;

5、将这些数据源都添加到动态路由数据源里;

6、通过从WiselyTenantIdResolver中拿到的TenantId,切换到不同的数据源。

在数据源被切换后,我们就可以轻松获得数据库的连接
@Componentpublic class WiselyMultiTenantConnectionProvider implements MultiTenantConnectionProvider, HibernatePropertiesCustomizer {    private final DataSource dataSource;    public WiselyMultiTenantConnectionProvider(DataSource dataSource){        this.dataSource = dataSource;    }    @Override    public Connection getAnyConnection() throws SQLException {        return dataSource.getConnection();    }    @Override    public void releaseAnyConnection(Connection connection) throws SQLException {        connection.close();    }    @Override    public Connection getConnection(String tenantIdentifier) throws SQLException {        return dataSource.getConnection();    }    @Override    public void releaseConnection(String tenantIdentifier, Connection connection) throws SQLException {        connection.close();    }  // 省略不重要的方法    @Override    public void customize(Map hibernateProperties) {              hibernateProperties.put(AvailableSettings.MULTI_TENANT_CONNECTION_PROVIDER, this);    }}

这里直接注入前面切换数据源后的得到的dataSource,从dataSource中得到数据库的连接

其余代码与上例保持一致,数据源是编程获得,所以无须在配置中配置。

演示效果和上例一致,再此就不做演示了

四、源码地址

分区数据多租户:https://github.com/wiselyman/spring-boot-multitenant-partition

分结构多租户:https://github.com/wiselyman/spring-boot-multitenant-schema

分数据库多租户:https://github.com/wiselyman/spring-boot-multitenant-database

五、参考资料

https://spring.io/blog/2022/07/31/how-to-integrate-hibernates-multitenant-feature-with-spring-data-jpa-in-a-spring-boot-application

https://www.baeldung.com/hibernate-5-multitenancy

https://www.baeldung.com/multitenancy-with-spring-data-jpa

关键词: 没有什么 也可以通过

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