使用Mybatis Plus优雅实现多租户架构

2018-11-29

在进行多租户架构(Multi-tenancy)实现之前,先了解一下相关的定义吧:

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(此处的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。

数据隔离方案

多租户在数据存储上存在三种主要的方案,分别是:

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。

共享数据库,独立 Schema

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;

共享数据库,共享 Schema,共享数据表

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(provider_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。

    利用MybatisPlus实现

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(provider_id)


现在有数据库表(user)如下:

字段名 字段类型 描述
id BIGINT(20) 主键
provider_id BIGINT(20) 服务商ID
name VARCHAR(30) 姓名

provider_id视为租户ID,用来隔离租户与租户之间的数据,如果要查询当前服务商的用户,SQL大致如下:

SELECT * FROM user t WHERE t.name LIKE '%Tom%' AND t.provider_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,我们都需要不厌其烦的加上AND t.provider_id = ?查询条件,稍不注意就会导致数据越界,数据安全问题让人担忧。

好在有了MybatisPlus这个神器,可以极为方便的实现多租户SQL解析器,官方文档如下:

http://mp.baomidou.com/guide/tenant.html

这里终于进入了正题,开始搭建一个极为简单的开发环境吧!

新建SpringBoot环境

POM文件如下,主要集成了MybatisPlus以及H2数据库(方便测试)

<?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>

    <groupId>com.wuwenze</groupId>
    <artifactId>mybatis-plus-multi-tenancy</artifactId>
    <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
    <packaging>jar</packaging>

    <name>mybatis-plus-multi-tenancy</name>
    <description>Demo project for Spring Boot</description>

    <parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>2.1.0.RELEASE</version>
        <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
    </parent>

    <properties>
        <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
        <project.reporting.outputEncoding>UTF-8</project.reporting.outputEncoding>
        <java.version>1.8</java.version>
    </properties>

    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.projectlombok</groupId>
            <artifactId>lombok</artifactId>
            <scope>provided</scope>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>com.google.guava</groupId>
            <artifactId>guava</artifactId>
            <version>19.0</version>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>com.baomidou</groupId>
            <artifactId>mybatis-plus-boot-starter</artifactId>
            <version>3.0.5</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>com.baomidou</groupId>
            <artifactId>mybatis-plus</artifactId>
            <version>3.0.5</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>com.baomidou</groupId>
            <artifactId>mybatis-plus-generator</artifactId>
            <version>3.0.5</version>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>com.h2database</groupId>
            <artifactId>h2</artifactId>
        </dependency>
    </dependencies>

    <build>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>
</project>

数据源配置(application.yml)

spring:
  datasource:
    driver-class-name: org.h2.Driver
    schema: classpath:db/schema.sql
    data: classpath:db/data.sql
    url: jdbc:h2:mem:test
    username: root
    password: test

logging:
  level:
    com.wuwenze.mybatisplusmultitenancy: debug

对应的H2数据库初始化schema文件

#schema.sql
DROP TABLE IF EXISTS user;
CREATE TABLE user
(
	id BIGINT(20) NOT NULL COMMENT '主键',
	provider_id BIGINT(20) NOT NULL COMMENT '服务商ID',
	name VARCHAR(30) NULL DEFAULT NULL COMMENT '姓名',
	PRIMARY KEY (id)
);


#data.sql
INSERT INTO user (id, provider_id, name) VALUES (1, 1, 'Tony老师');
INSERT INTO user (id, provider_id, name) VALUES (2, 1, 'William老师');
INSERT INTO user (id, provider_id, name) VALUES (3, 2, '路人甲');
INSERT INTO user (id, provider_id, name) VALUES (4, 2, '路人乙');
INSERT INTO user (id, provider_id, name) VALUES (5, 2, '路人丙');
INSERT INTO user (id, provider_id, name) VALUES (6, 2, '路人丁');

MybatisPlus Config

基础环境搭建完成,现在开始配置MybatisPlus多租户相关的实现。

  1. 核心配置:TenantSqlParser
@Configuration
@MapperScan("com.wuwenze.mybatisplusmultitenancy.mapper")
public class MybatisPlusConfig {

    private static final String SYSTEM_TENANT_ID = "provider_id";
    private static final List<String> IGNORE_TENANT_TABLES = Lists.newArrayList("provider");

    @Autowired
    private ApiContext apiContext;

    @Bean
    public PaginationInterceptor paginationInterceptor() {
        PaginationInterceptor paginationInterceptor = new PaginationInterceptor();

        // SQL解析处理拦截:增加租户处理回调。
        TenantSqlParser tenantSqlParser = new TenantSqlParser()
                .setTenantHandler(new TenantHandler() {

                    @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 currentProviderId = apiContext.getCurrentProviderId();
                        if (null == currentProviderId) {
                            throw new RuntimeException("#1129 getCurrentProviderId error.");
                        }
                        return new LongValue(currentProviderId);
                    }

                    @Override
                    public String getTenantIdColumn() {
                        return SYSTEM_TENANT_ID;
                    }

                    @Override
                    public boolean doTableFilter(String tableName) {
                        // 忽略掉一些表:如租户表(provider)本身不需要执行这样的处理。
                        return IGNORE_TENANT_TABLES.stream().anyMatch((e) -> e.equalsIgnoreCase(tableName));
                    }
                });
        paginationInterceptor.setSqlParserList(Lists.newArrayList(tenantSqlParser));
        return paginationInterceptor;
    }

    @Bean(name = "performanceInterceptor")
    public PerformanceInterceptor performanceInterceptor() {
        return new PerformanceInterceptor();
    }
}
  1. ApiContext
@Component
public class ApiContext {
    private static final String KEY_CURRENT_PROVIDER_ID = "KEY_CURRENT_PROVIDER_ID";
    private static final Map<String, Object> mContext = Maps.newConcurrentMap();

    public void setCurrentProviderId(Long providerId) {
        mContext.put(KEY_CURRENT_PROVIDER_ID, providerId);
    }

    public Long getCurrentProviderId() {
        return (Long) mContext.get(KEY_CURRENT_PROVIDER_ID);
    }
}
  1. Entity、Mapper
@Data
@ToString
@Accessors(chain = true)
public class User {
    private Long id;
    private Long providerId;
    private String name;
}

public interface UserMapper extends BaseMapper<User> {

}

image

单元测试

com.wuwenze.mybatisplusmultitenancy.MybatisPlusMultiTenancyApplicationTests

@Slf4j
@RunWith(SpringRunner.class)
@FixMethodOrder(MethodSorters.JVM)
@SpringBootTest(classes = MybatisPlusMultiTenancyApplication.class)
public class MybatisPlusMultiTenancyApplicationTests {


    @Autowired
    private ApiContext apiContext;

    @Autowired
    private UserMapper userMapper;

    @Before
    public void before() {
        // 在上下文中设置当前服务商的ID
        apiContext.setCurrentProviderId(1L);
    }

    @Test
    public void insert() {
        User user = new User().setName("新来的Tom老师");
        Assert.assertTrue(userMapper.insert(user) > 0);

        user = userMapper.selectById(user.getId());
        log.info("#insert user={}", user);

        // 检查插入的数据是否自动填充了租户ID
        Assert.assertEquals(apiContext.getCurrentProviderId(), user.getProviderId());
    }

    @Test
    public void selectList() {
        userMapper.selectList(null).forEach((e) -> {
            log.info("#selectList, e={}", e);
            // 验证查询的数据是否超出范围
            Assert.assertEquals(apiContext.getCurrentProviderId(), e.getProviderId());
        });
    }
}

运行结果

2018-11-29 21:07:14.262  INFO 18688 --- [           main] .MybatisPlusMultiTenancyApplicationTests : Started MybatisPlusMultiTenancyApplicationTests in 2.629 seconds (JVM running for 3.904)
2018-11-29 21:07:14.554 DEBUG 18688 --- [           main] c.w.m.mapper.UserMapper.insert           : ==>  Preparing: INSERT INTO user (id, name, provider_id) VALUES (?, ?, 1)
2018-11-29 21:07:14.577 DEBUG 18688 --- [           main] c.w.m.mapper.UserMapper.insert           : ==> Parameters: 1068129257418178562(Long), 新来的Tom老师(String)
2018-11-29 21:07:14.577 DEBUG 18688 --- [           main] c.w.m.mapper.UserMapper.insert           : <==    Updates: 1
 Time:0 ms - ID:com.wuwenze.mybatisplusmultitenancy.mapper.UserMapper.insert
Execute SQL:INSERT INTO user (id, name, provider_id) VALUES (?, ?, 1) {1: 1068129257418178562, 2: STRINGDECODE('\u65b0\u6765\u7684Tom\u8001\u5e08')}

2018-11-29 21:07:14.585 DEBUG 18688 --- [           main] c.w.m.mapper.UserMapper.selectById       : ==>  Preparing: SELECT id, provider_id, name FROM user WHERE user.provider_id = 1 AND id = ?
2018-11-29 21:07:14.595 DEBUG 18688 --- [           main] c.w.m.mapper.UserMapper.selectById       : ==> Parameters: 1068129257418178562(Long)
2018-11-29 21:07:14.614 DEBUG 18688 --- [           main] c.w.m.mapper.UserMapper.selectById       : <==      Total: 1
2018-11-29 21:07:14.615  INFO 18688 --- [           main] .MybatisPlusMultiTenancyApplicationTests : #insert user=User(id=1068129257418178562, providerId=1, name=新来的Tom老师)
 Time:19 ms - ID:com.wuwenze.mybatisplusmultitenancy.mapper.UserMapper.selectById
Execute SQL:SELECT id, provider_id, name FROM user WHERE user.provider_id = 1 AND id = ? {1: 1068129257418178562}

2018-11-29 21:07:14.626 DEBUG 18688 --- [           main] c.w.m.mapper.UserMapper.selectList       : ==>  Preparing: SELECT id, provider_id, name FROM user WHERE user.provider_id = 1
 Time:0 ms - ID:com.wuwenze.mybatisplusmultitenancy.mapper.UserMapper.selectList
Execute SQL:SELECT id, provider_id, name FROM user WHERE user.provider_id = 1

2018-11-29 21:07:14.629 DEBUG 18688 --- [           main] c.w.m.mapper.UserMapper.selectList       : ==> Parameters:
2018-11-29 21:07:14.630 DEBUG 18688 --- [           main] c.w.m.mapper.UserMapper.selectList       : <==      Total: 3
2018-11-29 21:07:14.632  INFO 18688 --- [           main] .MybatisPlusMultiTenancyApplicationTests : #selectList, e=User(id=1, providerId=1, name=Tony老师)
2018-11-29 21:07:14.632  INFO 18688 --- [           main] .MybatisPlusMultiTenancyApplicationTests : #selectList, e=User(id=2, providerId=1, name=William老师)
2018-11-29 21:07:14.632  INFO 18688 --- [           main] .MybatisPlusMultiTenancyApplicationTests : #selectList, e=User(id=1068129257418178562, providerId=1, name=新来的Tom老师)

image

从打印的日志不难看出,这个方案相当完美,仅需简单的配置,让开发者完全忽略了(provider_id)字段的存在,同时又最大程度的保证了数据的安全性,可谓是一举两得!