【项目实战】单数据源多数据库实现多租户

前言

多租户（Multi-Tenancy）是一种软件架构设计模式，旨在使单个应用程序可以同时为多个租户（如不同组织、用户或客户）提供服务，每个租户都拥有独立的数据和配置，并且彼此之间相互隔离。实现多租户架构可以帮助企业降低成本、简化管理并提高效率。

在设计多租户系统之前，我们需要明确业务需求和预期目标。是否希望租户之间完全隔离，还是允许一些共享资源？我们需要考虑以下几个方面：

数据隔离：每个租户的数据应该彼此隔离，不同租户之间不能直接访问或共享数据。可以通过使用独立的数据库或者使用数据表中的租户ID进行区分来实现数据隔离。

身份认证与授权：多租户系统需要支持各个租户的身份认证和授权，确保只有合法的用户能够访问自己所属的租户资源。

水平扩展：多租户系统可能会面临大量用户和数据增长的挑战，因此需要具备水平扩展的能力，以保持系统的高性能和可靠性。

配置管理：每个租户可能有不同的配置需求，例如与邮件、支付和存储等集成的参数设置。因此，应该提供一种可灵活配置的机制，使租户能够根据自己的需求进行定制。

安全性和隔离：多租户系统需要确保租户之间的安全隔离，以防止潜在的数据泄露和访问冲突。在设计系统时，应考虑到对于敏感数据的保护和各种攻击的预防。

资源利用率：为了提高资源利用率，可以考虑共享某些通用的资源，如计算资源、存储空间和网络带宽。这样可以减少成本，并提供更高的效率。

多租户的四种实现方案

常见的设计方案大致分为4种：

1、所有租户使用同一数据源下同一数据库下共同数据表（单数据源单数据库单数据表）
2、所有租户使用同一数据源下同一数据库下不同数据表（单数据源单数据库多数据表）
3、所有租户使用同一数据源下不同数据库下不同数据表（单数据源多数据库多数据表）
4、所有租户使用不同数据源下不同数据库下不同数据表（多数据源多数据库多数据表）

第一、二种相对来说比较简单。我们本文主要对第三种展开讲解

单数据源多数据库

多租户的最终目的就是要实现数据隔离，在但数据源多数据库中，也就是当有了一个新的租户要进行注册的时候，要实现去创建一个数据库和对应的数据库表。
现在就有了问题，应该如何去动态的去创建数据库呢？

实现思路

1、创建数据库：可以数用传统的方式，通过sql语句去创建
2、创建数据库表：在创建完数据库之后，使用sql语句去创建表

下文的代码中使用了读取xml文件中的sql去创建

代码实现

在resources下创建一个xml文件：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<document>
    <statement>
        <name>create-tenant</name>
        <script>
            DROP DATABASE IF EXISTS `sys_user${tenant_id}`;
            CREATE DATABASE ${database};
            USE ${database};

            CREATE TABLE `sys_user` (
            `user_id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '用户ID',
            `dept_id` bigint(20) DEFAULT NULL COMMENT '部门ID',
            `user_name` varchar(30) NOT NULL COMMENT '用户账号',
            `nick_name` varchar(30) NOT NULL COMMENT '用户昵称',
            `user_type` varchar(2) DEFAULT '00' COMMENT '用户类型（00系统用户）',
            `email` varchar(50) DEFAULT '' COMMENT '用户邮箱',
            `phonenumber` varchar(11) DEFAULT '' COMMENT '手机号码',
            `sex` char(1) DEFAULT '0' COMMENT '用户性别（0男 1女 2未知）',
            `avatar` varchar(100) DEFAULT '' COMMENT '头像地址',
            `password` varchar(100) DEFAULT '' COMMENT '密码',
            `status` char(1) DEFAULT '0' COMMENT '帐号状态（0正常 1停用）',
            `del_flag` char(1) DEFAULT '0' COMMENT '删除标志（0代表存在 2代表删除）',
            `login_ip` varchar(128) DEFAULT '' COMMENT '最后登录IP',
            `login_date` datetime DEFAULT NULL COMMENT '最后登录时间',
            `create_by` varchar(64) DEFAULT '' COMMENT '创建者',
            `create_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '创建时间',
            `update_by` varchar(64) DEFAULT '' COMMENT '更新者',
            `update_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '更新时间',
            `remark` varchar(500) DEFAULT NULL COMMENT '备注',
            `auth_id` varchar(30) DEFAULT NULL COMMENT '其他项目用户id（积分）',
            `ding_id` varchar(50) DEFAULT NULL COMMENT '用户dingid',
            `tenant_id` varchar(100) DEFAULT NULL COMMENT '公司id',
            `open_id` varchar(50) DEFAULT NULL COMMENT '微信用户唯一标识',
            PRIMARY KEY (`user_id`) USING BTREE
            ) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=1 DEFAULT CHARSET=utf8mb4 ROW_FORMAT=DYNAMIC COMMENT='用户信息表';
                 </script>
    </statement>
</document>

这是对应的创建数据库的语句。

获取xml文件中信息：

@Component
public class ExecSqlConfig {
    private final Map<String, String> sqlContainer = new HashMap<>();

    public ExecSqlConfig() throws Exception {
        // 1.创建Reader对象
        SAXReader reader = new SAXReader();
        // 2.加载xml
        InputStream inputStream = new ClassPathResource("create-library.xml").getInputStream();
        Document document = reader.read(inputStream);
        // 3.获取根节点
        Element root = document.getRootElement();

        // 4.遍历每个statement
        List<Element> statements = root.elements("statement");
        for (Element statement : statements) {
            String name = null;
            String sql = null;
            List<Element> elements = statement.elements();
            // 5.拿到name和script加载到内存中管理
            for (Element element : elements) {
                if ("name".equals(element.getName())) {
                    name = element.getText();
                } else if ("script".equals(element.getName())) {
                    sql = element.getText();
                }
            }
            sqlContainer.put(name, sql);
        }
    }

    public String get(String name) {
        return sqlContainer.get(name);
    }

}

sql执行脚本：
在脚本中去读取了ExecSqlConfig 文件中的信息

@Component
public class ExecSqlUtil {
    @Autowired
    private   ExecSqlConfig execSqlConfig ;

    @Autowired
    private  DataSource dataSource ;
/**
 * @description: 把模板中的数据库名称替换为新租户的名称
 * @author: 
 * @date: 2023/9/27 15:05
 * @param: [name , replaceMap]
 * @return: void
 **/
    @SneakyThrows
    public  void execSql(String name, Map<String, String> replaceMap) {
        try {
            // 获取SQL脚本模板
            String sql = execSqlConfig.get(name);

            // 替换模板变量
            for (Map.Entry<String, String> entity : replaceMap.entrySet()) {
                sql = sql.replace(entity.getKey(), entity.getValue());
            }
            ScriptRunner scriptRunner = new ScriptRunner(dataSource.getConnection());

            // 执行SQL
           scriptRunner.runScript(new StringReader(sql));
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }

    }

}

业务逻辑

public void addTenantLibrary(TanentModel tanentModel) {
        try {
            if (!(tanentModel.getDescription().isEmpty()||tanentModel.getTenantContact().isEmpty()||tanentModel.getTel().isEmpty()||tanentModel.getTenantName().isEmpty())){
                //判断数据源中是否已经存在该数据库
               int flag= tantentMapper.insertTantentAdmin(tanentModel.getTenantName());
               if (flag>0){
                   throw new Exception("已存在该数据库");
               }else {
                   Map<String,String> map=new HashMap<>();
                   map.put("${database}",tanentModel.getTenantName());
                   map.put("${project_name}",tanentModel.getTenantName());
                   map.put("${leader}",tanentModel.getTenantContact());
                   map.put("${phone}",tanentModel.getTel());
                   map.put("${description}",tanentModel.getDescription());
                   execSqlUtil.execSql("create-tenant",map);

               }
            }
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
            throw new RuntimeException(e.getMessage()); // 将异常信息作为响应的一部分返回给前端
        }
    }

在业务逻辑的代码中，map.put(“${database}”,tanentModel.getTenantName());是替换的xml文件中的变量

总结

在多租户架构中，单数据源多数据库是一种常见的实现方案。通过使用不同的数据库实例或者数据库模式，我们可以实现对每个租户独立的数据存储，并保持彼此之间的隔离性。在本文中，我们讨论了单数据源多数据库的实现方案和一些关键考虑因素。

总结而言，单数据源多数据库方案为多租户系统提供了以下优势：

数据隔离：每个租户拥有独立的数据库，数据之间互不干扰，确保了租户数据的隔离性和安全性。

性能优化：通过将租户数据分散到多个数据库中，可以减轻单一数据库的负载压力，提高系统的性能和吞吐量。

扩展性：当租户数量增加时，可以通过新增数据库实例或者数据库服务器来水平扩展系统，以满足不断增长的业务需求。

容错性：单数据源多数据库方案降低了租户之间的相互影响，当某个数据库发生故障时，其他数据库仍然可以正常运行，提高了系统的容错性和可用性。

在实施单数据源多数据库方案时，我们需要注意以下几个关键因素：

数据迁移和同步：对于已有的多租户系统，将现有数据迁移到新的数据库中可能需要一定的工作量。同时，为保持数据的一致性，我们需要确保数据在多个数据库之间的同步。

租户管理和路由策略：需要实现租户的动态管理和路由策略，确保每个请求能够正确地路由到对应的数据库。这可以通过维护租户-数据库映射关系或者使用中间件进行请求路由来实现。

数据库连接和资源管理：在系统设计中，需要考虑数据库连接的管理和资源分配。合理配置数据库连接池以及优化数据库查询等操作，可以提高系统的性能和资源利用率。

安全性和权限控制：在设计数据库架构时，需要考虑安全性和权限控制的需求。确保不同租户之间的数据访问和操作是受限的，并遵循数据隐私与保护的法律规定。

综上所述，单数据源多数据库是实现多租户系统的一种有效方案，它提供了良好的数据隔离、性能优化和扩展性。然而，在实施过程中需要综合考虑数据迁移、租户管理、资源管理和安全性等因素，以确保系统的稳定性和可靠性。通过合理的设计和实施，单数据源多数据库方案可以为多租户系统提供高效、安全且可扩展的数据存储解决方案。