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使用租户ID，实现一个企业级的SaaS系统，完整方案来了！

Java知音  · 公众号  ·  · 2024-03-07 10:05

正文

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概况

项目开发到一半，用户突然提出需要多个分公司共同使用，这种需要将系统设计成SaaS架构，将各个分公司的数据进行隔离。

SaaS实现的方案

独立数据库

每个企业 独立的物理数据库，隔离性好，成本高。

共享数据库、独立schema

就是一台物理机，多个逻辑数据库，oracle叫做schema，mysql叫做database，每个企业独立的schema。

共享数据库、数据库表(本次采用)：

在表中添加“企业”或者“租户”字段区分是哪个企业的数据。操作的时候根据“租户”字段去查询相应的数据。

  • 优点： 所有租户使用同一数据库，所以成本低廉。

  • 缺点：隔离级别低，安全性低，需要在开发时加大对安全的开发量，数据备份和恢复最困难。

改造思路

本次采用共享数据库、数据库表的SaaS方案。改造时需要做以下工作：

  • 创建租户信息表。

  • 先要将所有的表添加租户id字段tenant_id。用于关联租户信息表。

  • 将tenant_id和原始表id创建联合主键。注意主键的顺序，原表主键必须在左边。

  • 将表修改为分区表。

改造后，在添加租户信息的时候，同时在所有表中添加该租户的分区，分区用于保存该租户的数据。

在后续增加记录时，需要tenant_id字段的值，在删改查中，都需要在where条件中以tenant_id为条件来操作某个租户的数据。

测试环境介绍

测试库中有5张表，我下文使用sys_log表进行测试。

sys_log的建表语句为： 

CREATE TABLE `sys_log` (
  `log_id` BIGINT NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主键',
  `type` TINYINT(1) DEFAULT NULL COMMENT '类型',
  `content` VARCHAR(255) DEFAULT NULL COMMENT '内容',
  `create_id` BIGINT(18) DEFAULT NULL COMMENT '创建人ID',
  `create_time` DATETIME DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '创建时间',
  `tenant_id` INT NOT NULL,
  PRIMARY KEY (`log_id`,`tenant_id`) USING BTREE
) ENGINE=INNODB DEFAULT CHARSET=utf8 ROW_FORMAT=DYNAMIC COMMENT='系统日志'

表添加租户id字段

找出未添加租户 id(tenant_id) 字段的表。 
SELECT 
    table_name 
  FROM
    INFORMATION_SCHEMA.TABLES
  WHERE table_schema = 'my'   -- my 是我的测试数据库名称
    AND table_name NOT IN 
    (SELECT 
      t.table_name 
    FROM
      (SELECT 
        table_name,
        column_name 
      FROM
        information_schema.columns 
      WHERE table_name IN 
        (SELECT 
          table_name 
        FROM
          INFORMATION_SCHEMA.TABLES 
        WHERE table_schema = 'my')) t 
    WHERE t.column_name = 'tenant_id') ;

执行，找到两个符合条件的表，在数据库进行确认，确实表中没tenant_id字段。

创建租户信息表

仅供参考，用于保存租户信息 

CREATE TABLE `t_tenant` (
  `tenant_id` varchar(40) NOT NULL DEFAULT 'c12dee54f652452b88142a0267ec74b7' COMMENT '租户id',
  `tenant_code` varchar(100) DEFAULT NULL COMMENT '租户编码',
  `name` varchar(50) DEFAULT NULL COMMENT '租户名称',
  `desc` varchar(500) DEFAULT NULL COMMENT '租户描述',
  `logo` varchar(255) DEFAULT NULL COMMENT '公司logo地址',
  `status` smallint(6) DEFAULT NULL COMMENT '状态1有效0无效',
  `create_by` varchar(100) DEFAULT NULL COMMENT '创建者',
  `create_time` datetime DEFAULT




    
 NULL COMMENT '创建时间',
  `last_update_by` varchar(100) DEFAULT NULL COMMENT '最后修改人',
  `last_update_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '最后修改时间',
  `street_address` varchar(200) DEFAULT NULL COMMENT '街道楼号地址',
  `province` varchar(20) DEFAULT NULL COMMENT '一级行政单位,如广东省,上海市等',
  `city` varchar(20) DEFAULT NULL COMMENT '城市, 如广州市,佛山市等',
  `district` varchar(20) DEFAULT NULL COMMENT '行政区,如番禺区,天河区等',
  `link_man` varchar(50) DEFAULT NULL COMMENT '联系人',
  `link_phone` varchar(50) DEFAULT NULL COMMENT '联系电话',
  `longitude` decimal(10,6) DEFAULT NULL COMMENT '经度',
  `latitude` decimal(10,6) DEFAULT NULL COMMENT '纬度',
  `adcode` varchar(8) DEFAULT NULL COMMENT '区域编码,用于通过区域id快速匹配后展示, 如广州是440100',
  PRIMARY KEY (`tenant_id`) USING BTREE
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='租户的基本信息表';
将所有表添加tenant_id字段 
DROP PROCEDURE IF EXISTS addColumn ;

DELIMITER ?

CREATE PROCEDURE addColumn () 
BEGIN
  -- 定义表名变量
  DECLARE s_tablename VARCHAR (100) ;
  /*显示表的数据库中的所有表
 SELECT table_name FROM information_schema.tables WHERE table_schema='databasename' Order by table_name ;
 */
  #显示所有
  DECLARE cur_table_structure CURSOR FOR 
  SELECT 
    table_name 
  FROM
    INFORMATION_SCHEMA.TABLES
  WHERE table_schema = 'my'     -- my = 我的测试数据库名称
    AND table_name NOT IN 
    (SELECT 
      t.table_name 
    FROM
      (SELECT 
        table_name,
        column_name 
      FROM
        information_schema.columns 
      WHERE table_name IN 
        (SELECT 
          table_name 
        FROM
          INFORMATION_SCHEMA.TABLES 
        WHERE table_schema = 'my')) t 
    WHERE t.column_name = 'tenant_id') ;
  DECLARE CONTINUE HANDLER FOR SQLSTATE '02000' SET s_tablename = NULL ;
  OPEN cur_table_structure ;
  FETCH cur_table_structure INTO s_tablename ;
  WHILE
    (s_tablename IS NOT NULL) DO SET @MyQuery = CONCAT(
      "alter table `",
      s_tablename,
      "` add COLUMN `tenant_id` INT not null COMMENT '租户id'"
    ) ;
    PREPARE msql FROM @MyQuery ;
    EXECUTE msql ;
    #USING @c; 
    FETCH cur_table_structure INTO s_tablename ;
  END WHILE ;
  CLOSE cur_table_structure ;
END ?

DELIMITER ;

#执行存储过程
CALL addColumn () ;

实现表分区

实现的目标：在添加租户的时候实现对所有表添加分区

需要的条件：

  • 表必须是分区表，如果不是分区表，那么需要改成分区表。

  • tenant_id必须和原表log_id主键组成联合主键。

将表修改成分区表

表中添加分区有三种方式：

  • 创建临时分区表 sys_log_copy ，copy数据过来后，删除旧的sys_log，再将 sys_log_copy 修改为sys_log（本次采用，详见下文）

  • 直接将表修改为分区表，需要原表中无数据，否则无法成功： 

-- 如果表中没数据，可以直接将表进行分区
ALTER TABLE sys_log PARTITION BY LIST COLUMNS (tenant_id)
(
    PARTITION a1 VALUES IN (1) ENGINE = INNODB,
    PARTITION a2 VALUES IN (2) ENGINE = INNODB,
    PARTITION a3 VALUES IN (3) ENGINE = INNODB
);

在分区表中添加新分区，需要表已经是分区表，否则无法成功： 

-- 已经是分区表中添加分区
ALTER TABLE sys_log_copy ADD PARTITION
(
    PARTITION a4 VALUES IN (4) ENGINE = INNODB,
    PARTITION a5 VALUES IN (5) ENGINE = INNODB,
    PARTITION a6 VALUES IN (6) ENGINE = INNODB
);
通过创建临时分区表的方式将原表转换成分区表

1.查看表建表语句： 

SHOW CREATE TABLE `sys_log`;

2.参考建表语句，创建copy表： 

CREATE TABLE `sys_log_copy` (
  `log_id` BIGINT NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主键',
  `type` TINYINT(1) DEFAULT NULL COMMENT '类型',
  `content` VARCHAR(255) DEFAULT NULL COMMENT '内容',
  `create_id` BIGINT(18) DEFAULT NULL COMMENT '创建人ID',
  `create_time` DATETIME DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '创建时间',
  `tenant_id` INT NOT NULL,
  PRIMARY KEY (`log_id`,`tenant_id`) USING BTREE
) ENGINE=INNODB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 ROW_FORMAT=DYNAMIC COMMENT='系统日志'
PARTITION BY LIST COLUMNS (tenant_id)
(
    PARTITION a1 VALUES IN (1) ENGINE = INNODB,
    PARTITION a2 VALUES IN (2) ENGINE = INNODB,
    PARTITION a3 VALUES IN (3) ENGINE = INNODB
);

注意上文中的 DEFAULT CHARSET=utf8mb4 ROW_FORMAT=DYNAMIC

  • CHARSET=utf8mb4 是因为utf8在mysql中是不健全的编码。

  • ROW_FORMAT=DYNAMIC 是为了避免所以长度过大后导致如下报错： 

ERROR 1709 (HY000): Index column size too large. The maximum column size is 767 bytes.

也可以在my.ini配置文件中设置为true解决这个问题，但是要重启数据库，会比较麻烦。 

[mysqld]
innodb_large_prefix=true

3.验证分区情况： 

SELECT 
  partition_name part,
  partition_expression expr,
  partition_description descr,
  table_rows 
FROM
  information_schema.partitions 
WHERE TABLE_SCHEMA = SCHEMA() 
  AND TABLE_NAME = 'sys_log_copy' ;

可以查看到添加的3个分区

4.将数据复制到copy表中 

INSERT INTO `sys_log_copy` SELECT * FROM `sys_log`

5.删除表sys_log，再修改 sys_log_copy 表中的名字为sys_log。

编写自动创建分区的仓储过程

通过存储过程实现，在分区表中添加分区 

DELIMITER ?

USE `my`?

DROP PROCEDURE IF EXISTS `add_table_partition`?

CREATE DEFINER=`root`@`%` PROCEDURE `add_table_partition`(IN _tenantId INT)
BEGIN
  DECLARE IS_FOUND INT DEFAULT 1 ;
  -- 用于记录游标中存在分区的表名
  DECLARE v_tablename VARCHAR (200) ;
  -- 用于缓存添加分区时候的sql
  DECLARE v_sql VARCHAR (5000) ;
  -- 分区名称定义
  DECLARE V_P_VALUE VARCHAR (100) DEFAULT CONCAT('P', REPLACE(_tenantId, '-', '')) ;
  DECLARE V_COUNT INT ;
  DECLARE V_LOONUM INT DEFAULT 0 ;
  DECLARE V_NUM INT DEFAULT 0 ;
  -- 定义游标，值是所有分区表的表名
  DECLARE curr CURSOR FOR 
  (SELECT 
    t.TABLE_NAME 
  FROM
    INFORMATION_SCHEMA.partitions t 
  WHERE TABLE_SCHEMA = SCHEMA() 
    AND t.partition_name IS NOT NULL 
  GROUP BY t.TABLE_NAME) ;
  -- 如果没影响的记录，程序也继续执行
  DECLARE CONTINUE HANDLER FOR NOT FOUND SET IS_FOUND=0;
  -- 获取上一步中的游标中获取到的表名的个数
  SELECT 
    COUNT(1) INTO V_LOONUM 
  FROM
    (SELECT 
      t.TABLE_NAME 
    FROM
      INFORMATION_SCHEMA.partitions t 
    WHERE TABLE_SCHEMA = SCHEMA




    
() 
      AND t.partition_name IS NOT NULL 
    GROUP BY t.TABLE_NAME) A ;
  -- 只有在存在分区表的时候才打开游标
  IF V_LOONUM > 0 
  THEN -- 打开游标
  OPEN curr ;
  -- 循环
  read_loop :
  LOOP
    -- 声明结束的时候
    IF V_NUM >= V_LOONUM 
    THEN LEAVE read_loop ;
    END IF ;
    -- 取游标的值给变量
    FETCH curr INTO v_tablename ;
    -- 依次判断分区表是否存在改分区，如果不存在则添加分区
    SET V_NUM = V_NUM + 1 ;
    SELECT 
      COUNT(1) INTO V_COUNT 
    FROM
      INFORMATION_SCHEMA.partitions t 
    WHERE LOWER(T.TABLE_NAME) = LOWER(v_tablename) 
      AND T.PARTITION_NAME = V_P_VALUE 
      AND T.TABLE_SCHEMA = SCHEMA() ;
    IF V_COUNT <= 0 
    THEN SET v_sql = CONCAT(
      '  ALTER TABLE ',
      v_tablename,
      ' ADD PARTITION (PARTITION ',
      V_P_VALUE,
      ' VALUES IN(',
      _tenantId,
      ') ENGINE = INNODB) '
    ) ;
    SET @v_sql = v_sql ;
    -- 预处理需要执行的动态SQL，其中stmt是一个变量
    PREPARE stmt FROM @v_sql ;
    -- 执行SQL语句
    EXECUTE stmt ;
    -- 释放掉预处理段
    DEALLOCATE PREPARE stmt ;
    END IF ;
    -- 结束循环
  END LOOP read_loop;
  -- 关闭游标
  CLOSE curr ;
  END IF ;
END?

DELIMITER ;

调用存储过程测试 

CALL add_table_partition (8) ;

如果表还不是分区表，那么调用存储过程会有如下报错： 

错误代码： 1505
Partition management on a not partitioned table is not possible

翻译出来的意思是：“在未分区的表上进行分区管理是不可能的”。

可能会报错如下： 

错误代码： 1329
No data - zero rows fetched, selected, or processed

但如果通过查询下面的 information_schema.partitions 无误，那就是添加分区成功。

可以通过在定义游标后，打开游标之前，添加如下方式解决： 

DECLARE CONTINUE HANDLER FOR NOT FOUND SET IS_FOUND=0;
SELECT 
  partition_name part,
  partition_expression expr,
  partition_description descr,
  table_rows 
FROM
  information_schema.partitions 
WHERE TABLE_SCHEMA = SCHEMA() 
  AND TABLE_NAME = 'sys_log' ;

通过mybatis调用存储过程 

<select id="testProcedure" statementType="CALLABLE" useCache="false" parameterType="string">
                        call add_table_partition (
                        #{_tenantId,mode=IN,jdbcType=VARCHAR});
        ]]>
select>

实现简单的数据权限

我们可能需要这种场景需求

  • 集团公司有多个子公司，集团公司和每个子公司各自是一个租户，但是子公司下还有子公司。

  • 不管是集团公司还是说旗下的子公司都有相应的用户(t_user)。

  • 用户需要有查看自己公司下的数据和下面子公司的数据的权限。

从上面的场景需求中，我们知道，t_tenant表需要设计成树桩结构。下面我们进行测试。

修改上文的t_tenant表为： 

CREATE TABLE `t_tenant` (
  `tenant_id` VARCHAR(40) NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '租户id',
  `path` VARCHAR(200) DEFAULT NOT NULL COMMENT '从根节点开始的id路径树，如：0-2-21-211-2111，通过"-"隔开，最末尾为自己id',
  `tenant_code` VARCHAR(100) DEFAULT NULL COMMENT '租户编码',
  `name` VARCHAR(50) DEFAULT NULL COMMENT '租户名称',
  `logo` VARCHAR(255) DEFAULT NULL COMMENT '公司logo地址',
  `status` SMALLINT(6) DEFAULT NULL COMMENT '状态1有效0无效',
  `create_by` VARCHAR(100) DEFAULT NULL COMMENT '创建者',
  `create_time` DATETIME DEFAULT NULL COMMENT '创建时间',
  `last_update_by` VARCHAR(100) DEFAULT NULL COMMENT '最后修改人',
  `last_update_time` DATETIME DEFAULT NULL COMMENT '最后修改时间',
  `street_address` VARCHAR(200) DEFAULT NULL COMMENT '街道楼号地址',
  PRIMARY KEY (`tenant_id`) USING BTREE
) ENGINE=INNODB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='租户的基本信息表'

修改的地方有：

  • 为了演示，删除了些感觉没是没用的字段
  • 添加了path字段，实现租户和子租户的树形结构

添加测试数据

新增租户信息：

  • 通过path缓存着t_tenant树的路径。

创建用户表(t_user)，添加测试用户：

  • 测试的用户id和tenant_id需要对应

创建附件表(t_file)，添加测试业务数据：

  • 创建人字段(create_by）关联用户表(t_user)，也要关联到租户(tenant_id)，指明是哪个子公司的数据。

进行测试

查看tenant_id是"211"的租户信息和其下的子租户信息 

SELECT 
  tt.`tenant_id`,
  tt.path 
FROM
  t_tenant tt 
WHERE 
  (SELECT 
    INSTR(tt.path, "211"






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