我对实现多租户系统的一点思考

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2020年突发的新冠疫情，让在线协同办公在疫情期间成为了刚需。我们也从 2020 年的 2月3 日开始在家远程办公，直到四月份。协同办公软件一下子火爆了起来，钉钉、企业微信、特别是腾讯会议等都在疫情期间表现突出，呈现出井喷式的发展。

目前大部分的企业信息化都是私有化部署，局限于企业的内部网络，无法实现远程协同办公，所以越来越多的 To B 企业逐步转向 SaaS(Software-as-a-Service，软件即服务)，SaaS 最早是美国Salesforce公司(1999年创立)创造的新软件服务模式。这家公司的市值在 2019 年已经超过1000亿美元，国内现在还处在发展中阶段，前景还是十分广阔的。

要将传统的私有化部署的软件重构成支持 SaaS 模式，多租户是一个迈不过去的坎，首先需要将系统改造成多租户模式，然后再逐步实现计费、系统监控、用户行为分析等功能。

我觉得多租户的设计应该分为三个层面来进行讨论，应用、数据库和中间件。

应用

现在的项目或产品开发几乎都是前后端分离的开发模式，应用层主要指的是 WebAPI ，WebAPI 的改造有两种方式：

1、每个租户部署一套 WebAPI、上层通过域名或 Url 地址的解析进行路由，当有新租户注册的时候就动态进行对应的 WebAPI 的部署，这种方式改造成本低，但运维成本高，不建议使用，如果时间紧，可以当过度阶段的临时方案。

2、所有的租户共用一套 WebAPI ，在 WebAPI 中需要获取到租户信息(域名、Url参数、请求头信息、Cookie 等)，然后进行租户信息配置的切换。有新租户创建的时候无需进行新的 WebAPI 的创建，只需要初始化租户基本信息即可。

在这种方式下，如果 Cluster1 的负载超过限度了，也要能够进行动态切换，将其中的某些租户切换到其他的 Cluester 中，如上图。

在 WebAPI 的代码实现上，可以参考 Abp 框架中多租户的实现，这里给出一个简化版本：

TenantConfiguration：租户配置信息

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. [Serializable] 
    2.   
  
  
  
  2. public class TenantConfiguration 
    3.   
  
  
  
  3. { 
    4.   
  
  
  
  4.     public Guid Id { get; set; } 
    5.   
  
  
  
  5.  
    6.   
  
  
  
  6.     public string Code { get; set; } 
    7.   
  
  
  
  7.  
    8.   
  
  
  
  8.     public string Name { get; set; } 
    9.   
  
  
  
  9.  
    10.   
  
  
  
  10.     public TenantStatus TenantStatus { get; set; } 
    11.   
  
  
  
  11.  
    12.   
  
  
  
  12.     public string DBConfig { get; set; } 
    13.   
  
  
  
  13.  
    14.   
  
  
  
  14.     public string CacheConfig { get; set; } 
    15.   
  
  
  
  15.  
    16.   
  
  
  
  16.     public string MQConfig { get; set; } 
    17.   
  
  
  
  17.  
    18.   
  
  
  
  18.     public string MongoConfig { get; set; } 
    19.   
  
  
  
  19.  
    20.   
  
  
  
  20.     public TenantConfiguration() 
    21.   
  
  
  
  21.     { 
    22.   
  
  
  
  22.         TenantStatus = TenantStatus.Enable; 
    23.   
  
  
  
  23.     } 
    24.   
  
  
  
  24.  
    25.   
  
  
  
  25.     public TenantConfiguration(Guid id, string name) 
    26.   
  
  
  
  26.         : this() 
    27.   
  
  
  
  27.     { 
    28.   
  
  
  
  28.         
    29.   
  
  
  
  29.         Id = id; 
    30.   
  
  
  
  30.         Name = name; 
    31.   
  
  
  
  31.     } 
    32.   
  
  
  
  32. } 
    33.

TenantStore：从缓存或数据库中获取租户配置信息

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. public interface ITenantStore 
    2.   
  
  
  
  2. { 
    3.   
  
  
  
  3.     TenantConfiguration Find(string code); 
    4.   
  
  
  
  4. } 
    5.   
  
  
  
  5. public class TenantStore : ITenantStore 
    6.   
  
  
  
  6. { 
    7.   
  
  
  
  7.     public TenantConfiguration Find(string code) 
    8.   
  
  
  
  8.     { 
    9.   
  
  
  
  9.         //从缓存或数据库进行租户配置信息获取 
    10.   
  
  
  
  10.         throw new NotImplementedException(); 
    11.   
  
  
  
  11.     } 
    12.   
  
  
  
  12. } 
    13.

CurrentTenant：当前租户类，用来存储当前租户信息，以及切换租户

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. public interface ICurrentTenant 
    2.   
  
  
  
  2. { 
    3.   
  
  
  
  3.  
    4.   
  
  
  
  4.     TenantConfiguration Config { get;} 
    5.   
  
  
  
  5.     IDisposable Change(string code); 
    6.   
  
  
  
  6. } 
    7.   
  
  
  
  7. ///  
    8.   
  
  
  
  8. /// 当前租户 
    9.   
  
  
  
  9. ///  
    10.   
  
  
  
  10. public class CurrentTenant:ICurrentTenant 
    11.   
  
  
  
  11. { 
    12.   
  
  
  
  12.     public ITenantStore _tenantStore; 
    13.   
  
  
  
  13.     public CurrentTenant(ITenantStore tenantStore) 
    14.   
  
  
  
  14.     { 
    15.   
  
  
  
  15.         _tenantStore = tenantStore; 
    16.   
  
  
  
  16.     } 
    17.   
  
  
  
  17.  
    18.   
  
  
  
  18.     public TenantConfiguration _config; 
    19.   
  
  
  
  19.     public TenantConfiguration Config => _config; 
    20.   
  
  
  
  20.  
    21.   
  
  
  
  21.     ///  
    22.   
  
  
  
  22.     /// 切换租户 
    23.   
  
  
  
  23.     ///  
    24.   
  
  
  
  24.     ///  
    25.   
  
  
  
  25.     ///  
    26.   
  
  
  
  26.     public IDisposable Change(string code) 
    27.   
  
  
  
  27.     { 
    28.   
  
  
  
  28.         TenantConfiguration tenantConfig= _tenantStore.Find(code); 
    29.   
  
  
  
  29.         if (tenantConfig == null) 
    30.   
  
  
  
  30.         { 
    31.   
  
  
  
  31.             throw new Exception("Tenant not found"); 
    32.   
  
  
  
  32.         } 
    33.   
  
  
  
  33.  
    34.   
  
  
  
  34.         if (tenantConfig.TenantStatus != TenantStatus.Enable) 
    35.   
  
  
  
  35.         { 
    36.   
  
  
  
  36.             throw new Exception("Tenant is disabled or deleted"); 
    37.   
  
  
  
  37.         } 
    38.   
  
  
  
  38.  
    39.   
  
  
  
  39.         return new DisposeAction(() => 
    40.   
  
  
  
  40.         { 
    41.   
  
  
  
  41.             _config = tenantConfig; 
    42.   
  
  
  
  42.         }); 
    43.   
  
  
  
  43.     } 
    44.   
  
  
  
  44. } 
    45.

UrlTenantResolve：根据 Url 参数进行租户解析

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. public interface ITenantResolve 
    2.   
  
  
  
  2. { 
    3.   
  
  
  
  3.     string Resolve(HttpContext httpContext); 
    4.   
  
  
  
  4. } 
    5.   
  
  
  
  5. ///  
    6.   
  
  
  
  6. ///  
    7.   
  
  
  
  7. ///  
    8.   
  
  
  
  8. public class UrlTenantResolve:ITenantResolve 
    9.   
  
  
  
  9. { 
    10.   
  
  
  
  10.  
    11.   
  
  
  
  11.     public string Resolve(HttpContext httpContext) 
    12.   
  
  
  
  12.     { 
    13.   
  
  
  
  13.         return httpContext.Request.QueryString.HasValue 
    14.   
  
  
  
  14.            ? httpContext.Request.Query["__tenant"].ToString() 
    15.   
  
  
  
  15.            : null; 
    16.   
  
  
  
  16.     } 
    17.   
  
  
  
  17. } 
    18.

MultiTenancyMiddleware：租户中间件，关于在 dotNET Core 中自定义中间件可以参考《dotNET Core 3.X 请求处理管道和中间件的理解》

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. public class MultiTenancyMiddleware: IMiddleware 
    2.   
  
  
  
  2. { 
    3.   
  
  
  
  3.     protected readonly ITenantResolve _tenantResolve; 
    4.   
  
  
  
  4.     private readonly ICurrentTenant _currentTenant; 
    5.   
  
  
  
  5.  
    6.   
  
  
  
  6.     public MultiTenancyMiddleware( 
    7.   
  
  
  
  7.        ITenantResolve tenantResolve, 
    8.   
  
  
  
  8.        ICurrentTenant currentTenant) 
    9.   
  
  
  
  9.     { 
    10.   
  
  
  
  10.         _tenantResolve = tenantResolve; 
    11.   
  
  
  
  11.         _currentTenant = currentTenant; 
    12.   
  
  
  
  12.     } 
    13.   
  
  
  
  13.  
    14.   
  
  
  
  14.     public async Task InvokeAsync(HttpContext context, RequestDelegate next) 
    15.   
  
  
  
  15.     { 
    16.   
  
  
  
  16.         var tenantCode = _tenantResolve.Resolve(context); 
    17.   
  
  
  
  17.  
    18.   
  
  
  
  18.         if (tenantCode != _currentTenant.Config.Code) 
    19.   
  
  
  
  19.         { 
    20.   
  
  
  
  20.             using (_currentTenant.Change(tenantCode)) 
    21.   
  
  
  
  21.             { 
    22.   
  
  
  
  22.                 await next(context); 
    23.   
  
  
  
  23.             } 
    24.   
  
  
  
  24.         } 
    25.   
  
  
  
  25.         else 
    26.   
  
  
  
  26.         { 
    27.   
  
  
  
  27.             await next(context); 
    28.   
  
  
  
  28.         } 
    29.   
  
  
  
  29.  
    30.   
  
  
  
  30.         await next(context); 
    31.   
  
  
  
  31.     } 
    32.   
  
  
  
  32. } 
    33.

数据库

数据库在这里指的是关系型数据库，用来存储业务数据，实现多租户，就要对数据进行隔离，通常的数据隔离方式有三种模式：

1、完全隔离，每个租户使用独立数据库;

2、部分共享，租户共享一个数据库，以 schema 或者 table 区分;

3、完全共享，租户共享相同的数据库表，以 tenant_id 进行区分

推荐使用第一种或第二种，隔离程度比较高，也比较容易做横向扩展，如果是第三种，需要处理数据的隔离问题，需要处理单表大数据的问题等，对技术要求比较高。

中间件

除了数据库，一个系统还需要依赖其他的一些中间件，比如缓存、消息队列、文件存储：

  • 缓存：Redi
  • 消息队列：RabbitMQ
  • 文件存储：MongoDB 的 GridFS

Redis

1、Redis 中使用数据库的方式进行租户隔离;

2、Redis 可以通过修改配置文件的方式进行数据库的扩展，默认为 16 个;3、通过 Redis 分片集群的方式进行部署，可以进行横向扩展;3、在 Redis 集群中，官方推荐节点数量不超过 1000 个，这个对于多租户系统的前期来说应该是够用了，如果到了租户数量的爆发期，再进行架构的扩展，比如，不同的租户路由到不同的 Redis 集群中。

RabbitMQ

在 Rabbitmq 有 vhost 机制，可以一个租户创建一个vhost，通过 vhost 来进行租户的隔离，目前还没查询到 vhost 是否有上限，需要做进一步验证。

MongoDB

MongoDB 中主要使用 GridFS 来进行非结构化数据的存储，通过创建数据库的方式来进行租户的隔离，而且 MongoDB 支持分片的集群部署方式，可以进行扩展横扩展，在前期，一个 MongoDB 集群应该就够用了。

最后

技术方案和架构没有最好的，只有最适合的，符合当下的业务场景、团队的技术能力就可以，然后要做的就是做 MVP (最小可行性产品)，进而进行系统的改造。

希望本文对您有所帮助!

新闻名称：我对实现多租户系统的一点思考
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