Spring Boot 构建多租户SaaS平台核心技术指南

1 概述

笔者从2014年开始接触SaaS（Software as a Service），即多租户（或多承租）软件应用平台；并一直从事相关领域的架构设计及研发工作。机缘巧合，在笔者本科毕业设计时完成了一个基于SaaS的高效财务管理平台的课题研究，从中收获颇多。最早接触SaaS时，国内相关资源匮乏，唯一有的参照资料是《互联网时代的软件革命：SaaS架构设计》（叶伟等著）一书。最后课题的实现是基于OSGI（Open Service Gateway Initiative）Java动态模块化系统规范来实现的。

时至今日，五年的时间过去了，软件开发的技术发生了巨大的改变，笔者所实现SaaS平台的技术栈也更新了好几波，真是印证了那就话：“山重水尽疑无路，柳暗花明又一村”。基于之前走过的许多弯路和踩过的坑，以及近段时间有许多网友问我如何使用Spring Boot实现多租户系统，决定写一篇文章聊一聊关于SaaS的硬核技术。

说起SaaS，它只是一种软件架构，并没有多少神秘的东西，也不是什么很难的系统，我个人的感觉，SaaS平台的难度在于商业上的运营，而非技术上的实现。就技术上来说，SaaS是这样一种架构模式：它让多个不同环境的用户使用同一套应用程序，且保证用户之间的数据相互隔离。现在想想看，这也有点共享经济的味道在里面。

笔者在这里就不再深入聊SaaS软件成熟度模型和数据隔离方案对比的事情了。今天要聊的是使用Spring Boot快速构建独立数据库/共享数据库独立Schema的多租户系统。我将提供一个SaaS系统最核心的技术实现，而其他的部分有兴趣的朋友可以在此基础上自行扩展。

2 尝试了解多租户的应用场景

假设我们需要开发一个应用程序，并且希望将同一个应用程序销售给N家客户使用。在常规情况下，我们需要为此创建N个Web服务器（Tomcat）,N个数据库（DB），并为N个客户部署相同的应用程序N次。现在，如果我们的应用程序进行了升级或者做了其他任何的改动，那么我们就需要更新N个应用程序同时还需要维护N台服务器。接下来，如果业务开始增长，客户由原来的N个变成了现在的N+M个，我们将面临N个应用程序和M个应用程序版本维护，设备维护以及成本控制的问题。运维几乎要哭死在机房了…

为了解决上述的问题，我们可以开发多租户应用程序，我们可以根据当前用户是谁，从而选择对应的数据库。例如，当请求来自A公司的用户时，应用程序就连接A公司的数据库，当请求来自B公司的用户时，自动将数据库切换到B公司数据库，以此类推。从理论上将没有什么问题，但我们如果考虑将现有的应用程序改造成SaaS模式，我们将遇到第一个问题：如果识别请求来自哪一个租户？如何自动切换数据源？

3 维护、识别和路由租户数据源

我们可以提供一个独立的库来存放租户信息，如数据库名称、链接地址、用户名、密码等，这可以统一的解决租户信息维护的问题。租户的识别和路由有很多种方法可以解决，下面列举几个常用的方式：

解决了上述问题后，我们再来看看如何获取客户端传入的租户信息，以及在我们的业务代码中如何使用租户信息（最关键的是DataSources的问题）。

我们都知道，在启动Spring Boot应用程序之前，就需要为其提供有关数据源的配置信息（有使用到数据库的情况下）,按照一开始的需求，有N个客户需要使用我们的应用程序，我们就需要提前配置好N个数据源（多数据源）,如果N<50,我认为我还能忍受，如果更多，这样显然是无法接受的。为了解决这一问题，我们需要借助Hibernate 5提供的动态数据源特性，让我们的应用程序具备动态配置客户端数据源的能力。简单来说，当用户请求系统资源时，我们将用户提供的租户信息（tenantId）存放在ThreadLoacal中，紧接着获取TheadLocal中的租户信息，并根据此信息查询单独的租户库，获取当前租户的数据配置信息，然后借助Hibernate动态配置数据源的能力，为当前请求设置数据源，最后之前用户的请求。这样我们就只需要在应用程序中维护一份数据源配置信息（租户数据库配置库），其余的数据源动态查询配置。接下来，我们将快速的演示这一功能。

4 项目构建

我们将使用Spring Boot 215版本来实现这一演示项目，首先你需要在Maven配置文件中加入如下的一些配置：

然后提供一个可用的配置文件，并加入如下的内容：

接下来，我们需要关闭Spring Boot自动配置数据源的功能，在项目主类上添加如下的设置：

最后，让我们看看整个项目的结构：

5 实现租户数据源查询模块

我们将定义一个实体类存放租户数据源信息，它包含了租户名，数据库连接地址，用户名和密码等信息，其代码如下：

持久层我们将继承JpaRepository接口，快速实现对数据源的CURD *** 作，同时提供了一个通过租户名查找租户数据源的接口，其代码如下：

业务层提供通过租户名获取租户数据源信息的服务（其余的服务各位可自行添加）：

接下来是配置自定义的数据源，其源码如下：

在改配置类中，我们主要提供包扫描路径，实体管理工程，事务管理器和数据源配置参数的配置。

6 实现租户业务模块

在此小节中，租户业务模块我们仅提供一个用户登录的场景来演示SaaS的功能。其实体层、业务层和持久化层根普通的Spring Boot Web项目没有什么区别，你甚至感觉不到它是一个SaaS应用程序的代码。

首先，创建一个用户实体User，其源码如下：

业务层提供了一个根据用户名检索用户信息的服务，它将调用持久层的方法根据用户名对租户的用户表进行检索，如果找到满足条件的用户记录，则返回用户信息，如果没有找到，则返回null;持久层和业务层的源码分别如下：

7 配置拦截器

我们需要提供一个租户信息的拦截器，用以获取租户标识符，其源代码和配置拦截器的源代码如下：

8 维护租户标识信息

在这里，我们使用ThreadLocal来存放租户标识信息，为动态设置数据源提供数据支持，该类提供了设置租户标识、获取租户标识以及清除租户标识三个静态方法。其源码如下：

9 动态数据源切换

要实现动态数据源切换，我们需要借助两个类来完成，CurrentTenantIdentifierResolver和AbstractDataSourceBasedMultiTenantConnectionProviderImpl。从它们的命名上就可以看出，一个负责解析租户标识，一个负责提供租户标识对应的租户数据源信息。

首先，我们需要实现CurrentTenantIdentifierResolver接口中的resolveCurrentTenantIdentifier()和validateExistingCurrentSessions()方法，完成租户标识的解析功能。实现类的源码如下：

有了租户标识符解析类之后，我们需要扩展租户数据源提供类，实现从数据库动态查询租户数据源信息，其源码如下：

最后，我们还需要提供租户业务模块数据源配置，这是整个项目核心的地方，其代码如下：

10 应用测试

最后，我们通过一个简单的登录案例来测试本次课程中的SaaS应用程序，为此，需要提供一个Controller用于处理用户登录逻辑。在本案例中，没有严格的对用户密码进行加密，而是使用明文进行比对，也没有提供任何的权限认证框架，知识单纯的验证SaaS的基本特性是否具备。登录控制器代码如下：

在启动项目之前，我们需要为主数据源创建对应的数据库和数据表，用于存放租户数据源信息，同时还需要提供一个租户业务模块数据库和数据表，用来存放租户业务数据。一切准备就绪后，启动项目，在浏览器中输入：>

web服务器的端口在Spring Boot中是以serverport这个属性存在的，以下方法都可以推而广之到任何属性：

修改Spring Boot应用类路径上的applicationproperties文件，设置serverport=1234，1234就是你想要的端口。

在启动Spring Boot应用的命令行参数（也就是JVM参数中）加入-Dserverport=1234

利用@Configuration配置Tomcat容器：

@Configurationpublic class ServletConfig {    @Bean
   public EmbeddedServletContainerCustomizer containerCustomizer() {        return (container -> {
           containersetPort(1234);
       });
   }
}

也可以利用Java的System Properties来设置：

SystemgetProperties()put( "serverport", 1234 );
SpringApplicationrun(Appclass, args);

总之Spring Boot有一个异常强大和灵活的配置系统，请参考官方文档了解更多。

一、项目打包：

1更改项目的启动方式

使用webxml运行应用程序，指向Application，最后启动springboot（继承SpringBootServletInitialier，重写函数）

public class WarStartApplication extends SpringBootServletInitializer {

   @Override

           protected SpringApplicationBuilder configure(SpringApplicationBuilder builder) {

                  return buildersources(Applicationclass);

           }

    }

2更改properties配置信息

修改相关的地址和配置信息

PS: 可采用STS自带的动态配置系统(多配置文件)进行开发环境和生产环境的隔离。

3更改api接口层配置文件（pomxml）

1）进行war包配置

<packaging>war</packaging>

2）war包打包所需依赖项

<dependency>

      <groupId>javaxservlet</groupId>

      <artifactId>javaxservlet-api</artifactId>

      <scope>provided</scope>

</dependency>

4执行打包 *** 作

1）maven clean清除之前的打包

2）maven install进行打包 *** 作

二、将war包文件上传至服务器

1在api层的target文件夹下找到新生成的项目war包

2使用rzsz工具上传war包（rz）

三、使用Tomcat进行项目开放

1进行 Tomcat的环境部署

2将war包拷贝到tomcat的webapps文件夹下

3cd至bin文件夹下（tomcat会自动解压项目war包并进行项目部署）

使用startupsh进行tomcat启动

使用shutdownsh进行tomcat关闭

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