實現(xiàn)多租戶系統(tǒng)的一點思考
2020年突發(fā)的新冠疫情，讓在線協(xié)同辦公在疫情期間成為了剛需。我們也從 2020 年的 2月3 日開始在家遠程辦公，直到四月份。協(xié)同辦公軟件一下子火爆了起來，釘釘、企業(yè)微信、特別是騰訊會議等都在疫情期間表現(xiàn)突出，呈現(xiàn)出井噴式的發(fā)展。
目前大部分的企業(yè)信息化都是私有化部署，局限于企業(yè)的內(nèi)部網(wǎng)絡，無法實現(xiàn)遠程協(xié)同辦公，所以越來越多的 To B 企業(yè)逐步轉向 SaaS（Software-as-a-Service，軟件即服務），SaaS 最早是美國Salesforce公司（1999年創(chuàng)立）創(chuàng)造的新軟件服務模式。這家公司的市值在 2019 年已經(jīng)超過1000億美元，國內(nèi)現(xiàn)在還處在發(fā)展中階段，前景還是十分廣闊的。
要將傳統(tǒng)的私有化部署的軟件重構成支持 SaaS 模式，多租戶是一個邁不過去的坎，首先需要將系統(tǒng)改造成多租戶模式，然后再逐步實現(xiàn)計費、系統(tǒng)監(jiān)控、用戶行為分析等功能。
我覺得多租戶的設計應該分為三個層面來進行討論，應用、數(shù)據(jù)庫和中間件。
應用
現(xiàn)在的項目或產(chǎn)品開發(fā)幾乎都是前后端分離的開發(fā)模式，應用層主要指的是 WebAPI ，WebAPI 的改造有兩種方式：
1、每個租戶部署一套 WebAPI、上層通過域名或 Url 地址的解析進行路由，當有新租戶注冊的時候就動態(tài)進行對應的 WebAPI 的部署，這種方式改造成本低，但運維成本高，不建議使用，如果時間緊，可以當過度階段的臨時方案。
2、所有的租戶共用一套 WebAPI ，在 WebAPI 中需要獲取到租戶信息（域名、Url參數(shù)、請求頭信息、Cookie 等），然后進行租戶信息配置的切換。有新租戶創(chuàng)建的時候無需進行新的 WebAPI 的創(chuàng)建，只需要初始化租戶基本信息即可。
在這種方式下，如果 Cluster1 的負載超過限度了，也要能夠進行動態(tài)切換，將其中的某些租戶切換到其他的 Cluester 中，如上圖。
在 WebAPI 的代碼實現(xiàn)上，可以參考 Abp 框架中多租戶的實現(xiàn)，這里給出一個簡化版本：
TenantConfiguration：租戶配置信息
[Serializable]
public class TenantConfiguration
{
public Guid Id { get; set; }
public string Code { get; set; }
public string Name { get; set; }
public TenantStatus TenantStatus { get; set; }
public string DBConfig { get; set; }
public string CacheConfig { get; set; }
public string MQConfig { get; set; }
public string MongoConfig { get; set; }
public TenantConfiguration()
{
TenantStatus = TenantStatus.Enable;
}
public TenantConfiguration(Guid id, string name)
: this()
{
Id = id;
Name = name;
}
}
TenantStore：從緩存或數(shù)據(jù)庫中獲取租戶配置信息
public interface ITenantStore
{
TenantConfiguration Find(string code);
}
public class TenantStore : ITenantStore
{
public TenantConfiguration Find(string code)
{
//從緩存或數(shù)據(jù)庫進行租戶配置信息獲取
throw new NotImplementedException();
}
}
CurrentTenant：當前租戶類，用來存儲當前租戶信息，以及切換租戶
public interface ICurrentTenant
{
TenantConfiguration Config { get;}
IDisposable Change(string code);
}
/// <summary>
/// 當前租戶
/// </summary>
public class CurrentTenant:ICurrentTenant
{
public ITenantStore _tenantStore;
public CurrentTenant(ITenantStore tenantStore)
{
_tenantStore = tenantStore;
}
public TenantConfiguration _config;
public TenantConfiguration Config => _config;
/// <summary>
/// 切換租戶
/// </summary>
/// <param name="code"></param>
/// <returns></returns>
public IDisposable Change(string code)
{
TenantConfiguration tenantConfig= _tenantStore.Find(code);
if (tenantConfig == null)
{
throw new Exception("Tenant not found");
}
if (tenantConfig.TenantStatus != TenantStatus.Enable)
{
throw new Exception("Tenant is disabled or deleted");
}
return new DisposeAction(() =>
{
_config = tenantConfig;
});
}
}
UrlTenantResolve：根據(jù) Url 參數(shù)進行租戶解析
public interface ITenantResolve
{
string Resolve(HttpContext httpContext);
}
/// <summary>
///
/// </summary>
public class UrlTenantResolve:ITenantResolve
{
public string Resolve(HttpContext httpContext)
{
return httpContext.Request.QueryString.HasValue
? httpContext.Request.Query["__tenant"].ToString()
: null;
}
}
MultiTenancyMiddleware：租戶中間件，關于在 dotNET Core 中自定義中間件可以參考《dotNET Core 3.X 請求處理管道和中間件的理解》
public class MultiTenancyMiddleware: IMiddleware
{
protected readonly ITenantResolve _tenantResolve;
private readonly ICurrentTenant _currentTenant;
public MultiTenancyMiddleware(
ITenantResolve tenantResolve,
ICurrentTenant currentTenant)
{
_tenantResolve = tenantResolve;
_currentTenant = currentTenant;
}
public async Task InvokeAsync(HttpContext context, RequestDelegate next)
{
var tenantCode = _tenantResolve.Resolve(context);
if (tenantCode != _currentTenant.Config.Code)
{
using (_currentTenant.Change(tenantCode))
{
await next(context);
}
}
else
{
await next(context);
}
await next(context);
}
}
數(shù)據(jù)庫
數(shù)據(jù)庫在這里指的是關系型數(shù)據(jù)庫，用來存儲業(yè)務數(shù)據(jù)，實現(xiàn)多租戶，就要對數(shù)據(jù)進行隔離，通常的數(shù)據(jù)隔離方式有三種模式：
1、完全隔離，每個租戶使用獨立數(shù)據(jù)庫；
2、部分共享，租戶共享一個數(shù)據(jù)庫，以 schema 或者 table 區(qū)分；
3、完全共享，租戶共享相同的數(shù)據(jù)庫表，以 tenant_id 進行區(qū)分
推薦使用第一種或第二種，隔離程度比較高，也比較容易做橫向擴展，如果是第三種，需要處理數(shù)據(jù)的隔離問題，需要處理單表大數(shù)據(jù)的問題等，對技術要求比較高。
中間件
除了數(shù)據(jù)庫，一個系統(tǒng)還需要依賴其他的一些中間件，比如緩存、消息隊列、文件存儲：
緩存：Redi 消息隊列：RabbitMQ 文件存儲：MongoDB 的 GridFS
Redis
1、Redis 中使用數(shù)據(jù)庫的方式進行租戶隔離；
2、Redis 可以通過修改配置文件的方式進行數(shù)據(jù)庫的擴展，默認為 16 個；3、通過 Redis 分片集群的方式進行部署，可以進行橫向擴展；3、在 Redis 集群中，官方推薦節(jié)點數(shù)量不超過 1000 個，這個對于多租戶系統(tǒng)的前期來說應該是夠用了，如果到了租戶數(shù)量的爆發(fā)期，再進行架構的擴展，比如，不同的租戶路由到不同的 Redis 集群中。
RabbitMQ
在 Rabbitmq 有 vhost 機制，可以一個租戶創(chuàng)建一個vhost，通過 vhost 來進行租戶的隔離，目前還沒查詢到 vhost 是否有上限，需要做進一步驗證。
MongoDB
MongoDB 中主要使用 GridFS 來進行非結構化數(shù)據(jù)的存儲，通過創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫的方式來進行租戶的隔離，而且 MongoDB 支持分片的集群部署方式，可以進行擴展橫擴展，在前期，一個 MongoDB 集群應該就夠用了。
最后
技術方案和架構沒有最好的，只有最適合的，符合當下的業(yè)務場景、團隊的技術能力就可以，然后要做的就是做 MVP （最小可行性產(chǎn)品），進而進行系統(tǒng)的改造。
希望本文對您有所幫助！