多租户架构下的多线程处理实践指南

在现代 SaaS 系统中，多租户架构（Multi-Tenant Architecture）已成为主流。然而，随着系统性能要求的提升和业务复杂度的增加，多线程成为不可避免的技术手段。但在多租户环境下使用多线程，容易引发数据错乱、租户泄露、上下文丢失、缓存污染等问题。

本文将系统性讲解多租户架构中使用多线程的设计要点、典型陷阱 与工程实践，并提供可直接落地的解决方案。

一、为什么多租户下的多线程更复杂？

多租户架构的核心是资源共享 + 数据隔离 ，而线程池的本质是线程复用。一旦设计不当，就容易导致租户上下文被"复用到其他租户"的线程中，进而破坏隔离性，造成：

租户 A 查询到了租户 B 的数据
缓存误命中，返回其他租户的结果
日志混乱，审计无法追溯
定时任务或异步任务中上下文丢失

二、典型错误场景分析

1. 使用 ThreadLocal 存储租户标识，在线程池中被覆盖或丢失

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TenantContext.set("tenantA");
CompletableFuture.runAsync(() -> {
    // 这里无法获取到 tenantA
    String tenant = TenantContext.get(); // null or错误
});

2. 数据源切换依赖 ThreadLocal，导致数据查错库

如果使用 AbstractRoutingDataSource 实现动态数据源切换，其数据源Key通常依赖 TenantContext，一旦线程上下文丢失，数据库查询直接错库。

3. 缓存未加租户标识，发生数据共享

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String key = "product:" + id; // 错误
String key = tenantId + ":product:" + id; // 正确

三、多线程安全传递租户上下文的通用方案

1. 封装 Runnable / Callable，传递租户上下文

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public class TenantAwareRunnable implements Runnable {
    private final Runnable delegate;
    private final String tenantId;

    public TenantAwareRunnable(Runnable delegate) {
        this.delegate = delegate;
        this.tenantId = TenantContext.get();
    }

    @Override
    public void run() {
        TenantContext.set(tenantId);
        try {
            delegate.run();
        } finally {
            TenantContext.clear(); // 避免线程污染
        }
    }
}

使用方式：

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executorService.submit(new TenantAwareRunnable(() -> {
    // 安全执行多线程逻辑
}));

2. 使用 TransmittableThreadLocal（TTL）自动上下文传递

阿里开源的 TransmittableThreadLocal 提供对线程池中的上下文传递支持，是生产级推荐方案。

示例：

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ExecutorService executor = TtlExecutors.getTtlExecutorService(Executors.newFixedThreadPool(10));
TenantContext.set("tenantA");

executor.submit(() -> {
    // 自动获取到 tenantA
    String tenantId = TenantContext.get();
});

3. 统一入口设置租户上下文，统一清理

在请求入口（Filter 或 Interceptor）中设置租户上下文，在响应完成后清理，确保请求边界明确。

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public class TenantContextFilter extends OncePerRequestFilter {
    @Override
    protected void doFilterInternal(...) {
        String tenantId = request.getHeader("X-Tenant-ID");
        TenantContext.set(tenantId);
        try {
            filterChain.doFilter(request, response);
        } finally {
            TenantContext.clear();
        }
    }
}

四、异步任务与定时任务中的上下文管理

1. @Async 方法中传递上下文

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@Async
public void processAsync(String tenantId) {
    TenantContext.set(tenantId);
    // 执行业务
    TenantContext.clear();
}

建议封装异步任务服务接口，显式传入租户ID，不要依赖 ThreadLocal 自动传递。

2. 定时任务中设置默认租户或循环遍历所有租户执行

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@Scheduled(cron = "0 0 * * * *")
public void cleanExpiredData() {
    for (String tenantId : tenantService.getAllTenants()) {
        TenantContext.set(tenantId);
        cleanService.clean();
    }
    TenantContext.clear();
}

五、工程实践建议总结

场景	推荐做法
线程池任务	封装 `Runnable/Callable`，传递租户上下文
CompletableFuture / @Async	显式传入租户ID 或使用 TTL
Spring 请求入口	Filter 中设置/清理 `TenantContext`
定时任务	显式遍历租户，执行任务
缓存	所有 Key 加入租户ID 前缀
数据源	使用 `AbstractRoutingDataSource` 配合 ThreadLocal
日志记录	`MDC.put("tenant", tenantId)` 记录上下文信息

六、未来趋势：多租户上下文管理的自动化与中间件化

为了提升代码一致性和隔离安全，建议逐步将多租户上下文管理设计为平台级基础能力：

定义 TenantExecutionContext 接口
对所有任务执行接口（Controller、异步、定时、消息）统一封装入口
接入层自动识别租户标识（如 Header、Token、域名）
基于 AOP 自动植入租户上下文

结语

多线程本质上是资源并发调度技术，而多租户强调的是数据逻辑隔离与共享资源安全协作。当这两者结合使用时，需要特别关注上下文管理的一致性、可控性、可回收性。掌握正确的上下文传递方式，并在架构设计中形成一套明确的上下文执行模型，是保证 SaaS 系统稳定运行的关键。