Spring Boot 数据库版本管理入门

1. 概述

在我们的认知中,我们会使用 SVN 或 Git 进行代码的版本管理。但是,我们是否好奇过,数据库也是需要进行版本管理的呢?

在每次发版的时候,我们可能都会对数据库的表结构进行新增和变更,又或者需要插入一些初始化的数据。而我们的环境不仅仅只有一套,一般来说会有 DEV、UAT、PRED、PROD 四套环境,会对应 DEV、UAT、PROD 三个数据库。

PRED 环境,一般连接 PROD 数据库,做准生产的验收。

那么,就意味着我们需要对 DEV、UAT、PROD 数据库都做一遍操作。“人,是系统最大的 BUG”。很多时候,我们并不能保证像机器一样,每次都操作都正确,这就导致在不同的环境下,因为数据的每个版本的初始化,带来额外的验收成本。

甚至说,因为我们常常是手动操作 DEV 数据库,没有整理一个完整清单,保证我们在 UAT、PROD 数据库中执行相同的操作。

基于以上种种,如果我们能像管理代码版本一样,来管理我们的数据库版本,是不是这些问题可以得到很好的解决?答案是,绝大多数是的。

目前,技术社区已经提供了很多解决方案。例如说:

  • Flyway
  • Liquibase
  • dbdeploy
  • SQL Source Control
  • dbv
  • MyBatis Migrations

在 Spring Boot 项目中,提供了对 Flyway 和 Liquibase 的内置支持,所以在有数据库版本的需求时,肯定是推荐它们两。

本文,我们会对 Flyway 和 Liquibase 进行入门学习。这样,我们在学习它们的同时,可以有比较直观的使用感受,方便后续我们对它们进行选型。

2. Flyway

示例代码对应仓库:lab-20-database-version-control-flyway 。

在 Flyway 的官网 https://flywaydb.org/ 中,对自己的介绍是:

Version control for your database.

数据库的版本管理。

Flyway 支持的数据库,主要是关系数据库。如下图所示:Spring Boot 数据库版本管理入门_第1张图片

Flyway 提供了 SQL-based migrations 和 Java-based migrations 两种数据库变更方式。

  • 前者使用简单,无需编写 Java 代码。
  • 后者需要使用 Java 编写代码,胜在灵活。

一般情况下,如果是做表的变更,或者记录的简单插入、更新、删除等操作,使用 SQL-based migrations 即可。

复杂场景下,我们可能需要关联多个表,则需要通过编写 Java 代码,进行逻辑处理,此时就是和使用 Java-based migrations 了。

下面,让我们来使用它们二者,更好的体会它们的区别。

2.1 引入依赖

在 pom.xml 文件中,引入相关依赖。



    
        org.springframework.boot
        spring-boot-starter-parent
        2.1.3.RELEASE
         
    
    4.0.0

    lab-20-database-version-control-flyway

    
        
        
        
            org.springframework.boot
            spring-boot-starter-jdbc
        
         
            mysql
            mysql-connector-java
            5.1.48
        

        
        
            org.flywaydb
            flyway-core
        
    

2.2 应用配置文件

在 resources 目录下,创建 application.yaml 配置文件。配置如下:

spring:
  # datasource 数据源配置内容,对应 DataSourceProperties 配置属性类
  datasource:
    url: jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/lab-20-flyway?useSSL=false&useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8
    driver-class-name: com.mysql.jdbc.Driver
    username: root # 数据库账号
    password: # 数据库密码
  # flyway 配置内容,对应 FlywayAutoConfiguration.FlywayConfiguration 配置项
  flyway:
    enabled: true # 开启 Flyway 功能
    cleanDisabled: true # 禁用 Flyway 所有的 drop 相关的逻辑,避免出现跑路的情况。
    locations: # 迁移脚本目录
      - classpath:db/migration # 配置 SQL-based 的 SQL 脚本在该目录下
      - classpath:cn.iocoder.springboot.lab20.databaseversioncontrol.migration # 配置 Java-based 的 Java 文件在该目录下
    check-location: false # 是否校验迁移脚本目录下。如果配置为 true ,代表需要校验。此时,如果目录下没有迁移脚本,会抛出 IllegalStateException 异常
    url: jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/lab-20-flyway?useSSL=false&useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8 # 数据库地址
    user: root # 数据库账号
    password: # 数据库密码
  • spring.datasource 配置项,设置数据源的配置。这里暂时没有实际作用,仅仅是为了项目不报数据源的错误。
  • spring.flyway 配置项,设置 Flyway 的属性,而后可以被 FlywayAutoConfiguration 自动化配置。
    • 每个配置项的作用,胖友自己看下注释。更多的配置项,可以看看 《Spring Boot 配置属性详解 -- Migration》 文章。
    • 重点看下 locations 配置项,我们分别设置了 SQL 和 Java 迁移脚本的所在目录。

2.3 Application

创建 Application.java 类,配置 @SpringBootApplication 注解即可。代码如下:

// Application.java

@SpringBootApplication
public class Application {

    public static void main(String[] args) {
        // 启动 Spring Boot 应用
        SpringApplication.run(Application.class, args);
    }

}

启动项目。执行日志如下: 

// Flyway 的信息
2019-11-16 13:42:34.454  INFO 59115 --- [           main] o.f.c.internal.license.VersionPrinter    : Flyway Community Edition 5.2.4 by Boxfuse
2019-11-16 13:42:34.619  INFO 59115 --- [           main] o.f.c.internal.database.DatabaseFactory  : Database: jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/lab-20-flyway (MySQL 8.0)
2019-11-16 13:42:34.643  WARN 59115 --- [           main] o.f.c.i.s.classpath.ClassPathScanner     : Unable to resolve location classpath:db/migration
// 发现 0 个迁移脚本。
2019-11-16 13:42:34.657  INFO 59115 --- [           main] o.f.core.internal.command.DbValidate     : Successfully validated 0 migrations (execution time 00:00.004s)
// 创建 flyway_schema_history 表
2019-11-16 13:42:34.671  INFO 59115 --- [           main] o.f.c.i.s.JdbcTableSchemaHistory         : Creating Schema History table: `lab-20-flyway`.`flyway_schema_history`
// 打印当前数据库的迁移版本
2019-11-16 13:42:34.702  INFO 59115 --- [           main] o.f.core.internal.command.DbMigrate      : Current version of schema `lab-20-flyway`: << Empty Schema >>
// 判断,没有需要迁移的脚本
2019-11-16 13:42:34.702  INFO 59115 --- [           main] o.f.core.internal.command.DbMigrate      : Schema `lab-20-flyway` is up to date. No migration necessary.
// 启动项目完成
2019-11-16 13:42:34.759  INFO 59115 --- [           main] c.i.s.l.d.Application                    : Started Application in 1.2 seconds (JVM running for 1.596)

在启动的日志中,我们看到 Flyway 会自动创建 flyway_schema_history 表,记录 Flyway 每次迁移( migration )的历史。表结构如下: 

CREATE TABLE `flyway_schema_history` (
  `installed_rank` int(11) NOT NULL, -- 安装顺序,从 1 开始递增。
  `version` varchar(50) COLLATE utf8mb4_bin DEFAULT NULL, -- 版本号
  `description` varchar(200) COLLATE utf8mb4_bin NOT NULL, -- 迁移脚本描述
  `type` varchar(20) COLLATE utf8mb4_bin NOT NULL, -- 脚本类型,目前有 SQL 和 Java 。
  `script` varchar(1000) COLLATE utf8mb4_bin NOT NULL, -- 脚本地址
  `checksum` int(11) DEFAULT NULL, -- 脚本校验码。避免已经执行的脚本,被人变更了。
  `installed_by` varchar(100) COLLATE utf8mb4_bin NOT NULL, -- 执行脚本的数据库用户
  `installed_on` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP, -- 安装时间
  `execution_time` int(11) NOT NULL, -- 执行时长,单位毫秒
  `success` tinyint(1) NOT NULL, -- 执行结果是否成功。1-成功。0-失败
  PRIMARY KEY (`installed_rank`),
  KEY `flyway_schema_history_s_idx` (`success`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_bin;

2.4 SQL-based migrations

在 resources/db/migration 目录下,创建 V1.0__INIT_DB.sql SQL 迁移脚本。如下:

-- 创建用户表
CREATE TABLE `users` (
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '用户编号',
  `username` varchar(64) COLLATE utf8mb4_bin DEFAULT NULL COMMENT '账号',
  `password` varchar(32) COLLATE utf8mb4_bin DEFAULT NULL COMMENT '密码',
  `create_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '创建时间',
  PRIMARY KEY (`id`),
  UNIQUE KEY `idx_username` (`username`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=7 DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_bin;

-- 插入一条数据
INSERT INTO `users`(username, password, create_time) VALUES('yudaoyuanma', 'password', now());
  • 比较简单,就是创建用户表 users 表,并往里面插入一条记录。

重点在于 V1.0__INIT_DB.sql 的命名上。Flyway 约定如下:

FROM https://flywaydb.org/documentation/migrations#naming-1

Spring Boot 数据库版本管理入门_第2张图片

  • Prefix 前缀:V 为版本迁移,U 为回滚迁移,R 为可重复迁移。

    在我们的示例中,我们使用 V 前缀,表示版本迁移。绝大多数情况下,我们只会使用 V 前缀。

  • Version 版本号:每一个迁移脚本,都需要一个对应一个唯一的版本号。而脚本的执行顺序,按照版本号的顺序。一般情况下,我们使用数字自增即可。

    在我们的示例中,我们使用 1.0 。

  • Separator 分隔符:两个 _ ,即 __ 。可配置,不过一般不配置。

  • Description 描述:描述脚本的用途。

    在我们的示例中,我们使用 INIT_DB 。

  • Suffix 后缀:.sql 。可配置,不过一般不配置。

我们再次启动 Application 项目。执行日志如下:

// Flyway 的信息
2019-11-16 14:20:25.893  INFO 59615 --- [           main] o.f.c.internal.license.VersionPrinter    : Flyway Community Edition 5.2.4 by Boxfuse
2019-11-16 14:20:26.063  INFO 59615 --- [           main] o.f.c.internal.database.DatabaseFactory  : Database: jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/lab-20-flyway (MySQL 8.0)
// 发现一个迁移脚本,就是 V1.0__INIT_DB.sql 。
2019-11-16 14:20:26.096  INFO 59615 --- [           main] o.f.core.internal.command.DbValidate     : Successfully validated 1 migration (execution time 00:00.013s)
// 打印当前数据库的迁移版本
2019-11-16 14:20:26.137  INFO 59615 --- [           main] o.f.core.internal.command.DbMigrate      : Current version of schema `lab-20-flyway`: << Empty Schema >>
// 开始迁移到版本 1.0
2019-11-16 14:20:26.138  INFO 59615 --- [           main] o.f.core.internal.command.DbMigrate      : Migrating schema `lab-20-flyway` to version 1.0 - INIT DB
// 可以忽略,MySQL 报的告警日志
2019-11-16 14:20:26.148  WARN 59615 --- [           main] o.f.c.i.s.DefaultSqlScriptExecutor       : DB: Integer display width is deprecated and will be removed in a future release. (SQL State: HY000 - Error Code: 1681)
// 成功执行一个迁移
2019-11-16 14:20:26.157  INFO 59615 --- [           main] o.f.core.internal.command.DbMigrate      : Successfully applied 1 migration to schema `lab-20-flyway` (execution time 00:00.049s)
// 启动项目完成
2019-11-16 14:20:26.214  INFO 59615 --- [           main] c.i.s.l.d.Application                    : Started Application in 1.236 seconds (JVM running for 1.638)

此时,我们去查询下 MySQL 。如下: 

mysql> show tables;
+-------------------------+
| Tables_in_lab-20-flyway |
+-------------------------+
| flyway_schema_history   |
| users                   |
+-------------------------+
2 rows in set (0.00 sec)
# 如上,我们可以看到两个表。
# 其中,`users` 表,就是我们需要在 `V1.0__INIT_DB.sql` 迁移脚本中,需要创建的。

mysql> SELECT * FROM users;
+----+-------------+----------+---------------------+
| id | username    | password | create_time         |
+----+-------------+----------+---------------------+
|  7 | yudaoyuanma | password | 2019-11-16 14:21:32 |
+----+-------------+----------+---------------------+
1 row in set (0.00 sec)
# `users` 表的该记录,就是我们希望插入的一条记录。

mysql> SELECT * FROM flyway_schema_history;
+----------------+---------+-------------+------+-------------------+-------------+--------------+---------------------+----------------+---------+
| installed_rank | version | description | type | script            | checksum    | installed_by | installed_on        | execution_time | success |
+----------------+---------+-------------+------+-------------------+-------------+--------------+---------------------+----------------+---------+
|              1 | 1.0     | INIT DB     | SQL  | V1.0__INIT_DB.sql | -1362702755 | root         | 2019-11-16 14:21:32 |             12 |       1 |
+----------------+---------+-------------+------+-------------------+-------------+--------------+---------------------+----------------+---------+
1 row in set (0.00 sec)
# `flyway_schema_history` 表中,增加了一条版本号为 `1.0` 的,使用 `V1.0__INIT_DB.sql` 迁移脚本的日志。

我们再再次启动 Application 项目。执行日志如下: 

// Flyway 的信息
2019-11-16 14:30:10.925  INFO 59715 --- [           main] o.f.c.internal.license.VersionPrinter    : Flyway Community Edition 5.2.4 by Boxfuse
2019-11-16 14:30:11.089  INFO 59715 --- [           main] o.f.c.internal.database.DatabaseFactory  : Database: jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/lab-20-flyway (MySQL 8.0)
// 发现一个迁移脚本,就是 V1.0__INIT_DB.sql 。
2019-11-16 14:30:11.127  INFO 59715 --- [           main] o.f.core.internal.command.DbValidate     : Successfully validated 1 migration (execution time 00:00.014s)
// 打印当前数据库的迁移版本为 `1.0`
2019-11-16 14:30:11.137  INFO 59715 --- [           main] o.f.core.internal.command.DbMigrate      : Current version of schema `lab-20-flyway`: 1.0
// 判断已经到达最新版本,无需执行迁移
2019-11-16 14:30:11.137  INFO 59715 --- [           main] o.f.core.internal.command.DbMigrate      : Schema `lab-20-flyway` is up to date. No migration necessary.
// 启动项目完成
2019-11-16 14:30:11.196  INFO 59715 --- [           main] c.i.s.l.d.Application                    : Started Application in 1.141 seconds (JVM running for 1.528)

下面,我们注释掉 V1.0__INIT_DB.sql 迁移脚本中的,INSERT 操作。我们再再再次启动 Application 项目。会报如下错误: 

org.springframework.beans.factory.BeanCreationException: Error creating bean with name 'flywayInitializer' defined in class path resource [org/springframework/boot/autoconfigure/flyway/FlywayAutoConfiguration$FlywayConfiguration.class]: Invocation of init method failed; nested exception is org.flywaydb.core.api.FlywayException: Validate failed: Migration checksum mismatch for migration version 1.0
-> Applied to database : -1362702755
-> Resolved locally    : -883795183
  • Flyway 会给每个迁移脚本,计算出一个 checksum 字段。这样,每次启动时,都会校验已经安装( installed )的迁移脚本,是否发生了改变。如果是,抛出异常。这样,保证不会因为脚本变更,导致出现问题。

2.5 Java-based migrations

在 cn.iocoder.springboot.lab20.databaseversioncontrol.migration 包路径下,创建 V1_1__FixUsername.java 类,修复 users 的用户名。代码如下:

// V1_1__FixUsername.java

public class V1_1__FixUsername extends BaseJavaMigration {

    private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(getClass());

    @Override
    public void migrate(Context context) throws Exception {
        // 创建 JdbcTemplate ,方便 JDBC 操作
        JdbcTemplate template = new JdbcTemplate(context.getConfiguration().getDataSource());
        // 查询所有用户,如果用户名为 yudaoyuanma ,则变更成 yutou
        template.query("SELECT id, username, password, create_time FROM users", new RowCallbackHandler() {
            @Override
            public void processRow(ResultSet rs) throws SQLException {
                // 遍历返回的结果
                do {
                    String username = rs.getString("username");
                    if ("yudaoyuanma".equals(username)) {
                        Integer id = rs.getInt("id");
                        template.update("UPDATE users SET username = ? WHERE id = ?",
                                "yutou", id);
                        logger.info("[migrate][更新 user({}) 的用户名({} => {})", id, username, "yutou");
                    }
                } while (rs.next());
            }
        });
    }

    @Override
    public Integer getChecksum() {
        return 11; // 默认返回,是 null 。
    }

    @Override
    public boolean canExecuteInTransaction() {
        return true; // 默认返回,也是 true
    }

    @Override
    public MigrationVersion getVersion() {
        return super.getVersion(); // 默认按照约定的规则,从类名中解析获得。可以自定义
    }

}
  • 比较简单,胖友看下代码注释。这里仅仅是示例,实际迁移的逻辑,会更加复杂。
  • Java 迁移脚本,可以通过类名按照和 「2.4 SQL-based migrations」 一样的命名约定,自动获得版本号。当然,也可以通过重写 #getVersion() 方法,自定义版本号。

我们再再再再次启动 Application 项目。执行日志如下:

// Flyway 的信息
2019-11-16 14:45:30.733  INFO 59941 --- [           main] o.f.c.internal.license.VersionPrinter    : Flyway Community Edition 5.2.4 by Boxfuse
2019-11-16 14:45:30.907  INFO 59941 --- [           main] o.f.c.internal.database.DatabaseFactory  : Database: jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/lab-20-flyway (MySQL 8.0)
// 发现一个迁移脚本,就是 V1.0__INIT_DB.sql 和 V1_1__FixUsername.java
2019-11-16 14:45:30.946  INFO 59941 --- [           main] o.f.core.internal.command.DbValidate     : Successfully validated 2 migrations (execution time 00:00.014s)
// 打印当前数据库的迁移版本为 `1.0`
2019-11-16 14:45:30.956  INFO 59941 --- [           main] o.f.core.internal.command.DbMigrate      : Current version of schema `lab-20-flyway`: 1.0
// 开始迁移到版本 1.1
2019-11-16 14:45:30.957  INFO 59941 --- [           main] o.f.core.internal.command.DbMigrate      : Migrating schema `lab-20-flyway` to version 1.1 - FixUsername
2019-11-16 14:45:30.977  INFO 59941 --- [           main] c.i.s.l.d.migration.V1_1__FixUsername    : [migrate][更新 user(7) 的用户名(yudaoyuanma => yutou)
// 成功执行一个迁移
2019-11-16 14:45:30.985  INFO 59941 --- [           main] o.f.core.internal.command.DbMigrate      : Successfully applied 1 migration to schema `lab-20-flyway` (execution time 00:00.034s)
// 启动项目完成
2019-11-16 14:45:31.039  INFO 59941 --- [           main] c.i.s.l.d.Application                    : Started Application in 1.221 seconds (JVM running for 1.61)

此时,我们去查询下 MySQL 。如下: 

mysql> SELECT * FROM users;
+----+-------------+----------+---------------------+
| id | username    | password | create_time         |
+----+-------------+----------+---------------------+
|  7 | yutou    | password | 2019-11-16 14:21:32 |
+----+-------------+----------+---------------------+
1 row in set (0.00 sec)
# `users` 表的该记录,用户名被修改为 yutou 。

mysql> SELECT * FROM flyway_schema_history;
+----------------+---------+-------------+------+--------------------------------------------------------------------------------+-------------+--------------+---------------------+----------------+---------+
| installed_rank | version | description | type | script                                                                         | checksum    | installed_by | installed_on        | execution_time | success |
+----------------+---------+-------------+------+--------------------------------------------------------------------------------+-------------+--------------+---------------------+----------------+---------+
|              1 | 1.0     | INIT DB     | SQL  | V1.0__INIT_DB.sql                                                              | -1362702755 | root         | 2019-11-16 14:21:32 |             12 |       1 |
|              2 | 1.1     | FixUsername | JDBC | cn.iocoder.springboot.lab20.databaseversioncontrol.migration.V1_1__FixUsername |          11 | root         | 2019-11-16 14:45:30 |             19 |       1 |
+----------------+---------+-------------+------+--------------------------------------------------------------------------------+-------------+--------------+---------------------+----------------+---------+
2 rows in set (0.00 sec)
# `flyway_schema_history` 表中,增加了一条版本号为 `1.1` 的,使用 `V1_1__FixUsername.sql` 迁移脚本的日志。

2.6 其它功能

Flyway 支持 SQL Callbacks 和 Java Callbacks 两种回调方式,让我们在 Flyway 的执行过程中,可以实现自定义的拓展。

在上述的示例,我们是基于 Spring Boot 的使用方式。而 Flyway 还提供了如下方式:

  • API (Java / Android) 直接使用 Java 原生的 API 。
  • Command-line tool 命令行工具
  • Maven 插件
  • Gralde 插件
  • Community Plugins and Integrations ,社区提供了 Ant、Intellij IDEA、Jenkins 等插件。

Flyway 还有一些其它细节,建议抽时间,通读下 Documentation 文档。

3. Liquibase

示例代码对应仓库:lab-20-database-version-control-liquibase 。

在 Liquibase 的官网 https://www.liquibase.org/ 中,对自己的介绍是:

Liquibase is the leading open source tool for database change and deployment management.

Liquibase 是用于数据库变更和部署管理的领先的开源工具。

Liquibase 支持的数据库,主要是关系数据库。如下图表格:

Database Type Name Notes
MySQL mysql No Issues
MariaDB mysql MariaDB is 100% compatible with MySQL per MariaDB developers
PostgreSQL postgresql 8.2+ is required to use the "drop all database objects" functionality.
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Informix informix No Issues
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Liquibase 通过在变更日志( Change Log )文件,配置每一个变更集( Change Set ),实现数据库变更的管理。

Liquibase 提供了多种格式,如下:

  • XML Format
  • YAML Format
  • JSON Format
  • SQL Format
  • Other Formats

在 Spring Boot 中,默认配置使用 YAML Format 。所以我们在入门的示例中,也使用这种格式。

Liquibase 在变更集( Change Set )中,除了提供了和 Flyway 的 SQL-based migrations 和 Java-based migrations 方式之外,额外提供了基于配置,自动生成对应的 SQL 操作。我们姑且称它为 “Property-based migrations” 吧。

下面,就让我们开始入门 Liquibase 吧。

3.1 引入依赖

在 pom.xml 文件中,引入相关依赖。



    
        org.springframework.boot
        spring-boot-starter-parent
        2.1.3.RELEASE
         
    
    4.0.0

    lab-20-database-version-control-liquibase

    
        
        
        
            org.springframework.boot
            spring-boot-starter-jdbc
        
         
            mysql
            mysql-connector-java

        

        
        
            org.liquibase
            liquibase-core
        
    

具体每个依赖的作用,胖友自己认真看下艿艿添加的所有注释噢。

3.2 应用配置文件

在 resources 目录下,创建 application.yaml 配置文件。配置如下:

spring:
  # datasource 数据源配置内容,对应 DataSourceProperties 配置属性类
  datasource:
    url: jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/lab-20-liquibase?useSSL=false&useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8
    driver-class-name: com.mysql.jdbc.Driver
    username: root # 数据库账号
    password: # 数据库密码
  # Liquibase 配置内容,对应 LiquibaseProperties 配置项
  liquibase:
    enabled: true # 开启 Liquibase 功能。默认为 true 。
    change-log: classpath:/db/changelog/db.changelog-master.yaml # Liquibase 配置文件地址
    url: jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/lab-20-liquibase?useSSL=false&useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8 # 数据库地址
    user: root # 数据库账号
    password: # 数据库密码
  • spring.datasource 配置项,设置数据源的配置。这里暂时没有实际作用,仅仅是为了项目不报数据源的错误。
  • spring.liquibase 配置项,设置 Liquibase 的属性,而后可以被 LiquibaseAutoConfiguration 自动化配置。
    • 每个配置项的作用,胖友自己看下注释。更多的配置项,可以看看 《Spring Boot 配置属性详解 -- Migration》 文章。
    • 重点看下 change-log 配置项,我们设置了变更日志( Change Log )文件的路径为 "classpath:/db/changelog/db.changelog-master.yaml" 。

3.3 变更文件 Change Log

在 resources/db/changelog 目录下,创建 db.changelog-master.yaml 变更文件。如下:

databaseChangeLog:
  - changeSet: # 对应一个 ChangeSet 对象
      id: 0 # ChangeSet 编号
      author: yunai # 作者
      comments: 空 # 备注
  • 在 databaseChangeLog 配置下,我们可以配置多个 changeSet 配置项。每个 changeSet 配置项,代表一个 变更集( Change Set )。
  • 这里,我们先配置一个“空”的 changeSet 配置项,方便我们稍后启动项。 真正的 changeSet 配置项,我们会按照 Property-based migrations、SQL-based migrations、Java-based migrations 示例顺序,详细解释。

3.4 Application

创建 Application.java 类,配置 @SpringBootApplication 注解即可。代码如下:

// Application.java

@SpringBootApplication
public class Application {

    public static void main(String[] args) {
        // 启动 Spring Boot 应用
        SpringApplication.run(Application.class, args);
    }

}

启动项目。执行日志如下: 

// 获得 DATABASECHANGELOGLOCK 数量。此时,该 DATABASECHANGELOGLOCK 表是不存在的。
2019-11-16 19:37:01.679  INFO 65543 --- [           main] liquibase.executor.jvm.JdbcExecutor      : SELECT COUNT(*) FROM `lab-20-liquibase`.DATABASECHANGELOGLOCK
// 因为 DATABASECHANGELOGLOCK 表不存在,所以进行创建
2019-11-16 19:37:01.697  INFO 65543 --- [           main] liquibase.executor.jvm.JdbcExecutor      : CREATE TABLE `lab-20-liquibase`.DATABASECHANGELOGLOCK (ID INT NOT NULL, `LOCKED` BIT(1) NOT NULL, LOCKGRANTED datetime NULL, LOCKEDBY VARCHAR(255) NULL, CONSTRAINT PK_DATABASECHANGELOGLOCK PRIMARY KEY (ID))
// 重新获得 DATABASECHANGELOGLOCK 数量。
2019-11-16 19:37:01.704  INFO 65543 --- [           main] liquibase.executor.jvm.JdbcExecutor      : SELECT COUNT(*) FROM `lab-20-liquibase`.DATABASECHANGELOGLOCK
// 删除 DATABASECHANGELOGLOCK 所有记录。为什么这么做,暂时不造,没去细研究。猜测,避免其他 JVM 进程,异常崩溃,未释放锁
2019-11-16 19:37:01.709  INFO 65543 --- [           main] liquibase.executor.jvm.JdbcExecutor      : DELETE FROM `lab-20-liquibase`.DATABASECHANGELOGLOCK
// 插入 DATABASECHANGELOGLOCK 记录,id = 1
2019-11-16 19:37:01.709  INFO 65543 --- [           main] liquibase.executor.jvm.JdbcExecutor      : INSERT INTO `lab-20-liquibase`.DATABASECHANGELOGLOCK (ID, `LOCKED`) VALUES (1, 0)
// 查询 DATABASECHANGELOGLOCK 记录,id = 1
2019-11-16 19:37:01.711  INFO 65543 --- [           main] liquibase.executor.jvm.JdbcExecutor      : SELECT `LOCKED` FROM `lab-20-liquibase`.DATABASECHANGELOGLOCK WHERE ID=1
// 成功获得到 DATABASECHANGELOGLOCK 锁
2019-11-16 19:37:01.716  INFO 65543 --- [           main] l.lockservice.StandardLockService        : Successfully acquired change log lock

// 创建 DATABASECHANGELOG 表
2019-11-16 19:37:02.485  INFO 65543 --- [           main] l.c.StandardChangeLogHistoryService      : Creating database history table with name: `lab-20-liquibase`.DATABASECHANGELOG
2019-11-16 19:37:02.486  INFO 65543 --- [           main] liquibase.executor.jvm.JdbcExecutor      : CREATE TABLE `lab-20-liquibase`.DATABASECHANGELOG (ID VARCHAR(255) NOT NULL, AUTHOR VARCHAR(255) NOT NULL, FILENAME VARCHAR(255) NOT NULL, DATEEXECUTED datetime NOT NULL, ORDEREXECUTED INT NOT NULL, EXECTYPE VARCHAR(10) NOT NULL, MD5SUM VARCHAR(35) NULL, `DESCRIPTION` VARCHAR(255) NULL, COMMENTS VARCHAR(255) NULL, TAG VARCHAR(255) NULL, LIQUIBASE VARCHAR(20) NULL, CONTEXTS VARCHAR(255) NULL, LABELS VARCHAR(255) NULL, DEPLOYMENT_ID VARCHAR(10) NULL)
// 获得 DATABASECHANGELOG 数量。
2019-11-16 19:37:02.494  INFO 65543 --- [           main] liquibase.executor.jvm.JdbcExecutor      : SELECT COUNT(*) FROM `lab-20-liquibase`.DATABASECHANGELOG
2019-11-16 19:37:02.496  INFO 65543 --- [           main] l.c.StandardChangeLogHistoryService      : Reading from `lab-20-liquibase`.DATABASECHANGELOG
// 获得 DATABASECHANGELOG 所有记录。
2019-11-16 19:37:02.496  INFO 65543 --- [           main] liquibase.executor.jvm.JdbcExecutor      : SELECT * FROM `lab-20-liquibase`.DATABASECHANGELOG ORDER BY DATEEXECUTED ASC, ORDEREXECUTED ASC
// 获得 DATABASECHANGELOGLOCK 数量。
2019-11-16 19:37:02.497  INFO 65543 --- [           main] liquibase.executor.jvm.JdbcExecutor      : SELECT COUNT(*) FROM `lab-20-liquibase`.DATABASECHANGELOGLOCK

// 读取 Change Log 文件的 Change Set 配置
2019-11-16 19:37:02.500  INFO 65543 --- [           main] liquibase.changelog.ChangeSet            : ChangeSet classpath:/db/changelog/db.changelog-master.yaml::0::yunai ran successfully in 1ms
// 插入 DATABASECHANGELOG 记录,对应 Change Set id = 0 的迁移,执行成功
2019-11-16 19:37:02.501  INFO 65543 --- [           main] liquibase.executor.jvm.JdbcExecutor      : SELECT MAX(ORDEREXECUTED) FROM `lab-20-liquibase`.DATABASECHANGELOG
2019-11-16 19:37:02.503  INFO 65543 --- [           main] liquibase.executor.jvm.JdbcExecutor      : INSERT INTO `lab-20-liquibase`.DATABASECHANGELOG (ID, AUTHOR, FILENAME, DATEEXECUTED, ORDEREXECUTED, MD5SUM, `DESCRIPTION`, COMMENTS, EXECTYPE, CONTEXTS, LABELS, LIQUIBASE, DEPLOYMENT_ID) VALUES ('0', 'yunai', 'classpath:/db/changelog/db.changelog-master.yaml', NOW(), 1, '8:d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e', 'empty', '', 'EXECUTED', NULL, NULL, '3.6.3', '3645022498')

// 释放锁
2019-11-16 19:37:02.506  INFO 65543 --- [           main] l.lockservice.StandardLockService        : Successfully released change log lock

// 应用启动成功
2019-11-16 19:37:02.582  INFO 65543 --- [           main] c.i.s.l.d.Application                    : Started Application in 2.242 seconds (JVM running for 2.675)
  • 在整个日志中,我可以看到 ID = 0 的变更集合( Change Set )完成了执行。

在启动的日志中,我们看到 Liquibase 会自动创建两张表:

  • DATABASECHANGELOG 表,数据库变更日志。每一条记录,对应记录每个变更集合( Change Set ) 的执行日志。表结构如下:

CREATE TABLE `DATABASECHANGELOG` (
  `ID` varchar(255) COLLATE utf8mb4_bin NOT NULL, -- Change Set 编号
  `AUTHOR` varchar(255) COLLATE utf8mb4_bin NOT NULL, -- 作者
  `FILENAME` varchar(255) COLLATE utf8mb4_bin NOT NULL, -- Change Log 文件路径
  `DATEEXECUTED` datetime NOT NULL, -- 执行时间
  `ORDEREXECUTED` int(11) NOT NULL, -- 执行的顺序
  `EXECTYPE` varchar(10) COLLATE utf8mb4_bin NOT NULL, -- 执行类型。枚举值有 EXECUTED/FAILED/SKIPPED/RERAN/MARK_RAN
  `MD5SUM` varchar(35) COLLATE utf8mb4_bin DEFAULT NULL, -- MD5 校验码
  `DESCRIPTION` varchar(255) COLLATE utf8mb4_bin DEFAULT NULL, -- 描述
  `COMMENTS` varchar(255) COLLATE utf8mb4_bin DEFAULT NULL, -- 备注
  `TAG` varchar(255) COLLATE utf8mb4_bin DEFAULT NULL, -- Tag 标签
  `LIQUIBASE` varchar(20) COLLATE utf8mb4_bin DEFAULT NULL, -- LIQUIBASE 版本号
  `CONTEXTS` varchar(255) COLLATE utf8mb4_bin DEFAULT NULL, -- 上下文
  `LABELS` varchar(255) COLLATE utf8mb4_bin DEFAULT NULL, -- Label 标签
  `DEPLOYMENT_ID` varchar(10) COLLATE utf8mb4_bin DEFAULT NULL -- 部署编号
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_bin;
  • DATABASECHANGELOGLOCK 表,DATABASECHANGELOG 表的锁,用于确保多个 JVM 进程,同时 Liquibase 尝试变更数据库。表结构如下: 
CREATE TABLE `DATABASECHANGELOGLOCK` (
  `ID` int(11) NOT NULL, -- 锁的编号。
  `LOCKED` bit(1) NOT NULL, -- 是否锁。1-锁,0-未锁
  `LOCKGRANTED` datetime DEFAULT NULL, -- 获得锁的时间
  `LOCKEDBY` varchar(255) COLLATE utf8mb4_bin  DEFAULT NULL, -- 锁定人
  PRIMARY KEY (`ID`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_bin;
    • 目前,只有一条记录。也就是说,有且仅有一个 JVM 进程获得 DATABASECHANGELOG 表的锁成功。

此时,我们去查询下 MySQL 。如下:

mysql> SELECT * FROM DATABASECHANGELOG;
+----+--------+--------------------------------------------------+---------------------+---------------+----------+------------------------------------+-------------+----------+------+-----------+----------+--------+---------------+
| ID | AUTHOR | FILENAME                                         | DATEEXECUTED        | ORDEREXECUTED | EXECTYPE | MD5SUM                             | DESCRIPTION | COMMENTS | TAG  | LIQUIBASE | CONTEXTS | LABELS | DEPLOYMENT_ID |
+----+--------+--------------------------------------------------+---------------------+---------------+----------+------------------------------------+-------------+----------+------+-----------+----------+--------+---------------+
| 0  | yunai  | classpath:/db/changelog/db.changelog-master.yaml | 2019-11-16 19:37:02 |             1 | EXECUTED | 8:d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e | empty       |          | NULL | 3.6.3     | NULL     | NULL   | 3645022498    |
+----+--------+--------------------------------------------------+---------------------+---------------+----------+------------------------------------+-------------+----------+------+-----------+----------+--------+---------------+
1 row in set (0.00 sec)
# 查看到一条 `ID = 0` 的 `DATABASECHANGELOG` 记录,表示变更集合( Change Set ) `ID = 0` 完成了执行。

mysql> SELECT * FROM DATABASECHANGELOGLOCK;
+----+--------+-------------+----------+
| ID | LOCKED | LOCKGRANTED | LOCKEDBY |
+----+--------+-------------+----------+
|  1 | 0      | NULL        | NULL     |
+----+--------+-------------+----------+
1 row in set (0.00 sec)
# 查看到一条处于释放状态的锁记录。

再次启动项目。执行日志如下: 

// 获得 DATABASECHANGELOGLOCK 数量。
2019-11-16 20:22:24.589  INFO 66473 --- [           main] liquibase.executor.jvm.JdbcExecutor      : SELECT COUNT(*) FROM `lab-20-liquibase`.DATABASECHANGELOGLOCK
2019-11-16 20:22:24.594  INFO 66473 --- [           main] liquibase.executor.jvm.JdbcExecutor      : SELECT COUNT(*) FROM `lab-20-liquibase`.DATABASECHANGELOGLOCK
// 查询 DATABASECHANGELOGLOCK 记录,id = 1
2019-11-16 20:22:24.595  INFO 66473 --- [           main] liquibase.executor.jvm.JdbcExecutor      : SELECT `LOCKED` FROM `lab-20-liquibase`.DATABASECHANGELOGLOCK WHERE ID=1
// 成功获得到 DATABASECHANGELOGLOCK 锁
2019-11-16 20:22:24.603  INFO 66473 --- [           main] l.lockservice.StandardLockService        : Successfully acquired change log lock

// 获得一条 DATABASECHANGELOG 。过滤 MD5SUM 非空且一条记录,有点奇怪,后面在细细研究。
2019-11-16 20:22:25.378  INFO 66473 --- [           main] liquibase.executor.jvm.JdbcExecutor      : SELECT MD5SUM FROM `lab-20-liquibase`.DATABASECHANGELOG WHERE MD5SUM IS NOT NULL LIMIT 1
// 获得 DATABASECHANGELOG 数量。
2019-11-16 20:22:25.379  INFO 66473 --- [           main] liquibase.executor.jvm.JdbcExecutor      : SELECT COUNT(*) FROM `lab-20-liquibase`.DATABASECHANGELOG
// 获得 DATABASECHANGELOG 所有记录。
2019-11-16 20:22:25.380  INFO 66473 --- [           main] l.c.StandardChangeLogHistoryService      : Reading from `lab-20-liquibase`.DATABASECHANGELOG
2019-11-16 20:22:25.380  INFO 66473 --- [           main] liquibase.executor.jvm.JdbcExecutor      : SELECT * FROM `lab-20-liquibase`.DATABASECHANGELOG ORDER BY DATEEXECUTED ASC, ORDEREXECUTED ASC

// 释放锁
2019-11-16 20:22:25.385  INFO 66473 --- [           main] l.lockservice.StandardLockService        : Successfully released change log lock

2019-11-16 20:22:25.447  INFO 66473 --- [           main] c.i.s.l.d.Application                    : Started Application in 2.215 seconds (JVM running for 2.62)
  • 在整个日志中,我可以看到 ID = 0 的变更集合( Change Set )不会重复执行。

下面,我们修改 ID = 0 的变更集合( Change Set ),如下:

databaseChangeLog:
  - changeSet: # 对应一个 ChangeSet 对象
      id: 0 # ChangeSet 编号
      author: yunai # 作者
      comments: 空 # 备注
      changes:
        - createTable: # 创建表,对应 CreateTableChange 对象。
            tableName: users # 表名
            remarkds: 用户表 # 表注释
            columns: # 对应 ColumnConfig 数组
              - column:
                  name: id # 字段名
                  type: int # 字段类型
                  autoIncrement: true # 自增
                  constraints: # 限制条件,对应一个 ConstraintsConfig 对象
                    primaryKey: true # 主键
                    nullable: false # 不允许空
  • 增加了 changes 配置项。

  • 我们再再再次启动项目。会报如下错误:

Caused by: liquibase.exception.ValidationFailedException: Validation Failed:
     1 change sets check sum
          classpath:/db/changelog/db.changelog-master.yaml::0::yunai was: 8:d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e but is now: 8:2fb4d9484c5982a97eb8d580ba934395

 

  • 我们会发现,Liquibase 会给每个变更集合( Change Set ),计算出一个 MD5SUM 字段。这样,每次启动时,都会校验已经执行的变更集合( Change Set ),是否发生了改变。如果是,抛出异常。这样,保证不会因为 变更集合( Change Set ) 变更,导致出现问题。
  • 测试完成,我们还是将 ID = 0 的变更集合( Change Set ) 恢复原样。

3.5 Property-based migrations

修改 db.changelog-master.yaml 变更日志,增加 ID = 1 的变更集合( Change Set ) 。代码如下:

- changeSet: # 对应一个 ChangeSet 对象
    id: 1 # ChangeSet 编号
    author: yunai # 作者
    comments: 初始化 users 表 # 备注
    changes: # 对应 Change 数组。Change 是一个接口,每种操作对应一种 Change 实现类
      - createTable: # 创建表,对应 CreateTableChange 对象。
          tableName: users # 表名
          remarkds: 用户表 # 表注释
          columns: # 对应 ColumnConfig 数组
            - column:
                name: id # 字段名
                type: int # 字段类型
                autoIncrement: true # 自增
                constraints: # 限制条件,对应一个 ConstraintsConfig 对象
                  primaryKey: true # 主键
                  nullable: false # 不允许空
            - column:
                name: username
                type: varchar(64)
                constraints:
                  nullable: false
            - column:
                name: password
                type: varchar(32)
                constraints:
                  nullable: false
            - column:
                name: create_time
                type: datetime
                constraints:
                  nullable: false
      - insert: # 插入记录,对应 InsertDataChange 对象。
          tableName: users # 表名
          columns: # 对应 ColumnConfig 数组
            - column:
                name: username # 字段名
                value: yudaoyuanma # 值
            - column:
                name: password
                value: password
            - column:
                name: create_time
                value: now()
  • 在这个变更集合( Change Set )中,我们添加了两个变更( Change ),分别用于创建 users 表、插入一条 users 记录。
  • Liquibase 基于上述的配置,自动生成对应的 SQL 操作。

启动项目。执行日志如下:

// ... 省略雷同日志

// 创建 `users` 表
2019-11-16 21:21:42.317  INFO 67111 --- [           main] liquibase.executor.jvm.JdbcExecutor      : CREATE TABLE `lab-20-liquibase`.users (id INT AUTO_INCREMENT NOT NULL, username VARCHAR(64) NOT NULL, password VARCHAR(32) NOT NULL, create_time datetime NOT NULL, CONSTRAINT PK_USERS PRIMARY KEY (id))
2019-11-16 21:21:42.323  INFO 67111 --- [           main] liquibase.changelog.ChangeSet            : Table users created

// 插入一条 `users` 表的记录
2019-11-16 21:21:42.323  INFO 67111 --- [           main] liquibase.executor.jvm.JdbcExecutor      : INSERT INTO `lab-20-liquibase`.users (username, password, create_time) VALUES ('yudaoyuanma', 'password', now())
2019-11-16 21:21:42.324  INFO 67111 --- [           main] liquibase.changelog.ChangeSet            : New row inserted into users

// 输出 Change Log 文件的 Change Set 全部执行成功
2019-11-16 21:21:42.325  INFO 67111 --- [           main] liquibase.changelog.ChangeSet            : ChangeSet classpath:/db/changelog/db.changelog-master.yaml::1::yunai ran successfully in 10ms
// 插入 DATABASECHANGELOG 记录,对应 Change Set id = 1 的迁移,执行成功
2019-11-16 21:21:42.326  INFO 67111 --- [           main] liquibase.executor.jvm.JdbcExecutor      : SELECT MAX(ORDEREXECUTED) FROM `lab-20-liquibase`.DATABASECHANGELOG
2019-11-16 21:21:42.327  INFO 67111 --- [           main] liquibase.executor.jvm.JdbcExecutor      : INSERT INTO `lab-20-liquibase`.DATABASECHANGELOG (ID, AUTHOR, FILENAME, DATEEXECUTED, ORDEREXECUTED, MD5SUM, `DESCRIPTION`, COMMENTS, EXECTYPE, CONTEXTS, LABELS, LIQUIBASE, DEPLOYMENT_ID) VALUES ('1', 'yunai', 'classpath:/db/changelog/db.changelog-master.yaml', NOW(), 3, '8:1dcffd4c4f87b02e3758bf6b4ecea471', 'createTable tableName=users; insert tableName=users', '', 'EXECUTED', NULL, NULL, '3.6.3', '3651302309')

// ... 省略雷同日志
  • 在整个日志中,我可以看到 ID = 1 的变更集合( Change Set )完成了执行。在这个过程中,我们可以看到两条分别用于创建 users 表和插入 users 记录的 SQL 。

此时,我们去查询下 MySQL 。如下:

mysql> SELECT * FROM DATABASECHANGELOG;
+----+--------+--------------------------------------------------+---------------------+---------------+----------+------------------------------------+-----------------------------------------------------+----------+------+-----------+----------+--------+---------------+
| ID | AUTHOR | FILENAME                                         | DATEEXECUTED        | ORDEREXECUTED | EXECTYPE | MD5SUM                             | DESCRIPTION                                         | COMMENTS | TAG  | LIQUIBASE | CONTEXTS | LABELS | DEPLOYMENT_ID |
+----+--------+--------------------------------------------------+---------------------+---------------+----------+------------------------------------+-----------------------------------------------------+----------+------+-----------+----------+--------+---------------+
| 0  | yunai  | classpath:/db/changelog/db.changelog-master.yaml | 2019-11-16 21:35:09 |             1 | EXECUTED | 8:d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e | empty                                               |          | NULL | 3.6.3     | NULL     | NULL   | 3652109350    |
| 1  | yunai  | classpath:/db/changelog/db.changelog-master.yaml | 2019-11-16 21:35:09 |             2 | EXECUTED | 8:1dcffd4c4f87b02e3758bf6b4ecea471 | createTable tableName=users; insert tableName=users |          | NULL | 3.6.3     | NULL     | NULL   | 3652109350    |
+----+--------+--------------------------------------------------+---------------------+---------------+----------+------------------------------------+-----------------------------------------------------+----------+------+-----------+----------+--------+---------------+
2 rows in set (0.00 sec)
# 多查看到一条 `ID = 1` 的 `DATABASECHANGELOG` 记录,表示变更集合( Change Set ) `ID = 1` 完成了执行。并且,在描述中,我们可以看到对该更集合( Change Set )的简单说明。

mysql> SELECT * FROM DATABASECHANGELOGLOCK;
+----+--------+-------------+----------+
| ID | LOCKED | LOCKGRANTED | LOCKEDBY |
+----+--------+-------------+----------+
|  1 | 0      | NULL        | NULL     |
+----+--------+-------------+----------+
1 row in set (0.00 sec)
# 查看到一条处于释放状态的锁记录。

使用 Property-based migrations 方式,我们无需编写相应的 SQL 。虽然在编写上有些啰嗦,但是易读性还是不错的。

3.6 SQL-based migrations

修改 db.changelog-master.yaml 变更日志,增加 ID = 2 的变更集合( Change Set ) 。代码如下:

- changeSet: # 对应一个 ChangeSet 对象
    id: 2 # ChangeSet 编号
    author: yunai # 作者
    comments: 初始化 users2 表 # 备注
    changes: # 对应 Change 数组。Change 是一个接口,每种操作对应一种 Change 实现类
      - sqlFile: # 使用 SQL 文件,对应 SQLFileChange 对象
          encoding: utf8
          path: classpath:db/changelog/sqlfile/CHAGE_SET_2_INIT_DB.sql
  • 这个示例,我们实现的是和 「3.5 Property-based migrations」 一样的效果,只是操作的是 users2 表。
  • 对应文档为 《Liquibase 文档 —— SQL FILE》 。
  • 通过在 sqlFile 配置项的 path 属性,设置使用自定义 SQL 文件的路径。

在 resources/db/changelog/sqlfile 目录下,创建 CHAGE_SET_2_INIT_DB.sql 变更文件。如下:

-- 创建用户表
CREATE TABLE `users2` (
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '用户编号',
  `username` varchar(64) COLLATE utf8mb4_bin DEFAULT NULL COMMENT '账号',
  `password` varchar(32) COLLATE utf8mb4_bin DEFAULT NULL COMMENT '密码',
  `create_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '创建时间',
  PRIMARY KEY (`id`),
  UNIQUE KEY `idx_username` (`username`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=7 DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_bin;

-- 插入一条数据
INSERT INTO `users2`(username, password, create_time) VALUES('yudaoyuanma', 'password', now());
  • 这里的 SQL ,和我们在 「2.4 SQL-based migrations」 是一样的。

启动项目。执行日志如下:

// ... 省略雷同日志

// 执行 CHAGE_SET_2_INIT_DB.sql 里的 SQL
2019-11-16 21:40:05.793  INFO 67368 --- [           main] liquibase.executor.jvm.JdbcExecutor      : -- 创建用户表
CREATE TABLE `users2` (
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '用户编号',
  `username` varchar(64) COLLATE utf8mb4_bin DEFAULT NULL COMMENT '账号',
  `password` varchar(32) COLLATE utf8mb4_bin DEFAULT NULL COMMENT '密码',
  `create_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '创建时间',
  PRIMARY KEY (`id`),
  UNIQUE KEY `idx_username` (`username`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=7 DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_bin
2019-11-16 21:40:05.800  INFO 67368 --- [           main] liquibase.executor.jvm.JdbcExecutor      : -- 插入一条数据
INSERT INTO `users2`(username, password, create_time) VALUES('yudaoyuanma', 'password', now())
2019-11-16 21:40:05.801  INFO 67368 --- [           main] liquibase.changelog.ChangeSet            : SQL in file classpath:db/changelog/sqlfile/CHAGE_SET_2_INIT_DB.sql executed

// 输出 Change Log 文件的 Change Set 全部执行成功
2019-11-16 21:40:05.802  INFO 67368 --- [           main] liquibase.changelog.ChangeSet            : ChangeSet classpath:/db/changelog/db.changelog-master.yaml::2::yunai ran successfully in 13ms

// 插入 DATABASECHANGELOG 记录,对应 Change Set id = 2 的迁移,执行成功
2019-11-16 21:40:05.802  INFO 67368 --- [           main] liquibase.executor.jvm.JdbcExecutor      : SELECT MAX(ORDEREXECUTED) FROM `lab-20-liquibase`.DATABASECHANGELOG
2019-11-16 21:40:05.804  INFO 67368 --- [           main] liquibase.executor.jvm.JdbcExecutor      : INSERT INTO `lab-20-liquibase`.DATABASECHANGELOG (ID, AUTHOR, FILENAME, DATEEXECUTED, ORDEREXECUTED, MD5SUM, `DESCRIPTION`, COMMENTS, EXECTYPE, CONTEXTS, LABELS, LIQUIBASE, DEPLOYMENT_ID) VALUES ('2', 'yunai', 'classpath:/db/changelog/db.changelog-master.yaml', NOW(), 3, '8:c224782d41ad7fac92699ebf392c7f5e', 'sqlFile', '', 'EXECUTED', NULL, NULL, '3.6.3', '3652405782')

// ... 省略雷同日志
  • 在整个日志中,我可以看到 ID = 1 的变更集合( Change Set )完成了执行。在这个过程中,我们可以看到 CHAGE_SET_2_INIT_DB.sql 的 SQL 被执行。

此时,我们去查询下 MySQL 。如下:

mysql> SELECT * FROM DATABASECHANGELOG;
+----+--------+--------------------------------------------------+---------------------+---------------+----------+------------------------------------+-----------------------------------------------------+----------+------+-----------+----------+--------+---------------+
| ID | AUTHOR | FILENAME                                         | DATEEXECUTED        | ORDEREXECUTED | EXECTYPE | MD5SUM                             | DESCRIPTION                                         | COMMENTS | TAG  | LIQUIBASE | CONTEXTS | LABELS | DEPLOYMENT_ID |
+----+--------+--------------------------------------------------+---------------------+---------------+----------+------------------------------------+-----------------------------------------------------+----------+------+-----------+----------+--------+---------------+
| 0  | yunai  | classpath:/db/changelog/db.changelog-master.yaml | 2019-11-16 21:35:09 |             1 | EXECUTED | 8:d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e | empty                                               |          | NULL | 3.6.3     | NULL     | NULL   | 3652109350    |
| 1  | yunai  | classpath:/db/changelog/db.changelog-master.yaml | 2019-11-16 21:35:09 |             2 | EXECUTED | 8:1dcffd4c4f87b02e3758bf6b4ecea471 | createTable tableName=users; insert tableName=users |          | NULL | 3.6.3     | NULL     | NULL   | 3652109350    |
| 2  | yunai  | classpath:/db/changelog/db.changelog-master.yaml | 2019-11-16 21:40:05 |             3 | EXECUTED | 8:c224782d41ad7fac92699ebf392c7f5e | sqlFile                                             |          | NULL | 3.6.3     | NULL     | NULL   | 3652405782    |
+----+--------+--------------------------------------------------+---------------------+---------------+----------+------------------------------------+-----------------------------------------------------+----------+------+-----------+----------+--------+---------------+
3 rows in set (0.00 sec)
# 多查看到一条 `ID = 2` 的 `DATABASECHANGELOG` 记录,表示变更集合( Change Set ) `ID = 2` 完成了执行。并且,在描述中,我们可以看到 `sqlFile` 。

mysql> SELECT * FROM DATABASECHANGELOGLOCK;
+----+--------+-------------+----------+
| ID | LOCKED | LOCKGRANTED | LOCKEDBY |
+----+--------+-------------+----------+
|  1 | 0      | NULL        | NULL     |
+----+--------+-------------+----------+
1 row in set (0.00 sec)
# 查看到一条处于释放状态的锁记录。

相比 Property-based migrations 方式来说,艿艿更愿意使用 SQL-based migrations 。毕竟,我们更加熟悉 SQL 语法,交给 DBA 审计也更加方便。

3.7 Java-based migrations

在 cn.iocoder.springboot.lab20.databaseversioncontrol.migration 包路径下,创建 CHANGE_SET_3_FixUsername.java 类,修复 users 的用户名。代码如下:

// CHANGE_SET_3_FixUsername.java

public class CHANGE_SET_3_FixUsername implements CustomTaskChange {

    private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(getClass());

    @Override
    public void execute(Database database) throws CustomChangeException {
        JdbcConnection connection = (JdbcConnection) database.getConnection();
        try (PreparedStatement psmt = connection.prepareStatement("SELECT id, username, password, create_time FROM users")) {
            try (ResultSet rs = psmt.executeQuery()) {
                while (rs.next()) {
                    String username = rs.getString("username");
                    if ("yudaoyuanma".equals(username)) {
                        Integer id = rs.getInt("id");
                        // 这里,再来一刀更新操作,偷懒不写了。
                        logger.info("[migrate][更新 user({}) 的用户名({} => {})", id, username, "yutou");
                    }
                }
            }
        } catch (Exception e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }

    @Override
    public String getConfirmationMessage() {
        return null;
    }

    @Override
    public void setUp() throws SetupException {
    }

    @Override
    public void setFileOpener(ResourceAccessor resourceAccessor) {
    }

    @Override
    public ValidationErrors validate(Database database) {
        return null;
    }

}
  • 通过实现 CustomTaskChange 接口,实现 Java 自定义迁移逻辑。
  • 这里有一点比较蛋疼,在 #execute(Database database) 方法中,提供给我们的是 Database 对象,无法方便的获得 DataSource 对象,从而使用 Spring JdbcTemplate 。

修改 db.changelog-master.yaml 变更日志,增加 ID = 3 的变更集合( Change Set ) 。代码如下:

- changeSet: # 对应一个 ChangeSet 对象
    id: 3 # ChangeSet 编号
    author: yunai # 作者
    comments: 修复 `users` 的用户名 # 备注
    changes: # 对应 Change 数组。Change 是一个接口,每种操作对应一种 Change 实现类
      - customChange: {class: cn.iocoder.springboot.lab20.databaseversioncontrol.migration.CHANGE_SET_3_FixUsername} # 对应 CustomTaskChange
  • 对应文档为 《Liquibase 文档 —— Custom Change》 。
  • 通过在 customChange 配置项的 class 属性,设置使用自定义 CustomTaskChange 的实现的类名。

启动项目。执行日志如下:

// ... 省略雷同日志

// CHANGE_SET_3_FixUsername 的执行日志
2019-11-16 21:56:48.782  INFO 67585 --- [           main] c.i.s.l.d.m.CHANGE_SET_3_FixUsername     : [migrate][更新 user(1) 的用户名(yudaoyuanma => yutou)
2019-11-16 21:56:48.782  INFO 67585 --- [           main] liquibase.changelog.ChangeSet            : null

// 插入 DATABASECHANGELOG 记录,对应 Change Set id = 3 的迁移,执行成功
2019-11-16 21:56:48.783  INFO 67585 --- [           main] liquibase.changelog.ChangeSet            : ChangeSet classpath:/db/changelog/db.changelog-master.yaml::3::yunai ran successfully in 3ms
2019-11-16 21:56:48.783  INFO 67585 --- [           main] liquibase.executor.jvm.JdbcExecutor      : SELECT MAX(ORDEREXECUTED) FROM `lab-20-liquibase`.DATABASECHANGELOG
2019-11-16 21:56:48.784  INFO 67585 --- [           main] liquibase.executor.jvm.JdbcExecutor      : INSERT INTO `lab-20-liquibase`.DATABASECHANGELOG (ID, AUTHOR, FILENAME, DATEEXECUTED, ORDEREXECUTED, MD5SUM, `DESCRIPTION`, COMMENTS, EXECTYPE, CONTEXTS, LABELS, LIQUIBASE, DEPLOYMENT_ID) VALUES ('3', 'yunai', 'classpath:/db/changelog/db.changelog-master.yaml', NOW(), 4, '8:2595b6826984b91149063782c4cd6c29', 'customChange', '', 'EXECUTED', NULL, NULL, '3.6.3', '3653408775')

// ... 省略雷同日志
  • 在整个日志中,我可以看到 ID = 3 的变更集合( Change Set )完成了执行。在这个过程中,我们可以看不到 CHANGE_SET_3_FixUsername 的任何信息,除了我们打的 INFO 日志。所以,在使用 Java-based migrations 方式时,最好自己打下日志,方便排查。

此时,我们去查询下 MySQL 。如下:

mysql> SELECT * FROM DATABASECHANGELOG;
+----+--------+--------------------------------------------------+---------------------+---------------+----------+------------------------------------+-----------------------------------------------------+----------+------+-----------+----------+--------+---------------+
| ID | AUTHOR | FILENAME                                         | DATEEXECUTED        | ORDEREXECUTED | EXECTYPE | MD5SUM                             | DESCRIPTION                                         | COMMENTS | TAG  | LIQUIBASE | CONTEXTS | LABELS | DEPLOYMENT_ID |
+----+--------+--------------------------------------------------+---------------------+---------------+----------+------------------------------------+-----------------------------------------------------+----------+------+-----------+----------+--------+---------------+
| 0  | yunai  | classpath:/db/changelog/db.changelog-master.yaml | 2019-11-16 21:35:09 |             1 | EXECUTED | 8:d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e | empty                                               |          | NULL | 3.6.3     | NULL     | NULL   | 3652109350    |
| 1  | yunai  | classpath:/db/changelog/db.changelog-master.yaml | 2019-11-16 21:35:09 |             2 | EXECUTED | 8:1dcffd4c4f87b02e3758bf6b4ecea471 | createTable tableName=users; insert tableName=users |          | NULL | 3.6.3     | NULL     | NULL   | 3652109350    |
| 2  | yunai  | classpath:/db/changelog/db.changelog-master.yaml | 2019-11-16 21:40:05 |             3 | EXECUTED | 8:c224782d41ad7fac92699ebf392c7f5e | sqlFile                                             |          | NULL | 3.6.3     | NULL     | NULL   | 3652405782    |
+----+--------+--------------------------------------------------+---------------------+---------------+----------+------------------------------------+-----------------------------------------------------+----------+------+-----------+----------+--------+---------------+
3 rows in set (0.00 sec)
# 多查看到一条 `ID = 2` 的 `DATABASECHANGELOG` 记录,表示变更集合( Change Set ) `ID = 2` 完成了执行。并且,在描述中,我们可以看到 `sqlFile` 。

mysql> SELECT * FROM DATABASECHANGELOGLOCK;
+----+--------+-------------+----------+
| ID | LOCKED | LOCKGRANTED | LOCKEDBY |
+----+--------+-------------+----------+
|  1 | 0      | NULL        | NULL     |
+----+--------+-------------+----------+
1 row in set (0.00 sec)
# 查看到一条处于释放状态的锁记录。

3.8 其它功能

在上述的示例,我们是基于 Spring Boot 的使用方式。而 Flyway 还提供了如下方式:

  • Java API 直接使用 Java 原生的 API 。
  • Command Line 命令行工具
  • Ant 任务
  • Maven 插件
  • Gralde 插件
  • ... 等等

Liquibase 还有一些其它细节,建议抽时间,通读下 Documentation 文档。

在写这篇文章的过程中,艿艿也在网上搜索 Flyway 和 Liquibase 的对比。毕竟,咱仅仅是做了这两者的入门,实际使用的情况,是否有什么最佳实践,又或者有什么坑,需要有在项目中真正在实践的人的经验分享。目前暂时只找到 《数据库迁移工具 Flyway 对比 Liquibase》 一文,作者的观点是:

两款数据库迁移工具其实定位上是差别的,一般我的倾向是小项目,整体变动不大的用 Flyway ,而大应用和企业应用用 Liquibase 更合适。

  • 不过从入门看下来,Liquibase 并未看到比 Flyway 带来多大的优势,反倒 Flyway 基于“约定大于配置”的思想,使用上更加便捷。欢迎胖友能够解答下艿艿在这块的疑惑。

关于最佳实践,目前找到比较合适的两篇,如下:

  • 《Spring Boot 使用 Liquibase 最佳实》
  • 《Spring Boot 系列: 使用 flyway 管理数据库版本》 文末的 flyway 最佳实践的部分。

在实际项目使用时,可能还需要额外考虑一些事情,例如说:

  • 大表直接添加索引,直接导致线上故障。
  • 内部有 DBA ,数据库调整需要内部审核。

另外,项目发版时,涉及到的数据变更,不仅仅有关系数据库,可能还有 MongoDB、Redis、Elasticsearch 等等数据源的变更。特别是,可能涉及到数据修复,需要编写 Java 代码的情况。和朋友沟通了下,目前采用如下三种方法:

思路都是一致的,只是形态不同。

  • 1、创建迁移 Migration 项目,专门编写数据相关变更的脚本。然后连接各种环境,本机手动运行。
  • 2、在定时任务项目中,创建迁移 Migration Job 类,编写数据变更的脚本。然后,部署到服务器上,通过调度中心触发运行。
  • 3、在业务项目中,创建迁移 API 接口,编写数据变更的脚本。然后,部署到服务器上,通过调用该 API 接口运行。

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