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Spring Boot 数据库版本管理Flyway

Spring Boot 数据库版本管理Flyway

作者: wxyjj | 来源:发表于2020-08-26 16:17 被阅读0次

    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。

    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

    pom.xml 文件中,引入相关依赖。

        <dependencies>
            <!-- 实现对数据库连接池的自动化配置 -->
            <!-- 同时,spring-boot-starter-jdbc 支持 Flyway 的自动化配置 -->
            <dependency>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-starter-jdbc</artifactId>
            </dependency>
            <dependency> <!-- 本示例,我们使用 MySQL -->
                <groupId>mysql</groupId>
                <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
                <version>5.1.48</version>
            </dependency>
            <!-- Flyway 依赖 -->
            <dependency>
                <groupId>org.flywaydb</groupId>
                <artifactId>flyway-core</artifactId>
            </dependency>
        </dependencies>
    

    2.2 应用配置文件

    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
        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:// flyway 配置内容,对应 FlywayAutoConfiguration.FlywayConfiguration 配置项
        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:

    @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;
    
    • 大体看下每个字段的注释,后面对着具体的记录,会更容易理解。

    2.4 SQL-based migrations

    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:

    • 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。

    • 看下每个操作,以及其注释。

    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

    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:

    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。

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