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版本管理中间件 Flyway
2019-08-22 02:02:39 -0700
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数据库
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版本管理中间件 Flyway

Flyway 是一个数据迁移工具。

简介

什么是 Flyway

Flyway 是一个开源的数据库迁移工具。

为什么要使用数据迁移

为了说明数据迁移的作用，我们来举一个示例：

（1）假设，有一个叫做 Shiny 的项目，它的架构是一个叫做 Shiny Soft 的 App 连接叫做 Shiny DB 的数据库。

（2）对于大多数项目而言，最简单的持续集成场景如下所示：

img

这意味着，我们不仅仅要处理一份环境中的修改，由此会引入一些版本冲突问题：

在代码侧（即应用软件）的版本问题比较容易解决：

  • 有方便的版本控制工具
  • 有可复用的构建和持续集成
  • 规范的发布和部署过程

那么，数据库层面的版本问题如何解决呢？

目前仍然没有方便的数据库版本工具。许多项目仍使用 sql 脚本来解决版本冲突，甚至是遇到冲突问题时才想起用 sql 语句去解决。

由此，引发一些问题：

  • 机器上的数据库是什么状态？
  • 脚本到底生效没有？
  • 生产环境修复的问题是否也在测试环境修复了？
  • 如何建立一个新的数据库实例？

数据迁移就是用来搞定这些混乱的问题：

  • 通过草稿重建一个数据库。
  • 在任何时候都可以清楚的了解数据库的状态。
  • 以一种明确的方式将数据库从当前版本迁移到一个新版本。

Flyway 如何工作？

最简单的场景是指定 Flyway 迁移到一个空的数据库。

img

Flyway 会尝试查找它的 schema 历史表，如果数据库是空的，Flyway 就不再查找，而是直接创建数据库。

现再你就有了一个仅包含一张空表的数据库，默认情况下，这张表叫 flyway_schema_history。

img

这张表将被用于追踪数据库的状态。

然后，Flyway 将开始扫描文件系统或应用 classpath 中的 migrations。这些 migrations 可以是 sql 或 java。

这些 migrations 将根据他们的版本号进行排序。

img

任意 migration 应用后，schema 历史表将更新。当元数据和初始状态替换后，可以称之为：迁移到新版本。

Flyway 一旦扫描了文件系统或应用 classpath 下的 migrations，这些 migrations 会检查 schema 历史表。如果它们的版本号低于或等于当前的版本，将被忽略。保留下来的 migrations 是等待的 migrations，有效但没有应用。

img

migrations 将根据版本号排序并按序执行。

img

快速上手

Flyway 有 4 种使用方式：

  • 命令行
  • JAVA API
  • Maven
  • Gradle

命令行

适用于非 Java 用户，无需构建。

> flyway migrate -url=... -user=... -password=...

（1）下载解压

进入官方下载页面，选择合适版本，下载并解压到本地。

（2）配置 flyway

编辑 /conf/flyway.conf：

flyway.url=jdbc:h2:file:./foobardb
flyway.user=SA
flyway.password=

（3）创建第一个 migration

在 /sql 目录下创建 V1__Create_person_table.sql 文件，内容如下：

create table PERSON (
    ID int not null,
    NAME varchar(100) not null
);

（4）迁移数据库

运行 Flyway 来迁移数据库：

flyway-5.1.4> flyway migrate

运行正常的情况下，应该可以看到如下结果：

Database: jdbc:h2:file:./foobardb (H2 1.4)
Successfully validated 1 migration (execution time 00:00.008s)
Creating Schema History table: "PUBLIC"."flyway_schema_history"
Current version of schema "PUBLIC": << Empty Schema >>
Migrating schema "PUBLIC" to version 1 - Create person table
Successfully applied 1 migration to schema "PUBLIC" (execution time 00:00.033s)

（5）添加第二个 migration

在 /sql 目录下创建 V2__Add_people.sql 文件，内容如下：

insert into PERSON (ID, NAME) values (1, 'Axel');
insert into PERSON (ID, NAME) values (2, 'Mr. Foo');
insert into PERSON (ID, NAME) values (3, 'Ms. Bar');

运行 Flyway

flyway-5.1.4> flyway migrate

运行正常的情况下，应该可以看到如下结果：

Database: jdbc:h2:file:./foobardb (H2 1.4)
Successfully validated 2 migrations (execution time 00:00.018s)
Current version of schema "PUBLIC": 1
Migrating schema "PUBLIC" to version 2 - Add people
Successfully applied 1 migration to schema "PUBLIC" (execution time 00:00.016s)

JAVA API

（1）准备

  • Java8+
  • Maven 3.x

（2）添加依赖

在 pom.xml 中添加依赖：

<project ...>
    ...
    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.flywaydb</groupId>
            <artifactId>flyway-core</artifactId>
            <version>5.1.4</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>com.h2database</groupId>
            <artifactId>h2</artifactId>
            <version>1.3.170</version>
        </dependency>
        ...
    </dependencies>
    ...
</project>

（3）集成 Flyway

添加 App.java 文件，内容如下：

import org.flywaydb.core.Flyway;

public class App {
    public static void main(String[] args) {
        // Create the Flyway instance
        Flyway flyway = new Flyway();

        // Point it to the database
        flyway.setDataSource("jdbc:h2:file:./target/foobar", "sa", null);

        // Start the migration
        flyway.migrate();
    }
}

（4）创建第一个 migration

添加 src/main/resources/db/migration/V1__Create_person_table.sql 文件，内容如下：

create table PERSON (
    ID int not null,
    NAME varchar(100) not null
);

（5）执行程序

执行 App#main：

运行正常的情况下，应该可以看到如下结果：

INFO: Creating schema history table: "PUBLIC"."flyway_schema_history"
INFO: Current version of schema "PUBLIC": << Empty Schema >>
INFO: Migrating schema "PUBLIC" to version 1 - Create person table
INFO: Successfully applied 1 migration to schema "PUBLIC" (execution time 00:00.062s).

（6）添加第二个 migration

添加 src/main/resources/db/migration/V2__Add_people.sql 文件，内容如下：

insert into PERSON (ID, NAME) values (1, 'Axel');
insert into PERSON (ID, NAME) values (2, 'Mr. Foo');
insert into PERSON (ID, NAME) values (3, 'Ms. Bar');

运行正常的情况下，应该可以看到如下结果：

INFO: Current version of schema "PUBLIC": 1
INFO: Migrating schema "PUBLIC" to version 2 - Add people
INFO: Successfully applied 1 migration to schema "PUBLIC" (execution time 00:00.090s).

Maven

与 Java API 方式大体相同，区别在 集成 Flyway 步骤：

Maven 方式使用插件来集成 Flyway：

<project xmlns="...">
    ...
    <build>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.flywaydb</groupId>
                <artifactId>flyway-maven-plugin</artifactId>
                <version>5.1.4</version>
                <configuration>
                    <url>jdbc:h2:file:./target/foobar</url>
                    <user>sa</user>
                </configuration>
                <dependencies>
                    <dependency>
                        <groupId>com.h2database</groupId>
                        <artifactId>h2</artifactId>
                        <version>1.4.191</version>
                    </dependency>
                </dependencies>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>
</project>

因为用的是插件，所以执行方式不再是运行 Java 类，而是执行 maven 插件：

> mvn flyway:migrate

👉 参考：示例源码

Gradle

本人不用 Gradle，略。

入门篇

概念

Migrations

在 Flyway 中，对于数据库的任何改变都称之为 Migrations。

Migrations 可以分为 Versioned migrations 和 Repeatable migrations。

Versioned migrations 有 2 种形式：regular 和 undo。

Versioned migrations 和 Repeatable migrations 都可以使用 SQL 或 JAVA 来编写。

Versioned migrations

由一个版本号（version）、一段描述（description）、一个校验（checksum）组成。版本号必须是惟一的。Versioned migrations 只能按顺序执行一次。

一般用于：

  • 增删改 tables/indexes/foreign keys/enums/UDTs。
  • 引用数据更新
  • 用户数据校正

Regular 示例：

CREATE TABLE car (
    id INT NOT NULL PRIMARY KEY,
    license_plate VARCHAR NOT NULL,
    color VARCHAR NOT NULL
);

ALTER TABLE owner ADD driver_license_id VARCHAR;

INSERT INTO brand (name) VALUES ('DeLorean');
Undo migrations

注：仅专业版支持

Undo Versioned Migrations 负责撤销 Regular Versioned migrations 的影响。

Undo 示例：

DELETE FROM brand WHERE name='DeLorean';

ALTER TABLE owner DROP driver_license_id;

DROP TABLE car;
Repeatable migrations

由一段描述（description）、一个校验（checksum）组成。Versioned migrations 每次执行后，校验（checksum）会更新。

Repeatable migrations 用于管理可以通过一个文件来维护版本控制的数据库对象。

一般用于：

  • 创建（重建）views/procedures/functions/packages 等。
  • 大量引用数据重新插入

示例：

CREATE OR REPLACE VIEW blue_cars AS
    SELECT id, license_plate FROM cars WHERE color='blue';
基于 SQL 的 migrations

migrations 最常用的编写形式就是 SQL。

基于 SQL 的 migrations 一般用于：

  • DDL 变更（针对 TABLES,VIEWS,TRIGGERS,SEQUENCES 等的 CREATE/ALTER/DROP 操作）
  • 简单的引用数据变更（引用数据表中的 CRUD）
  • 简单的大量数据变更（常规数据表中的 CRUD）

命名规则

为了被 Flyway 自动识别，SQL migrations 的文件命名必须遵循规定的模式：

img

  • Prefix - V 代表 versioned migrations (可配置), U 代表 undo migrations (可配置)、 R 代表 repeatable migrations (可配置)
  • Version - 版本号通过.(点)或_(下划线)分隔 (repeatable migrations 不需要)
  • Separator - __ (两个下划线) (可配置)
  • Description - 下划线或空格分隔的单词
  • Suffix - .sql (可配置)
基于 JAVA 的 migrations

基于 JAVA 的 migrations 适用于使用 SQL 不容易表达的场景：

  • BLOB 和 CLOB 变更
  • 大量数据的高级变更（重新计算、高级格式变更）

命名规则

为了被 Flyway 自动识别，JAVA migrations 的文件命名必须遵循规定的模式：

img

  • Prefix - V 代表 versioned migrations (可配置), U 代表 undo migrations (可配置)、 R 代表 repeatable migrations (可配置)
  • Version - 版本号通过.(点)或_(下划线)分隔 (repeatable migrations 不需要)
  • Separator - __ (两个下划线) (可配置)
  • Description - 下划线或空格分隔的单词

👉 更多细节请参考：https://flywaydb.org/documentation/migrations

Callbacks

注：部分 events 仅专业版支持。

尽管 Migrations 可能已经满足绝大部分场景的需要，但是某些情况下需要你一遍又一遍的执行相同的行为。这可能会重新编译存储过程，更新视图以及许多其他类型的开销。

因为以上原因，Flyway 提供了 Callbacks，用于在 Migrations 生命周期中添加钩子。

Callbacks 可以用 SQL 或 JAVA 来实现。

SQL Callbacks

SQL Callbacks 的命名规则为：event 名 + SQL migration。

如： beforeMigrate.sql, beforeEachMigrate.sql, afterEachMigrate.sql 等。

SQL Callbacks 也可以包含描述（description）。这种情况下，SQL Callbacks 文件名 = event 名 + 分隔符 + 描述 + 后缀。例：beforeRepair__vacuum.sql

当同一个 event 有多个 SQL callbacks，将按照它们描述（description）的顺序执行。

注： Flyway 也支持你配置的 sqlMigrationSuffixes。

JAVA Callbacks

当 SQL Callbacks 不够方便时，才应考虑 JAVA Callbacks。

JAVA Callbacks 有 3 种形式：

  1. 基于 Java 的 Migrations - 实现 JdbcMigration、SpringJdbcMigration、MigrationInfoProvider、MigrationChecksumProvider、ConfigurationAware、FlywayConfiguration
  2. 基于 Java 的 Callbacks - 实现 org.flywaydb.core.api.callback 接口。
  3. 自定义 Migration resolvers 和 executors - 实现 MigrationResolver、MigrationExecutor、ConfigurationAware、FlywayConfiguration 接口。

👉 更多细节请参考：https://flywaydb.org/documentation/callbacks

Error Handlers

注：仅专业版支持。

（略）

Dry Runs

注：仅专业版支持。

（略）

命令

Flyway 的功能主要围绕着 7 个基本命令：Migrate、Clean、Info、Validate、Undo、Baseline 和 Repair。

注：各命令的使用方法细节请查阅官方文档。

支持的数据库

资料

| Github | 官方文档 |

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