Spring Boot 数据库版本管理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。

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。

    <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

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
    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

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：

  • 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

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：

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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