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簡介

Liquibase是資料庫版本管理工具,設定的概念是把資料庫schema的異動(table的建立,column的異動,index的異動…)及資料內容的異動(insert,update,delete)用Liquibase定義的語法寫成xml格式change log,然後在資料庫裡多建立一個名為databasechangelog的table(如下),用來記錄db更新了那些change log,當xml新增了更多的change log後,跟db裡的版號一比對,就可得知未同步的change log有那些,下次同步時,就會同步這些未同步過的change log。概念上跟 git 滿像的。

liquibase會在管理的database中加入databasechangelog table,用來記錄與xml同步的狀態

mydb=# select * from databasechangelog;
-[ RECORD 1 ]-+--------------------------------------------------------------------------------------------------
id            | 1
author        | bob
filename      | /Users/kent/dev/liquibase-exercise/src/main/resources/db.changelog-master.xml
dateexecuted  | 2014-08-30 10:28:35.235724
orderexecuted | 1
exectype      | EXECUTED
md5sum        | 7:17a94fcdd73aa8852c1f53e4d06ee651
description   | createTable
comments      | 
tag           | 
liquibase     | 3.2.2

需特別注意,change log設定檔,一旦同步過後,如果設定檔中的id,檔案路徑等tag有改到,就會被當成新的change log,再次被同步到db中

執行Liquibase指令的方式

要執行Liquibase指令,可透過command line,ant,maven,或API呼叫,本文採用maven的方式。

            <plugin>
                <groupId>org.liquibase</groupId>
                <artifactId>liquibase-maven-plugin</artifactId>
                <version>3.2.2</version>
                <configuration>
                    <changeLogFile>${basedir}/src/main/resources/db.changelog-master.xml</changeLogFile>
                    <outputChangeLogFile>${basedir}/src/main/resources/output.xml</outputChangeLogFile>
                    <driver>org.postgresql.Driver</driver>
                    <url>jdbc:postgresql://localhost:5432/mydb</url>
                    <username>postgres</username>
                    <password>postgres</password>
                    <promptOnNonLocalDatabase>false</promptOnNonLocalDatabase>
                </configuration>
            </plugin>

  • changeLogFile : 記錄要套用到db的xml檔(xml -> db),執行update指令時,會依changeLogFile的內容異動資料庫schema
  • outputChangeLogFile: 從資料庫匯出xml時,會匯出到outputChangeLogFile (db -> xml)

maven goals:

  • changelogSync : 將changelog中未套用至db的change logs標示成已同步
  • changelogSyncSQL : 同changelogSync,但只產生sql,而不執行同步到db
  • generateChangeLog : 將目前資料庫的shcema(預設不含資料內容)匯出成 xml
  • dbDoc : 產生像java doc的文件
  • diff : 比對兩個資料庫間的差異
  • status : 顯示目前change set有那些change log會被套用到db
  • tag : 在liquibase產生在db的管理用table打上tag,之後可以當作rollback用
  • update : 更新未套用過的change set至db(xml -> db)
  • updateSQL : 同update,但產生更新的sql語法,不會真正同步db

以下的指令沒用過,不太清楚實際的動作情形:

  • clearCheckSums :Clears all checksums in the current changelog, so they will be recalculatednext update.
  • dropAll : Drops all database objects owned by the user. Note that functions, procedures and packages are not dropped.
  • futureRollbackSQL : Generates the SQL that is required to rollback the database to current state after the next update.
  • listLocks : Lists all Liquibase updater locks on the current database.
  • releaseLocks : Removes any Liquibase updater locks from the current database.
  • rollback : Invokes Liquibase rollbacks on a database.
  • rollbackSQL : Generates the SQL that is required to rollback the database to the specified pointing attributes ‘rollbackCount’, ‘rollbackTag’
  • updateTestingRollback : Applies the DatabaseChangeLogs to the database, testing rollback. This is done by updating the database, rolling it back then updating it again.

像 changelogSync,changelogSyncSQL,或 update,updateSQL,做的事情是差不多的,而有SQL後綴的版本,是會把要執行的SQL語法輸出到stdout,而不進行db的更新。

在使用上,新的database,一開始就用changelog的xml管理,所有的異動都透過xml管理,然後使用mvn liquibase:update,就會將plugin中的changeLogFile指定的 change log檔更新到db,如果是legcy的專案原本就有db的,可以用mvn liquibase:generateChangeLog把db匯成change log檔案至outputChangeLogFile指定的檔案中,之後再以產生出來的change log為基礎,做資料庫版本的管理。

同步到xml到db

建立user table

src/main/resources/db.changelog-master.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

<databaseChangeLog
  xmlns="http://www.liquibase.org/xml/ns/dbchangelog"
  xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
  xsi:schemaLocation="http://www.liquibase.org/xml/ns/dbchangelog
         http://www.liquibase.org/xml/ns/dbchangelog/dbchangelog-3.1.xsd">

  <!-- 建立 uesr table -->
    <changeSet id="create-user-table" author="kent">
        <createTable tableName="user">
            <column name="first_name" type="varchar(50)">
                <constraints nullable="false"/>
            </column>
            <column name="last_name" type="varchar(50)">
            </column>
        </createTable>
    </changeSet>

</databaseChangeLog>

第一次執行mvn liquibase:update執行後,原本完全沒有table的db多了三個table,

  • databasechangelog是記錄同步用的,
  • databasechangeloglock是做locking的

上面兩個都是直接由liquibase管理,不用去管它。

  • user 則是上面的change log中的<createTable>建立的
                 List of relations
 Schema |         Name          | Type  |  Owner   
--------+-----------------------+-------+----------
 public | databasechangelog     | table | postgres
 public | databasechangeloglock | table | postgres
 public | user                  | table | postgres

user跟change log中定義的結構是一致的

              Table "public.user"
   Column   |         Type          | Modifiers 
------------+-----------------------+-----------
 first_name | character varying(50) | not null
 last_name  | character varying(50) | 

加入額外的欄位

src/main/resources/db.changelog-master.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

<databaseChangeLog
  xmlns="http://www.liquibase.org/xml/ns/dbchangelog"
  xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
  xsi:schemaLocation="http://www.liquibase.org/xml/ns/dbchangelog
         http://www.liquibase.org/xml/ns/dbchangelog/dbchangelog-3.1.xsd">

   ...(略)

    <!-- 在user table加入 address column -->
    <changeSet id="addColumn-example" author="kent">
        <addColumn catalogName="mydb" schemaName="public" tableName="user">
            <column name="address" type="varchar(255)"/>
        </addColumn>
    </changeSet>  

</databaseChangeLog>

改完changelog的xml檔,再次執行mvn liquibase:update後,user table就會多出address column,這次執行,因為databasechangelog中已有記錄<changeSet id="create-user-table" author="kent">已經被執行過了,所以不會再次被執行。

               Table "public.user"
   Column   |          Type          | Modifiers 
------------+------------------------+-----------
 first_name | character varying(50)  | not null
 last_name  | character varying(50)  | 
 address    | character varying(255) | 

insert data

src/main/resources/db.changelog-master.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

<databaseChangeLog
  xmlns="http://www.liquibase.org/xml/ns/dbchangelog"
  xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
  xsi:schemaLocation="http://www.liquibase.org/xml/ns/dbchangelog
         http://www.liquibase.org/xml/ns/dbchangelog/dbchangelog-3.1.xsd">

   ...(略)

    <!-- insert兩筆測試資料 -->
    <changeSet id="insert-example" author="kent" >
        <insert catalogName="mydb" schemaName="public" tableName="user">
            <column name="first_name" value="kent"/> 
            <column name="last_name" value="chiu"/> 
        </insert>
        <insert catalogName="mydb" schemaName="public" tableName="user">
            <column name="first_name" value="cindy"/> 
            <column name="last_name" value="chiu"/> 
        </insert>
    </changeSet>
</databaseChangeLog>

改完changelog的xml檔,執行mvn liquibase:update執行後,user table就會多出兩筆資料

 first_name | last_name | address 
------------+-----------+---------
 kent       | chiu      | 
 cindy      | chiu      | 

版控說明

在實務上,只要是db的schema有要做異動,就一律從change log的設定檔改,如果是資料內容的異動,則視需求看要不要從change log異動。必要的預設資料可以在change log裡,透過insert tag來建立,可以省去每次重建table都還要另外建立預設資料的步驟。

搭配其他指令,還可以讓資料庫回到特一個特定的版本(change set),這樣在開發時,就不用怕弄亂資料庫了。

完整的 db.changelog-master.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

<databaseChangeLog
  xmlns="http://www.liquibase.org/xml/ns/dbchangelog"
  xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
  xsi:schemaLocation="http://www.liquibase.org/xml/ns/dbchangelog
         http://www.liquibase.org/xml/ns/dbchangelog/dbchangelog-3.1.xsd">

    <!-- 建立 uesr table -->
    <changeSet id="create-user-table" author="kent">
        <createTable tableName="user">
            <column name="first_name" type="varchar(50)">
                <constraints nullable="false"/>
            </column>
            <column name="last_name" type="varchar(50)">
            </column>
        </createTable>
    </changeSet>

    <!-- 在user table加入 address column -->
    <changeSet id="addColumn-example" author="kent">
        <addColumn catalogName="mydb" schemaName="public" tableName="user">
            <column name="address" type="varchar(255)"/>
        </addColumn>
    </changeSet>

    <!-- insert兩筆測試資料 -->
    <changeSet id="insert-example" author="kent" >
        <insert catalogName="mydb" schemaName="public" tableName="user">
            <column name="first_name" value="kent"/> 
            <column name="last_name" value="chiu"/> 
        </insert>
        <insert catalogName="mydb" schemaName="public" tableName="user">
            <column name="first_name" value="cindy"/> 
            <column name="last_name" value="chiu"/> 
        </insert>
    </changeSet>
</databaseChangeLog>

從資料庫產生changelog.xml

對於即有的database,可以透過generateChangeLog從資料庫產生change log,再以這個change log檔為基礎,之後的異動,再透過liquibase管理(xml -> db)

使用generateChangeLog進行匯出時,預設是只有schema(tables, views, columns, indexs,foreignkeys, primarykeys, uniqueconstraints),如果要產 生資料,要在diffTypes中加入data這個type。

kent@Kents-MacBook-Pro:~/dev/liquibase-exercise$ mvn liquibase:generateChangeLog
[INFO] Scanning for projects...
[INFO] 
[INFO] Using the builder org.apache.maven.lifecycle.internal.builder.singlethreaded.SingleThreadedBuilder with a thread count of 1
[INFO]                                                                         
[INFO] ------------------------------------------------------------------------
[INFO] Building liquibase-exercise 1.1.0-SNAPSHOT
[INFO] ------------------------------------------------------------------------
[INFO] 
[INFO] --- liquibase-maven-plugin:3.2.2:generateChangeLog (default-cli) @ liquibase-exercise ---
[INFO] ------------------------------------------------------------------------
[INFO] Executing on Database: jdbc:postgresql://localhost:5432/mydb
[INFO] Generating Change Log from database postgres @ jdbc:postgresql://localhost:5432/mydb (Default Schema: public)
INFO 8/30/14 12:30 PM: liquibase: /Users/kent/dev/liquibase-exercise/src/main/resources/output.xml does not exist, creating
[INFO] Output written to Change Log file, /Users/kent/dev/liquibase-exercise/src/main/resources/output.xml
[INFO] ------------------------------------------------------------------------
[INFO] 
[INFO] ------------------------------------------------------------------------
[INFO] BUILD SUCCESS
[INFO] ------------------------------------------------------------------------
[INFO] Total time: 2.087 s
[INFO] Finished at: 2014-08-30T12:31:00+08:00
[INFO] Final Memory: 8M/61M
[INFO] ------------------------------------------------------------------------

執行完generateChangeLog可以看到change log產生到我們plugin的設定中指定的位置src/main/resources/output.xml

如果沒有特別指定diffTypes參數,那只會產生’tables, views, columns, indexs,foreignkeys, primarykeys, uniqueconstraints’

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" standalone="no"?>
<databaseChangeLog xmlns="http://www.liquibase.org/xml/ns/dbchangelog" xmlns:ext="http://www.liquibase.org/xml/ns/dbchangelog-ext" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:schemaLocation="http://www.liquibase.org/xml/ns/dbchangelog-ext http://www.liquibase.org/xml/ns/dbchangelog/dbchangelog-ext.xsd http://www.liquibase.org/xml/ns/dbchangelog http://www.liquibase.org/xml/ns/dbchangelog/dbchangelog-3.2.xsd">
    <changeSet author="kent (generated)" id="1409373059484-1">
        <insert tableName="user">
            <column name="first_name" value="kent"/>
            <column name="last_name" value="chiu"/>
            <column name="address"/>
        </insert>
        <insert tableName="user">
            <column name="first_name" value="cindy"/>
            <column name="last_name" value="chiu"/>
            <column name="address"/>
        </insert>
    </changeSet>
    <changeSet author="kent (generated)" id="1409373299327-1">
        <createTable tableName="user">
            <column name="first_name" type="VARCHAR(50)">
                <constraints nullable="false"/>
            </column>
            <column name="last_name" type="VARCHAR(50)"/>
            <column name="address" type="VARCHAR(255)"/>
        </createTable>
    </changeSet>
</databaseChangeLog>

只產生data

指定diffTypes=data,就會只產生資料,不會有schema的資訊,如果有需要,也可以直接將資料匯出成csv檔

mvn liquibase:generateChangeLog -Dliquibase.diffTypes=data

產生的xml如下

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" standalone="no"?>
<databaseChangeLog xmlns="http://www.liquibase.org/xml/ns/dbchangelog" xmlns:ext="http://www.liquibase.org/xml/ns/dbchangelog-ext" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:schemaLocation="http://www.liquibase.org/xml/ns/dbchangelog-ext http://www.liquibase.org/xml/ns/dbchangelog/dbchangelog-ext.xsd http://www.liquibase.org/xml/ns/dbchangelog http://www.liquibase.org/xml/ns/dbchangelog/dbchangelog-3.2.xsd">
    <changeSet author="kent (generated)" id="1409373576402-1">
        <insert tableName="user">
            <column name="first_name" value="kent"/>
            <column name="last_name" value="chiu"/>
            <column name="address"/>
        </insert>
        <insert tableName="user">
            <column name="first_name" value="cindy"/>
            <column name="last_name" value="chiu"/>
            <column name="address"/>
        </insert>
    </changeSet>
</databaseChangeLog>


同時產生schema + data

如果要產生的xml如下,那diffTypes就要設定為tables,views,columns,indexs,foreignkeys,primarykeys,uniqueconstraints,data

mvn liquibase:generateChangeLog -Dliquibase.diffTypes=tables,views,columns,indexs,foreignkeys,primarykeys,uniqueconstraints,data

產生的xml如下

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" standalone="no"?>
<databaseChangeLog xmlns="http://www.liquibase.org/xml/ns/dbchangelog" xmlns:ext="http://www.liquibase.org/xml/ns/dbchangelog-ext" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:schemaLocation="http://www.liquibase.org/xml/ns/dbchangelog-ext http://www.liquibase.org/xml/ns/dbchangelog/dbchangelog-ext.xsd http://www.liquibase.org/xml/ns/dbchangelog http://www.liquibase.org/xml/ns/dbchangelog/dbchangelog-3.2.xsd">
    <changeSet author="kent (generated)" id="1409373576402-1">
        <insert tableName="user">
            <column name="first_name" value="kent"/>
            <column name="last_name" value="chiu"/>
            <column name="address"/>
        </insert>
        <insert tableName="user">
            <column name="first_name" value="cindy"/>
            <column name="last_name" value="chiu"/>
            <column name="address"/>
        </insert>
    </changeSet>
    <changeSet author="kent (generated)" id="1409373769747-1">
        <createTable tableName="user">
            <column name="first_name" type="VARCHAR(50)">
                <constraints nullable="false"/>
            </column>
            <column name="last_name" type="VARCHAR(50)"/>
            <column name="address" type="VARCHAR(255)"/>
        </createTable>
    </changeSet>
    <changeSet author="kent (generated)" id="1409373769747-2">
        <insert tableName="user">
            <column name="first_name" value="kent"/>
            <column name="last_name" value="chiu"/>
            <column name="address"/>
        </insert>
        <insert tableName="user">
            <column name="first_name" value="cindy"/>
            <column name="last_name" value="chiu"/>
            <column name="address"/>
        </insert>
    </changeSet>
</databaseChangeLog>


完整的pom.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/maven-v4_0_0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <groupId>com.kent</groupId>
    <artifactId>liquibase-exercise</artifactId>
    <version>1.1.0-SNAPSHOT</version>

    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.postgresql</groupId>
            <artifactId>postgresql</artifactId>
            <version>9.3-1101-jdbc41</version>
        </dependency>
    </dependencies>
    <build>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.liquibase</groupId>
                <artifactId>liquibase-maven-plugin</artifactId>
                <version>3.2.2</version>
                <configuration>
                    <changeLogFile>${basedir}/src/main/resources/db.changelog-master.xml</changeLogFile>
                    <outputChangeLogFile>${basedir}/src/main/resources/output.xml</outputChangeLogFile>
                    <driver>org.postgresql.Driver</driver>
                    <url>jdbc:postgresql://localhost:5432/mydb</url>
                    <username>postgres</username>
                    <password>postgres</password>
                    <promptOnNonLocalDatabase>false</promptOnNonLocalDatabase>
                    <!-- 同時產生資料跟schema -->
                    <!--
                    <diffTypes>tables, views, columns, indexs,foreignkeys, primarykeys, uniqueconstraints, data</diffTypes>
                    -->
                </configuration>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>        
</project>                     

個人心得

會接觸liquibase,主要是因為維護的專案,是屬於產品類型的,一但delivery給客戶後,要昇級程式,常不可避免的會動到db的結構或資料。 新增table跟column通常都不太會有問題,但是如果是要做delete或rename,甚至是對即有資料內容做一些格式的調整或轉換,一些簡單的sql指令(ddl或dml)就有點使不上力了,可能就要寫一些sql的funciton來處理,如果邏輯更複雜時就需要用程式處理,

在當時並沒有比較適合的solution,於是採用了類似Ruby On Rails管資料庫版本的方式做了一套,大部份的異動,都還是希望透過 sql script就能處理,但有些最基本的判斷,像column存不存在,不存在就建立,或column的rename,這些透過sql也不是很好處理,通常都要透過自製的sql function來處理,如果比較複雜的,就寫一個小程式來取代原來的sql script,使用上並不方便,而且 維護成本也不小,光每次測試sql patch,所以這次斷然決定換成用liquibase來管理,看看會不會有顯著的改善,目前看來使用經 驗算是不錯。

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