Регистрация

[Java, Администрирование баз данных, DevOps] Версионирование структуры БД при помощи Liquibase

Ответить на тему
Автор Сообщение
news_bot ®

Стаж: 6 лет 9 месяцев
Сообщений: 27286

Создавать темы news_bot ® написал(а)
25-Мар-2021 13:32
Цитировать

Большая часть приложений, которые мне встречались, хранят данные в SQL базе данных. Если у вас корпоративное приложение, то скорее всего имеется несколько стендов: стенд разработки, пре-прод и прод. А над приложением трудится команда разработчиков.Такие приложения сталкиваются с проблемой синхронизации схемы БД между контурами и самими разработчиками. Надо как-то передать изменения, которые вы внесли всем остальным и при этом не получить конфликты.Эти проблемы решает система управления миграциями Liquibase. Это своего рода система контроля версий вашей базы данных.
Liquibase - независимая от базы данных библиотека для отслеживания, управления и применения изменений схемы базы данных.
Изменения для БД записываются в формате понятном Liquibase, а уже он в свою очередь выполняет запросы к базе данных. Таким образом реализуется независимость от конкретной БД. Liquibase поддерживает 10 типов баз данных, включая DB2, Apache Derby, MySQL, PostgreSQL, Oracle, Microsoft® SQL Server, Sybase и HSQL. Список всех поддерживаемых БД можно посмотреть на сайте.
Существует другие системы управления миграциями: Doctrine 2 migrations, Rails AR migrations, DBDeploy и т.д. Но некоторые из них платформо-зависимые, некоторые не обладают таким широким функционалом.Также серьезный недостаток многих систем — невозможность применения некоторых изменений без потери данных, например, переименование столбца произойдет как две операции: drop + add, что приведет к потере данных.
Как работает LiquibaseLiquibase — кросс платформенное Java приложение, это значит, что вы можете скачать JAR файл и использовать его на Windows, Mac или Linux.Для примера мы будем рассматривать работу со spring-boot приложением и PostgresSQL базой данных. Но вы должны знать, что liquibase можно использовать и отдельно в виде .jar файла. Вот так:
java -jar liquibase.jar --driver=com.mysql.jdbc.Driver--classpath=lib/mysql-connector-java-5.1.21-bin.jar --changeLogFile=/path/to/changelog.yaml --url="jdbc:mysql://localhost/application" --username=dbuser --password=secret update
ChangelogИзменения структуры базы данных записываются в файлы, которые называются changelog. Поддерживаемые форматы: XML, YAML, JSON или SQL.Файлы изменений могут быть произвольно включены друг в друга для лучшего управления. Подробнее об этом ниже.
Я являюсь ярым противником XML конфигураций, но в данном случае это самый удобный формат для записи миграций.
ChangeSetChangeSet – это аналог коммита в системах контроля версий, таких как Git. ChangeSet может содержать одно или несколько изменений базы данных. Хорошей практикой считается одна команда для одного ChangeSet.Каждый changeSet имеет составной идентификатор id и author, который должен быть уникальным.При первом запуске Liquibase создает две технические таблицы:
  • databasechangelog – Содержит список изменений схемы БД. Туда записываются уже выполненные changeSet.
  • databasechangelock – Используется для блокировки на время работы, чтобы гарантировать одновременную работу только одного экземпляра Liquibase.
БлокировкаЕсли несколько экземпляров Liquibase будут выполняться одновременно с одной и той же базой данных, вы получите конфликты. Это может произойти, если несколько разработчиков используют один и тот же экземпляр базы данных или если в кластере несколько серверов, которые автоматически запускают Liquibase при запуске.Для защиты от таких ситуаций Liquibase создает таблицу databasechangelock, в которой есть boolean поле locked. При запуске Liquibase проверяет его состояние, и если оно true, то ожидает смены на false.Экстренно остановив выполнение программы в самом начале, может сложиться ситуация при котором Liquibase успеет поставить флаг, но не поменяет его на false. В логах это будет выглядеть так:
locked-database.jpgЧтобы исправить эту проблему, в таблице databasechangelock измените поле locked на false.
databasechangelock.jpgКонтрольная суммаДалее Liquibase читает главный changelog, проверяя какие изменения уже были приняты, а какие надо выполнить.После выполнения changeSet в таблицу databasechangelog со всем прочим записывается MD5 хэш changeSet. Хэш высчитывается на основе нормализованного содержимого XML.При следующем запуске Liquibase будет сверять вновь рассчитанные хэш суммы, со значениями в его таблице. Если вы изменили уже выполненный changeSet, то хэш сумма будет отличаться, и приложение упадет с ошибкой при старте.
error-md5.jpg
После выполнения changeset нельзя изменить
Начало работыИ так у нас уже есть spring-boot приложение, в которое мы хотим добавить Liquibase.
Репозиторий с примерами из статьи на GitHub:
https://github.com/Example-uPagge/liqubase
Настройка для spring-bootЧтобы добавить поддержку Liquibase, нужно указать следующие зависимости в maven:
<dependency>
    <groupId>org.liquibase</groupId>
    <artifactId>liquibase-core</artifactId>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-data-jpa</artifactId>
</dependency>
Так же в файл application.yml укажем соединение с базой данных:
spring:
  datasource:
    url: jdbc:postgresql://localhost:5432/liquibase_example
    username: postgres
    driver-class-name: org.postgresql.Driver
    password: password
Если вы используете Hibernate, то не забудьте отключить создание схемы БД.Теперь нам необходимо создать главный changelog. По умолчанию в spring-boot Liquibase ищет его в папке resources/db/changelog/db.changelog-master.yml. Как я уже говорил мы будем использовать XML формат.Создаем файл resources/db/changelog/db.changelog-master.xml. И изменяем путь в application.yml:
spring:
  # .. .. .. .. ..
  liquibase:
    change-log: classpath:db/changelog/db.changelog-master.xml
Вставляем начальное содержимое в файл:
<databaseChangeLog
        xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
        xmlns="http://www.liquibase.org/xml/ns/dbchangelog"
        xsi:schemaLocation="http://www.liquibase.org/xml/ns/dbchangelog http://www.liquibase.org/xml/ns/dbchangelog/dbchangelog-3.1.xsd">
    // сюда пишутся changeSets
</databaseChangeLog>
Чтобы быстро получить результат, мы создадим changeSet прямо в этом файле, а потом я расскажу почему так делать не стоит ?Создание таблицыСоздадим таблицу Person.
<changeSet id="create-table-person" author="uPagge">
    <createTable tableName="person">
        <column name="id" type="int" autoIncrement="true">
            <constraints nullable="false" primaryKey="true"/>
        </column>
        <column name="name" type="varchar(64)"/>
        <column name="telegram_id" type="int">
            <constraints unique="true"/>
        </column>
    </createTable>
</changeSet>
Тег createTable содержит параметр tableName, который указывает имя новой таблицы. Внутри этого тега мы перечислили колонки, которые нам нужны.Для колонок обязательно необходимо указать тип. Тип указывается в формате Liquibase, после чего он приводится для конкретной реализации БД.Отдельного внимания заслуживает колонка id. Для нее мы задали автоинкремент, а так же в constraints указали ограничения колонки:
  • primaryKey="true" – колонка является первичным ключом таблицы.
  • nullable="false" – значения не могут быть NULL.При использовании primaryKey параметр nullable не обязателен. Но если вы используете H2 для тестов, то у вас могут возникнуть проблемы из-за его отсутствия.
После запуска spring-boot приложения у нас будет создано 3 таблицы, одна из которых и будет person.Добавление колонки в таблицуА теперь попробуем добавить новую колонку в таблицу в этом changeSet. Изменим его:
<changeSet id="create-table-person" author="uPagge">
  <createTable tableName="person">
    <column name="id" type="int" autoIncrement="true">
      <constraints nullable="false" primaryKey="true"/>
    </column>
    <column name="name" type="varchar(64)"/>
    <column name="telegram_id" type="int">
      <constraints unique="true"/>
    </column>
    <column name="address" type="varchar(300)"/>
  </createTable>
</changeSet>
Снова запустив приложение мы получим ошибку.Если changeSet уже выполнился, и запись об этом есть в databasechangelog, то вы не можете просто изменить changeSet. Вы же не можете в git изменить уже опубликованный коммит.В этом случае у вас три пути:
  • Создать новый changeSet с изменениями. [Рекомендуемый]
  • Выполнить откат средствами Liquibase.
  • Удалить запись о выполнении changeSet из databasechangelog. Не рекомендую этот вариант, если changeSet уже был выполнен на каком-то контуре. Этот вариант удобен для локальной разработке.
Вернем changeSet в его предыдущее состояние и создадим новый:
<changeSet id="create-table-person" author="uPagge">
    <createTable tableName="person">
        <column name="id" type="int" autoIncrement="true">
            <constraints nullable="false" primaryKey="true"/>
        </column>
        <column name="name" type="varchar(64)"/>
        <column name="telegram_id" type="int">
            <constraints unique="true"/>
        </column>
    </createTable>
</changeSet>
<changeSet id="add-new-column-address" author="uPagge">
    <addColumn tableName="person">
        <column name="address" type="varchar(300)"/>
    </addColumn>
</changeSet>
Запускаем приложение. На этот раз успешно, новая колонка добавилась.
add-new-column-success.jpgСвязь с другой таблицейСвязь между таблицами довольно частое явление. Добавим новую таблицу Book и свяжем ее с таблицей Person. Создадим новый changeSet:
<changeSet id="create-table-book" author="uPagge">
    <createTable tableName="book">
        <column name="id" type="int" autoIncrement="true">
            <constraints nullable="false" primaryKey="true"/>
        </column>
        <column name="name" type="varchar(64)"/>
        <column name="author_id" type="int">
            <constraints foreignKeyName="book_author_id_person_id" references="person(id)"/>
        </column>
    </createTable>
</changeSet>
Теперь атрибут author_id связан с атрибутом id в таблице Person.При этом обязательно нужно указать уникальный foreignKeyName. Я пользуюсь следующим правилом: имя_таблицы + имя_поля + имя_главной_таблицы + имя_поля_главной_таблицы.Также мы можем указать тип каскадной операции:Теперь атрибут author_id связан с атрибутом id в таблице Person.При этом обязательно нужно указать уникальный foreignKeyName. Я пользуюсь следующим правилом: имя_таблицы + имя_поля + имя_главной_таблицы + имя_поля_главной_таблицы.Также мы можем указать тип каскадной операции:
<constraints foreignKeyName="book_author_id_person_id" references="person(id)" deleteCascade="true"/>
Теперь, если автор книги будет удален, то книга тоже будет удалена.Если вам необходима операция каскадного обновления, то вам нужен второй способ связи с таблицей:
<changeSet id="create-table-book" author="uPagge">
    <createTable tableName="book">
        <column name="id" type="int" autoIncrement="true">
            <constraints nullable="false" primaryKey="true"/>
        </column>
        <column name="name" type="varchar(64)"/>
        <column name="author_id" type="int"/>
    </createTable>
    <addForeignKeyConstraint baseTableName="book" baseColumnNames="author_id"
                             constraintName="book_author_id_person_id"
                             referencedTableName="person"
                             referencedColumnNames="id"
                             onUpdate="CASCADE"/>
</changeSet>
Создание представленияНесмотря на то, что к этому моменту вы уже полюбили создание изменений с помощью XML, для создания представления придется использовать SQL:
<changeSet id="create-view-book-author" author="uPagge">
    <createView viewName="author_and_book">
        SELECT p.id as person_id,
               p.name as person_name,
               b.id as book_id,
               b.name as book_name
        FROM person p
                 LEFT JOIN book b on p.id = b.author_id
    </createView>
</changeSet>
? Советы от бывалыхПознакомился я с Liquibase на своей стажировке в 2017. С тех пор я использую Liquibase на своих домашних проектах, и продвигаю его использование на рабочих.Мне уже проще написать changeSet, чем SQL. Поэтому далее будет небольшой список рекомендаций, которые облегчат вам жизнь.Организация ChangeSetДобавляя все changeSet в один changelog у вас могло закрасться сомнение: а все ли мы правильно делаем. Схема БД может довольно динамично меняться, особенно в начале создания приложения, поэтому мы ожидаем множество changeSet.Можно создавать множество ChangeLog и включать их друг в друга. Далее я расскажу о своем подходе к организации changelog.Я придерживаюсь следующего подхода:
  • Для каждой текущей версии приложения создаем папку в db/changelog. Так как у нас еще нет версии приложения, то будем использовать папку v.1.0.0.
  • В этой папке у нас будет локальный главный чейджлог-файл. Я называю их cumulative.xml.
  • Когда вам необходимо внести набор изменений для схемы БД, то вы создаете отдельный changelog и включаете его в cumulative.xml.
  • В db.changelog-master.xml мы подключаем все cumulative.xml.
Во время выпуска релиза у вас могут оказаться запросы на слияния, которые затрагивают добавления новых changeSet. В этих ПР необходимо создать новую папку для новых changeLogs с номером нового релиза и перенести туда changeLogs для этих ПРов.
Правила именованияПравило именования файлов позволяет без просмотра кумулятивных чейнджлогов файлов понять, что за чем следовало, и не допустит случайного повторения id у changeSet.Вы можете придумать свои правила, но вот что предлагаю я:
  • Каждый changelog, кроме cumulative.xml, начинается с текущей даты, а далее короткое описание всех изменений. Например: 2020-03-08-create-tables.xml
  • Так же поступайте с id у changeSet. Например id="2020-03-08-create-table-person".
Не изменяйте данныеабота с данными в БД не входит в число ключевых фич Liquibase и ограничивается лишь простейшими операциями вставки и удаления или изменения. Исходя из своего опыта крайне не рекомендую изменять данные с помощью Liquibase.
  • Кто-нибудь обязательно ошибется и ошибка уедет на тестовую среду, а откатывать придется вручную.
  • Идентификаторы к записям чаще всего генерируются автоматически, что может привести к дополнительным конфликтам.
Используйте XMLИногда хочется «облегчить» жизнь и отказаться от XML, начав использовать более краткий DSL: groovy, yaml, json.Все это очень хорошо до тех пор, пока вам не захочется иметь:
  • Авто дополнение в IDE
  • Автоматическую проверку формальной верности документа по схеме данных
Используйте remarkРазработчики стараются давать понятные имена для переменных, но дополнительное описание не будет лишним. Параметр remark позволяет добавлять описания к таблицам и полям.
<changeSet id="2021-02-22-create-person" author="uPagge">
    <createTable tableName="person" remarks="Пользователи системы">
        <column name="id" type="int" autoIncrement="true" remarks="Идентификатор">
            <constraints nullable="false" primaryKey="true"/>
        </column>
        <column name="name" type="varchar(64)" remarks="Имя пользователя">
            <constraints nullable="false"/>
        </column>
        <column name="telegram" type="int" remarks="Идентификатор в телеграмм">
            <constraints unique="true"/>
        </column>
    </createTable>
</changeSet>
Итого
Эта же статья в момем блоге: Версионирование структуры БД при помощи Liquibase.
В этой статье мы обсудили логику работы Liquibase, а так же простое внедрение его в ваше приложение. Этого уже достаточно, чтобы начать пользоваться Liquibase.В следующей статье я расскажу, как откатывать изменения.
 ===========
 Источник:
habr.com
===========
Похожие новости: Теги для поиска: #_java, #_administrirovanie_baz_dannyh (Администрирование баз данных), #_devops, #_java, #_bazy_dannyh (базы данных), #_liquibase, #_spring_boot, #_java, #_administrirovanie_baz_dannyh (
Администрирование баз данных
), #_devops
Профиль  ЛС 
Показать сообщения:     
Ответить на тему

Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах
Вы не можете прикреплять файлы к сообщениям
Вы не можете скачивать файлы

Текущее время: 22-Ноя 14:15
Часовой пояс: UTC + 5