flask 使用Flask-Migrate迁移数据库（创建迁移环境、生成迁移脚本、更新数据库）

使用Flask-Migrate迁移数据库

在开发时，以删除表再重建的方式更新数据库简单直接，但明显的缺陷是会丢掉数据库中的所有数据。在生产环境下，没有人想把数据都删除掉，这时需要使用数据库迁移工具来完成这个工作。SQLAlchemy的开发者Michael Bayer写了一个数据库迁移工作—Alembic来帮助我们实现数据库的迁移，数据库迁移工具可以在不破坏数据的情况下更新数据库表的结构。蒸馏器（Alembic）是炼金术士最重要的工具，要学习SQL炼金术（SQLAlchemy），当然要掌握蒸馏器的使用。

扩展Flask-Migrate继承了Alembic，提供了一些flask命令来简化迁移工作，我们将使用它来迁移数据库。Flask-Migrate及其依赖（主要是Alembic）可以使用pipenv安装：

(Lenovo-ezd1lI9Y) C:\Users\Lenovo>pipenv install flask-migrate

在程序中，我们实例化Flask-Migrate提供的Migrate类，进行初始化操作：

from flask import Flask, render_template, flash, url_for, redirect
from flask_sqlalchemy import SQLAlchemy
from flask_migrate import Migrate

app = Flask(__name__)
db = SQLAlchemy(app)
migrate = Migrate(app, db)  # 在db对象创建后调用

实例化Migrate类时，除了传入程序app，还需要传入实例化Flask-SQLAlchemy提供的SQLAlchemy类创建的db对象作为第二个参数。

1、创建迁移环境--flask db init

在开始迁移数据之前，需要先使用下面的命令创建一个迁移环境：

(Lenovo-ezd1lI9Y) D:\flask\FLASK_PRACTICE\DataBase>flask db init
Creating directory D:\flask\FLASK_PRACTICE\DataBase\migrations ... done
Creating directory D:\flask\FLASK_PRACTICE\DataBase\migrations\versions ... done
Generating D:\flask\FLASK_PRACTICE\DataBase\migrations\alembic.ini ... done
Generating D:\flask\FLASK_PRACTICE\DataBase\migrations\env.py ... done
Generating D:\flask\FLASK_PRACTICE\DataBase\migrations\env.pyc ... done
Generating D:\flask\FLASK_PRACTICE\DataBase\migrations\README ... done
Generating D:\flask\FLASK_PRACTICE\DataBase\migrations\script.py.mako ... done
Please edit configuration/connection/logging settings in 'D:\\flask\\FLASK_PRACTICE\\DataBase\\migrations\\alembic.ini' before proceeding.

Flask-Migrate提供了一个命令集，使用db作为命令集名称，它提供的命令都以flask db开头。你可以在命令行中输入flask—help查看所有可用的命令和说明。

(Lenovo-ezd1lI9Y) D:\flask\FLASK_PRACTICE\DataBase>flask db --help
Usage: flask db [OPTIONS] COMMAND [ARGS]...

  Perform database migrations.

Options:
  --help  Show this message and exit.

Commands:
  branches   Show current branch points
  current    Display the current revision for each database.
  downgrade  Revert to a previous version
  edit       Edit a revision file
  heads      Show current available heads in the script directory
  history    List changeset scripts in chronological order.
  init       Creates a new migration repository.
  merge      Merge two revisions together, creating a new revision file
  migrate    Autogenerate a new revision file (Alias for 'revision...
  revision   Create a new revision file.
  show       Show the revision denoted by the given symbol.
  stamp      'stamp' the revision table with the given revision; don't run...
  upgrade    Upgrade to a later version

迁移环境只需要创建一次。这会在你的项目根目录下创建一个migrations文件夹其中包含了自动生成的配置文件和迁移版本文件夹。

2、生成迁移脚本--flask db migrate -m "add note timestamp"

使用migrate子命令可以自动生成迁移脚本：

(Lenovo-ezd1lI9Y) D:\flask\FLASK_PRACTICE\DataBase>flask db migrate -m "add note timestamp"
INFO  [alembic.runtime.migration] Context impl SQLiteImpl.
INFO  [alembic.runtime.migration] Will assume non-transactional DDL.
INFO  [alembic.autogenerate.compare] Detected removed table u'draft'
INFO  [alembic.autogenerate.compare] Detected removed table u'post'
INFO  [alembic.autogenerate.compare] Detected removed table u'comment'
Generating D:\flask\FLASK_PRACTICE\DataBase\migrations\versions\cdd9d12762fc_add_note_timestamp.py ... done

这条命令可以简单理解为在flask里对数据库（db）进行迁移（migrate）。-m选项用来添加迁移备注信息。从上面的输出信息我们可以看到，Alembic检测出了模型变化：表note新加了一个timestamp列，并且相应生成了一个迁移脚本cdd9d12762fc_add_note_timestamp.py：

"""add note timestamp

Revision ID: 7f3dae8cae4d
Revises:
Create Date: 2019-04-01 21:56:32.469000

"""
from alembic import op
import sqlalchemy as sa

# revision identifiers, used by Alembic.
revision = '7f3dae8cae4d'
down_revision = None
branch_labels = None
depends_on = None

def upgrade():
    # ### commands auto generated by Alembic - please adjust! ###
    op.drop_table('draft')
    op.drop_table('post')
    op.drop_table('comment')
    op.add_column('note', sa.Column('timeStamp', sa.String(length=70), nullable=True))
    op.create_unique_constraint(None, 'note', ['timeStamp'])
    # ### end Alembic commands ###

def downgrade():
    # ### commands auto generated by Alembic - please adjust! ###
    op.drop_constraint(None, 'note', type_='unique')
    op.drop_column('note', 'timeStamp')
    op.create_table('comment',
    sa.Column('id', sa.INTEGER(), nullable=False),
    sa.Column('body', sa.TEXT(), nullable=True),
    sa.Column('post_id', sa.INTEGER(), nullable=True),
    sa.ForeignKeyConstraint(['post_id'], [u'post.id'], ),
    sa.PrimaryKeyConstraint('id')
    )
    op.create_table('post',
    sa.Column('id', sa.INTEGER(), nullable=False),
    sa.Column('title', sa.VARCHAR(length=50), nullable=True),
    sa.Column('body', sa.TEXT(), nullable=True),
    sa.PrimaryKeyConstraint('id')
    )
    op.create_table('draft',
    sa.Column('id', sa.INTEGER(), nullable=False),
    sa.Column('body', sa.TEXT(), nullable=True),
    sa.Column('edit_time', sa.INTEGER(), nullable=True),
    sa.PrimaryKeyConstraint('id')
    )
    # ### end Alembic commands ###

从上面的代码可以看出，迁移脚本主要包含了两个函数：upgrate()函数用来将改动应用到数据库，函数中包含了向表中添加timestamp字段的命令，而downgrade()函数用来撤消改动，包含了删除timestamp字段的命令。

就像这两个函数中的注释所说的，迁移命令是有Alembic自动生成的，其中可能包含错误，所以有必要在生成后检查一下。

因为每一次迁移都会生成新的迁移脚本，而且Alemic为每一次迁移都生成了修订版本（revision）ID，所以数据库可以恢复到修改历史中的任一点。正因如此，迁移环境中的文件也要纳入版本控制。

有些复杂的错误无法实现自动迁移，这时可以使用revision命令手动创建迁移脚本。这同样会生成一个迁移脚本，不过脚本中的upgrade()和downgrade()函数都是空的。你需要使用Alembic提供的Operations对象指令在这两个函数中实现具体操作，具体可以访问Alembic官方文档查看。

3、更新数据库--flask db upgrade

生成了迁移脚本后，使用upgrade子命令即可更新数据库：

(Lenovo-ezd1lI9Y) D:\flask\FLASK_PRACTICE\DataBase>flask db upgrade
INFO  [alembic.runtime.migration] Context impl SQLiteImpl.
INFO  [alembic.runtime.migration] Will assume non-transactional DDL.
INFO  [alembic.runtime.migration] Running upgrade  -> 7f3dae8cae4d, add note timestamp
ERROR [root] Error: No support for ALTER of constraints in SQLite dialect

如果还没有创建数据库和表，这个命令会自动创建，如果已经创建，则会在不损坏数据的前提下执行更新。

从客户端可以看到note表新增加了一个timestamp字段

如果你想回滚迁移，那么可以使用downgrade命令（降级），它会撤销最后一次迁移在数据库中的改动，这在开发时非常有用。比如，当执行upgrade命令后发现某些地方出错了，这时就可以执行flask db downgrade命令进行回滚，删除对应的迁移脚本，重新生成迁移脚本后再进行更新（upgrade）。

SQLite迁移问题：flask db downgrade 报错

(Lenovo-ezd1lI9Y) D:\flask\FLASK_PRACTICE\DataBase>flask db downgrade 5e87b4da6187
INFO  [alembic.runtime.migration] Context impl SQLiteImpl.
INFO  [alembic.runtime.migration] Will assume non-transactional DDL.
ERROR [root] Error: Destination 5e87b4da6187 is not a valid downgrade target from current head(s)

是因为sqlite不支持alter机制的原因

开发时是否需要迁移？

在生产环境下，当对数据库结构进行修改后，进行数据库迁移是必要的。因为你不想损坏任何数据，在生成自动迁移脚本之后，执行更新之前，对迁移脚本进行检查，甚至是使用备份的数据库进行迁移测试，都是有必要的。

在开发环境中，你可以按需要选择是否进行数据库迁移，对于大多数程序来说，可以在开发时使用虚拟数据生成工具来生成虚拟数据，从而避免手动创建记录进行测试，这样每次更改表结构时，可以直接清楚后重新生成，然后生成测试数据，这要比执行一次迁移简单的多（后续会学到通过一个命令完成所有工作），除非生成虚拟数据耗费的时间过长。

另外，在本地本地开发时通常使用SQLite作为数据库引擎。SQLite不支持ALTER语句，而这正是迁移工具依赖的工作机制，也就是说，当SQLite数据库的字段删除或修改后，我们没法直接使用迁移工具进行更新，你需要手动添加迁移代码进行迁移。在开发中，修改和删除列是很常见的行为，手动操作迁移会花费太多时间。

对于SQLite，迁移工具一般使用”move and copy”的工作流（创建新表、迁移数据、删除旧表）达到类似的效果。

如果希望让生产环境的部署更搞笑，则应该尽可能让开发环境和生产环境保持一致。这时应该考虑直接在本地使用MySQL或其他的DBMS，然后设置迁移环境。