Liquibase-数据库版本管理控制

1. 简介

Liquibase是一个用于跟踪、管理和应用数据库变化的开源的数据库重构工具。它将所有数据库的变化（包括结构和数据）都保存在XML文件中，便于版本控制。

Liquibase使参与应用程序发布过程的任何人都可以轻松地：

• 不依赖于特定的数据库，Liquibase会自动适配目标数据库进行脚本初始化，目前支持至少30种主流数据库。
• 提供数据库比较功能，比较结果保存在XML中，基于该XML可以用Liquibase轻松部署或升级数据库。
• 以XML记录/存储数据库变化，其中以author和id唯一标识一个变化（ChangSet），支持数据库变化的合并，因此支持多开发人员同时工作。
• 在数据库中保存数据库修改历史（DatabaseChangeHistory），在数据库升级时自动跳过已应用的变化（ChangSet）。
• 提供变化应用的回滚功能，可按时间、数量或标签（tag）回滚已应用的变化。通过这种方式，开发人员可轻易的还原数据库在任何时间点的状态。
• 可生成数据库修改文档（HTML格式）
• 提供数据重构的独立的IDE和Eclipse插件
• 将所有变化（包括结构和数据）存在XML文件中，便于版本控制的工具
  
  springboot支持，只需要导入依赖。
  
  application.yml配置（可选）
  
  不配置，默认去resource/db/changelog下找db.changelog-mastert.yml文件

2. Quick Start

使用步骤

• step1: 创建一个数据库变更日志(change log)文件。
• step2: 在变更日志文件内部创建一个变更集(change set)。
• step3: 通过命令行或构建脚本对数据库进行变更集。
• step4: 检验数据库中的变更

面向spring开发，通过springboot 整合 liquibase 了解其作用。

2.1 添加maven依赖

<parent>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
    <version>2.3.9.RELEASE</version>
    <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
</parent>

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    </dependency>

    <dependency>
        <groupId>org.liquibase</groupId>
        <artifactId>liquibase-core</artifactId>
        <version>4.8.0</version>
    </dependency>

    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-jdbc</artifactId>
    </dependency>

    <dependency>
        <groupId>mysql</groupId>
        <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
    </dependency>
</dependencies>

2.2 application.yaml

spring:
  datasource:
    driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver
    url: jdbc:mysql://localhost:3306/test?useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8&autoReconnect=true
    username: root
    password: 123456
  liquibase:
    # 指定配置文件路径
    change-log: classpath:db/db.changelog-master.xml
    # 覆盖本地 ddl dml
    drop-first: true
    # 是否启用
    enabled: true
    # 记录版本日志表
    database-change-log-table: databasechangelog
    # 记录版本改变lock表
    database-change-log-lock-table: databasechangeloglock

2.3 添加 liquibase xml

db.changelog-master.xml

liquibase 配置文件入口，主要用来引用其他的changelog.xml，如下配置文件中的include，当然也可以使用includeAll来引用整个目录

<?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-3.8.xsd">
    <include file="classpath:db/changelog/changelog-init-0.0.1.xml"/>
</databaseChangeLog>

changelog-init-0.0.1.xml

主要记录了ddl的变化信息，比如 如下配置文件中创建了两个表role和user

<?xml version="1.1" 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:pro="http://www.liquibase.org/xml/ns/pro" 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/pro http://www.liquibase.org/xml/ns/pro/liquibase-pro-4.6.xsd http://www.liquibase.org/xml/ns/dbchangelog http://www.liquibase.org/xml/ns/dbchangelog/dbchangelog-4.6.xsd">
    <changeSet author="ludangxin" id="1662615627445-2">
        <createTable tableName="role" remarks="角色信息表">
            <column name="name" remarks="角色名称" type="VARCHAR(255)"/>
            <column name="role_key" remarks="角色key" type="VARCHAR(255)"/>
        </createTable>
    </changeSet>

    <changeSet author="ludangxin" id="1662615627445-3">
        <createTable tableName="user" remarks="用户信息表">
            <column name="id" type="INT" remarks="主键">
                <constraints nullable="false" primaryKey="true"/>
            </column>
            <column name="username" type="VARCHAR(255)" remarks="用户名称"/>
            <column name="password" type="VARCHAR(255)" remarks="密码"/>
            <column name="age" type="INT" remarks="性别"/>
            <column name="sex" type="VARCHAR(255)" remarks="性别"/>
            <column name="role" type="VARCHAR(255)" remarks="角色"/>
            <column name="create_time" type="DATETIME" defaultValueComputed="NOW()" remarks="创建时间"/>
        </createTable>
    </changeSet>
</databaseChangeLog>

2.4 启动测试

项目启动完成后，查看数据库如下图，我们在changelog-init-0.0.1.xml文件中定义的脚本初始化到了数据库中

通过该demo快速的完成了springboot 集成 liquibase，且完成数据库的初始化。

2.5 测试changeset版本控制

前提是我们将application.yml中的drop-first置为false，因为drop-first=true相当于每次都重置数据库

此时我们想在user表中新增一个create_by字段，便直接在之前的changeset中添加了字段，如下图所示，然后启动项目看结果

启动时控制台报错信息如下：

报错信息是我们直接修改了changeset后导致md5值与之前的不匹配（直接在之前的changeset中做了修改）

liquibase如何判断 是同一changeset的？

​ author和id唯一标识一个变化（ChangSet）

liquibase是如何进行changeset版本控制的？

​ Liquibase会对已经执行的changelog的每一个changeSet的内容进行md5计算，生成的值是databasechanglog表的MD5SUM字段。

​ 当重新启动Liquibase时，会对每个changeSet进行md5值计算，与databasechanglog表中的MD5SUM字段进行对比，如果不一致，说明changeSet值已经被修改，无法启动成功。

3. DDL操作

3.1 创建表

<changeSet author="ludangxin" id="20220908-1">
    <createTable tableName="order" remarks="订单信息表">
        <column name="id" remarks="主键" type="BIGINT">
            <constraints nullable="false" primaryKey="true"/>
        </column>
        <column name="order_number" remarks="订单编号" type="VARCHAR(255)"/>
        <column name="user_id" remarks="用户id" type="BIGINT"/>
    </createTable>
</changeSet>

3.2 删除表

<changeSet author="ludangxin" id="20220908-2">
    <dropTable tableName="order"/>
</changeSet>

3.3 修改表

3.3.1 添加字段

<changeSet author="ludangxin" id="20220908-3">
    <addColumn tableName="order">
        <column name="status" remarks="订单状态" type="INT" defaultValue="0"/>
    </addColumn>
</changeSet>

3.3.2 删除字段

<changeSet author="ludangxin" id="20220908-4">
    <dropColumn tableName="order" columnName="order_number"/>
</changeSet>

3.3.3 修改字段

<changeSet author="ludangxin" id="20220908-5">
    <renameColumn tableName="order" oldColumnName="status" newColumnName="state" columnDataType="VARCHAR(10)" remarks="订单状态"/>
</changeSet>

修改字段类型 不建议使用 因为会把字段的其他信息搞丢，比如字段注释

<changeSet author="ludangxin" id="20220908-7">
    <modifyDataType tableName="order" columnName="state" newDataType="INT" />
</changeSet>

4. DML操作

4.1 数据初始化

项目部署难免会有系统内置的数据，这时我们可以通过使用liquibase进行初始化

新建csv文件user-init-0.0.1.csv

"id","username","password","age","sex","role","create_time","create_by"
"111","张三","222","23","1","admin","2022-09-08 14:22:33","system"
"112","李四","333","26","1","admin","2022-09-08 14:22:33","system"
"113","王五","444","25","1","admin","2022-09-08 14:22:33","system"

使用loadData标签进行数据的初始化

<changeSet author="ludangxin" id="20220908-8">
    <loadData tableName="user" file="data/user-init-0.0.1.csv"
              separator=","
              encoding="UTF-8"
              relativeToChangelogFile="true"/>
</changeSet>

4.2 新增数据

<changeSet author="ludangxin" id="20220908-6">
    <insert tableName="order">
        <column name="id" valueNumeric="666"/>
        <column name="user_id" value="2222"/>
        <column name="state" value="2"/>
    </insert>
    <insert tableName="order">
        <column name="id" valueNumeric="888"/>
        <column name="user_id" value="3333"/>
        <column name="state" value="1"/>
    </insert>
</changeSet>

4.3 初始化总是变动的数据

使用上述的loadData标签加载数据，当数据发生变化时，直接修改csv文件进行发布时，会报错版本不一致。

这时可以使用loadUpdateData标签进行处理，注意的是changeset上需要加参数runOnChange="true"(当数据发生改变时不去校验md5)如下

<changeSet author="ludangxin" id="20220908-9" runOnChange="true">
    <loadUpdateData tableName="user" file="data/user-init-0.0.1.csv"
              primaryKey="id"
              separator=","
              encoding="UTF-8"
              relativeToChangelogFile="true"/>
</changeSet>

5. 集成maven

使用maven集成liquibase可以方便的通过liquibase maven plaugin实现很多功能。例如：脚本运行，生成文档，数据库差异比较等

5.1 添加 properties

添加properties 文件用来配置liquibase plugin的配置信息。例如 数据库的链接信息，配置文件路径的配置等

liquibase.properties

-- 数据库连接信息
driver=com.mysql.cj.jdbc.Driver
url=jdbc:mysql://localhost:3306/test2?useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8&autoReconnect=true
username=root
password=123456
-- liquibse系统表 表名称配置
databaseChangeLogTableName=databasechangelog
databaseChangeLogLockTableName=databasechangeloglock
-- 输出文件路径配置
outputChangeLogFile=src/main/resources/db/changelog/changelog-output-0.0.1.xml
-- liuquibase xml文件路径指定
changeLogFile=src/main/resources/db/db.changelog-master.xml

5.2 修改pom

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

    <parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>2.3.9.RELEASE</version>
        <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
    </parent>

    <groupId>org.example</groupId>
    <artifactId>liquibase-demo2</artifactId>
    <version>1.0-SNAPSHOT</version>

    <properties>
        <liquibase.version>4.8.0</liquibase.version>
    </properties>

    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.liquibase</groupId>
            <artifactId>liquibase-core</artifactId>
            <version>${liquibase.version}</version>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-jdbc</artifactId>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>mysql</groupId>
            <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
        </dependency>
    </dependencies>

    <build>
        <pluginManagement>
            <plugins>
                <plugin>
                    <groupId>org.liquibase</groupId>
                    <artifactId>liquibase-maven-plugin</artifactId>
                    <version>${liquibase.version}</version>
                </plugin>
            </plugins>
        </pluginManagement>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.liquibase</groupId>
                <artifactId>liquibase-maven-plugin</artifactId>
                <configuration>
                    <!--properties文件路径，该文件记录了数据库连接信息等-->
                 <propertyFile>src/main/resources/db/liquibase.properties</propertyFile>
                    <propertyFileWillOverride>true</propertyFileWillOverride>
                </configuration>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>
</project>

6. plugin-逆向生成xml

通过liquibase maven 插件，从已有的数据库生成xml配置信息

通过idea的maven功能，找到 liquibase plugin，双击如图liquibase:generateChangeLog选项，执行完成之后就会在properties文件中配置的outputChangeLogFile路径生成对应的xml文件，如下图所示

7. plugin-生成数据库修改文档

双击liquibase plugin面板中的liquibase:dbDoc选项，会生成数据库修改文档，默认会生成到target目录中，如下图所示

访问index.html会展示如下页面，简直应有尽有

8. plugin-发布changelog

之前我们对changelog的编辑都需要通过启动项目来运行changelog，有时候我们可能想不重启项目便能将修改发布运行到数据库中

双击liquibase plugin面板中的liquibase:update选项，便可以将修改同步到数据库中

注：这里有个bug（也可能不是bug，我目前还没找到对应的解决办法，如果您有解决方案，），通过plugin发布changelog时，由于我们在db.changelog-master中include的是classpath路径，但是通过plugin发布时会报错找不到include的xml文件，此时我们可以通过设置相对路径来解决这个问题，比如<include file="classpath:changelog/changelog-init-0.0.1.xml" relativeToChangelogFile="true"/>，然而这又引发了另外一个问题，plugin和直接启动springboot项目生成的databasechangelog表中的filename字段值不同，导致运行changelog时报错，因为liquibase默认会比较同一filename下的changeset

9. plugin-比较数据库差异

首先使用liquibase diff 功能前，我们在properties中加入参考的数据库 test3配置信息

用于差异比较的数据库，以此数据库为准，生成diff xml

# 对比参考的数据库信息 （用于plugin-diff）
referenceUrl=jdbc:mysql://localhost:3306/test3?useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8&autoReconnect=true
referenceDriver=com.mysql.cj.jdbc.Driver
referenceUsername=root
referencePassword=123456
# 生成的差异比较xml的输出路径
diffChangeLogFile=src/main/resources/db/changelog/changelog-diff-0.0.1.xml

我们先观察下两个数据库有什么样的差异，再验证生成的diff xml

两个数据库如下，差异都用红色框起来了。

然后再用liquibase插件看下生成的 diff xml信息

双击liquibase plugin面板中的liquibase:diff选项，如下图所示

执行完毕后，查看diff xml 内容如下：

生成的xml文件符合预期，将与test3数据库的差异都生成到了diff xml中