前言

flyway 是什么

flyway 是一款数据库迁移工具，你也可以把它看成是一款数据库版本管理工具。

2010年，Axel Fontaine 创建了 flyway ，2019 年 flyway 被 Redgate 收购，flyway 后面也分为 Community edition (开源社区版) 和 Teams edition (商业版) ，一些高级功能(如 Undo )只能在商业版中使用，对于基本的数据迁移，开源的版本也够用了。

为什么要用 flyway

1. 场景一：开发环境，多人共用一套数据库
   开发正调试着，忽然代码报错“XX字段不存在”：谁 TMD 又把表结构给改了
2. 场景二：开发环境，每个人各自搭建自己的数据库
   开发完一个功能，提交代码、更新，重启准备调试下，代码报错“XX字段不存在”
   吼一嗓子：谁又改表结构了？什么？每个人都要把 xxx.sql 执行一遍？
   ……
   新员工：我要搭一套开发数据库，到底应该执行哪些 SQL 脚本？
3. 场景三：开发转测试
   测试：你看这个功能是不是有个 Bug ？
   开发：哦，你要执行一下这个 SQL 脚本。
   测试：嗯，现在没问题了，但是怎么保证这个脚本没有 Bug ，我能再重现、测试一遍吗？
   开发：额~，你重新搭一遍数据库吧……
4. 场景四：搭建一套演示环境
   执行 SQL 脚本1、SQL 脚本2、SQL 脚本3……启动服务失败！什么？这个脚本N是测试版本的，war 包是已经上线的版本？
   删库再来一遍……
   传统的解决方案就是在一个固定的文件夹中，将需要跑的 SQL 脚本放在里面。开发人员在合作的时候，A 修改了数据库，在 B 遇到问题的时候，可能需要交流沟通一下，去跑需要的脚本。在项目上线的过程中，也是运维人员在规定的文件夹中，找到需要跑的 SQL 脚本，运行它们。

Flyway 等 migration 工具就是要把开发人员和运维人员从以上这些场景的繁琐工作中解放出来，如果使用 maven 的话，那么在项目编译（ SpringBoot 运行 Application）的时候，SQL 数据库的改动就自动进入数据库，只要启动成功，开发或者运维人员对 SQL 数据库的migrate 过程是无感知的，项目依然可以照常运行。

flyway 原理

flyway 会在空数据库中建立一个 flyway_schema_history 表(如下所示)，这张表用来追踪数据库的状态。它会根据版本顺序，依次执行 sql脚本。

一、基本概念

1.1 Migration

flyway 把数据库内所有的变更称之为 Migrations (迁移)，如果学过 Ruby On Rails (ROR) 的话，这个和 ROR 中 db:migrate 类似。Migrations 可以根据是否可以多次运行分为以下两种类型

• Versioned Migrations

  版本迁移有一个 version (版本必须唯一)、一个 desription (描述用来提供信息，能够记住每次迁移做什么) 和一个 checksum (校验和用于检测意外的变化)。版本迁移是最常见的迁移类型。它们只按顺序执行一次。

  Versioned Migrations 还包含一个特殊的 Undo Migrations ，它是用来撤销 相同版本 Versioned Migrations 的(社区版不支持 undo )。

• Repetable Migrations

  可重复执行的迁移有一个描述和一个校验和，但没有版本。它们不是只运行一次，而是在每次校验和更改时（重新）执行，并且总是在最后运行。

  经常用在重复创建 视图、存储过程、函数、package(oracle)，批量重复引用数据插入等, 和 CREATE OR REPLACE 密切相关

Migration 还可以根据 不同语言分为以下三种类型

• SQL-base migration

  基于 SQL 的迁移，这是最常见的类型。在SpringBoot 项目中，默认放在 resoures 目录下 db/migration。

  sql 脚本命名规则如下

  

  • Prefix (前缀): V 代表这是 Versioned Migration (可配置), U 代表这是 Undo Migration (可配置)， R 代表这是 Repeatable Migrations (可配置)
  • Version (版本): 带有点和下划线的 version
  • Separator(分隔符): __ (两根下划线) (可配置)
  • Description (描述): 使用下划线分隔的单词文本
  • Suffix(后缀): .sql (可配置)

• Java-base migration

  基于 Java 的迁移，通常用于不能轻易用 SQL 就能解决的迁移，例如：BLOB 和 CLOB 字段数据的更改，批量数据新增修改等。

  在SpringBoot 项目中，默认放在 src/main/java/db/migration 下面。

  类通常需要继承 BaseJavaMigration 这个类，类名也需要符合以下规则

• Script migration

  flyway 还支持 各种脚本语言(社区版不支持)，例如Windows Powershell (.ps1), 批处理(.bat, .cmd), Linux Bash (.sh, .bash) , 和Python脚本(.py)。

  脚本迁移通常用于需要第三方软件支持的情况，例如批量上传等。

1.2 版本号

flyway 根据版本号来确定执行顺序，版本号之间用点(也可以用_)隔开。具体源码可以查看 org.flywaydb.core.api.MigrationVersion

下面都是有效的版本号

• 1
• 001
• 5.2
• 1.2.3.4.5.6.7.8.9
• 205.68
• 20130115113556
• 2013.1.15.11.35.56
• 2013.01.15.11.35.56

flyway 通过点分隔，依次比较数字大小确定大小顺序。

常用的版本号选择方案有:

1. 数字递增，1 < 1.0.1 < 2.0 < 2.0.1
2. 时间， 2022.02.02.121212 < 2022.08.08.111111

1.3 CallBack

flyway 提供回调来参与生命周期 migrate、clean、 info、 validate、 baseline、 repair

• migrate: 将数据库更新到最新版。
• clean: 删除数据库所有内容
• info: 打印数据库所有迁移的信息
• validate: 校验已经 apply 的 Migrations 是否有变更，默认开启，原理是对比 flyway_schema_history 表与本地 Migrations 的checkNum 值，如果值相同则验证通过，否则失败。
• baseline: 将现有数据库作为一个基准版本
• repair: 修复 flyway_schema_history 表，它会删除失败的 Migrations，重新计算 校验和等信息

回调 SQL 脚本名字必须包含以下名字之一，可以在后面用__添加描述

二、pom依赖

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

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

<dependency>
    <groupId>org.flywaydb</groupId>
    <artifactId>flyway-core</artifactId>
    <version>6.4.4</version>
</dependency>

<dependency>
    <groupId>mysql</groupId>
    <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
    <version>5.1.47</version>
    <scope>runtime</scope>
</dependency>

三、简单例子

3.1 yml 配置

flyway yml 所有配置可以见 org.springframework.boot.autoconfigure.flyway.FlywayProperties 这个类

spring:
  application:
    name: demoflyway
  datasource:
    driver-class-name: com.mysql.jdbc.Driver
    url: jdbc:mysql://localhost:3306/demo_flyway?serverTimezone=UTC&useSSL=false&useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8
    username: root
    password: root
  flyway:
    # 数据库非空时是否 baseline
    baseline-on-migrate: true
    # 禁止清理数据库表
    clean-disabled: true

3.2 SQL 脚本

在 Springboot 项目中，sql 脚本一般放在 src/main/java/resources/db/migration下面，这也是默认配置。可通过 application.yml 中 locations 配置

V1.0__add_table_address.sql

DROP TABLE IF EXISTS `address`;
CREATE TABLE `address` (
 `address_id` bigint(20) NOT NULL,
 `address_name` varchar(100) NOT NULL,
  PRIMARY KEY (`address_id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4;

V2.0__add_table_order.sql

DROP TABLE IF EXISTS `order`;
CREATE TABLE `order` (
   `order_id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
   `order_type` int(11) DEFAULT NULL,
   `user_id` int(11) NOT NULL,
   `address_id` bigint(20) NOT NULL,
   `status` varchar(50) DEFAULT NULL,
   PRIMARY KEY (`order_id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4;

回调脚本一般要和上述 Versioned Migration 分开，可以放在 db/callbacks 下面，需要将路径配置到 application.yml

spring:
  flyway:
    locations: classpath:db/migration, classpath:db/callbacks

beforeMigrate__demo_callback.sql

select 1

从上面日志可以看到 sql 回调脚本执行了

3.3 Java 脚本

Java Versioned Migration 脚本默认放在 src/main/java/db/migration 下面

public class V1_1__AddDataToAddress extends BaseJavaMigration {

    @Override
    public void migrate(Context context) throws Exception {
        final JdbcTemplate jdbcTemplate = new JdbcTemplate(new SingleConnectionDataSource(context.getConnection(), true));

        // Create 10 data
        for (int i = 1; i <= 10; i++) {
            jdbcTemplate.execute(String.format("insert into address(address_name) "
                    + "values('胜利村%d组')", i));
        }
    }
}

回调脚本需要实现Callback 接口，并且需要配置

@Component
public class DemoFlywayCallback implements Callback {

    private final List<Event> supportEvents = Arrays.asList(Event.AFTER_EACH_MIGRATE, Event.BEFORE_MIGRATE, Event.AFTER_MIGRATE);

    private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(DemoFlywayCallback.class);


    @Override
    public boolean supports(Event event, Context context) {
        return supportEvents.contains(event);
    }

    @Override
    public boolean canHandleInTransaction(Event event, Context context) {
        return false;
    }

    @Override
    public void handle(Event event, Context context) {
        if (event.equals(Event.BEFORE_MIGRATE)) {
            logger.info(Event.AFTER_MIGRATE.toString());
        } else if (event.equals(Event.AFTER_MIGRATE)) {
            logger.info(Event.AFTER_MIGRATE.toString());
        } else if (event.equals(Event.AFTER_EACH_MIGRATE)) {
            MigrationInfo migrationInfo = context.getMigrationInfo();
            logger.info("Flyway script:{} finished！", migrationInfo != null ? migrationInfo.getScript() : null);
        }
    }
}

@Bean
public FlywayConfigurationCustomizer flywayConfigurationCustomizer(List<Callback> callBack) {
    return configuration -> configuration.callbacks(callBack.toArray(new Callback[0]));
}

四、Maven 插件

上面在使用 flyway 时，总要启动整个 springboot 工程，比较耗费时间，并且它只会执行 migrate 这一种命令。其实还可以通过 maven 插件执行，不需要完全启动 springboot, 并且支持生命周期的更多命令。

<plugin>
    <groupId>org.flywaydb</groupId>
    <artifactId>flyway-maven-plugin</artifactId>
    <version>6.4.4</version>
    <configuration>
        <url>jdbc:mysql://localhost:3306/demo_flyway?serverTimezone=UTC&amp;useSSL=false&amp;useUnicode=true&amp;characterEncoding=UTF-8</url>
        <driver>com.mysql.jdbc.Driver</driver>
        <user>root</user>
        <password></password>
        <locations>classpath:db/migration, classpath:db/callbacks</locations>
        <callbacks>com.aabond.demoflyway.DemoFlywayCallback</callbacks>
    </configuration>
</plugin>

五、出现问题及解决方案

5.1 Unable to check whether schema demoflyway is empty

启动后报这个错误，还出现以下报错信息

SQL State  : HY000
Error Code : 1577
Message    : Cannot proceed because system tables used by Event Scheduler were found damaged at server start

解决方法：需要开启 Event Scheduler 功能，可通过 在 my.ini 文件中配置 event_scheduler=1 或 执行 SET GLOBAL event_scheduler = ON; 实现

5.2 Detected failed migration to version 1.0 (add table address)

sql 脚本执行出现错误，修改后再次执行，还是出现这个问题。

解决方法：删除 flyway_schema_history 中这条记录，重新执行。建议在添加脚本文件时，先在数据库执行一下，避免出现这种问题。

出现原因：flyway 默认会扫描 classpath:db/migration 下所有 SQL 脚本，并根据 flyway_schema_history 表中的 SQL 记录最大版本号，忽略小于等于最大版本号的 SQL , 从小到大执行其余 SQL 。这也是为什么我们修改了 SQL 脚本，重新运行却没有成功的原因。

参考

1. https://flywaydb.org/documentation/
2. https://docs.spring.io/spring-boot/docs/2.3.7.RELEASE/reference/htmlsingle/#howto-execute-flyway-database-migrations-on-startup
3. flyway的快速入门教程
4. Flyway基本介绍及基本使用