Flyway迁移的执行过程

Flyway 是一种强大的数据库迁移工具，它能在多个环境中自动执行数据库版本控制，确保数据库的结构（schema）和数据（如初始化数据）的一致性和可维护性。Flyway 的迁移执行过程包括多个步骤，从检测迁移文件，到执行 SQL 语句，再到更新数据库的版本记录。Flyway 可以与多种数据库系统（如 MySQL、PostgreSQL、Oracle 等）集成，并支持 Java 项目中的自动化数据库管理。

一、Flyway 的基本原理

Flyway 通过管理 数据库版本迁移文件 来实现数据库的版本控制。迁移文件通常以 SQL 语句的形式编写，用来定义数据库 schema 的更改（如创建表、修改表、插入数据等）。Flyway 通过读取这些迁移文件，将它们依次应用到数据库中，保证数据库在不同环境中的一致性。

Flyway 在执行迁移时，维护一个特殊的表（通常命名为 flyway_schema_history），用于记录已应用的迁移文件。这使得 Flyway 能够根据文件版本号确定哪些迁移已经执行过，哪些是新的需要执行的。

二、Flyway 迁移执行的详细过程

Flyway 执行迁移时，遵循以下步骤：

1. 连接数据库

首先，Flyway 需要与目标数据库建立连接。数据库连接的配置信息通常在应用的配置文件（如 application.yml 或 flyway.conf）中定义，Flyway 会根据这些配置来连接数据库。

示例配置：

spring:
  datasource:
    url: jdbc:mysql://localhost:3306/mydb
    username: root
    password: rootpassword
    driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver

Flyway 使用这些配置连接到数据库，准备进行迁移操作。

2. 检查并创建历史表（flyway_schema_history）

连接数据库后，Flyway 会检查是否存在 flyway_schema_history 表。该表用于记录每次迁移的执行状态和历史信息。如果表不存在，Flyway 会自动创建这个表。

flyway_schema_history 表的结构：

CREATE TABLE flyway_schema_history (
    installed_rank INT NOT NULL,
    version VARCHAR(50),
    description VARCHAR(200),
    type VARCHAR(20),
    script VARCHAR(1000) NOT NULL,
    checksum INT,
    installed_by VARCHAR(100) NOT NULL,
    installed_on TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP NOT NULL,
    execution_time INT NOT NULL,
    success BOOL NOT NULL
);

installed_rank：迁移执行的顺序号。
version：迁移的版本号（对应迁移文件中的版本号）。
description：迁移文件的描述。
type：迁移文件的类型（如 SQL、JDBC）。
script：迁移文件的名称。
checksum：迁移文件的校验和（用于确保文件没有被篡改）。
success：表示该迁移是否成功执行。

3. 检测待执行的迁移文件

Flyway 在应用启动时，会扫描指定目录下的迁移文件（如 db/migration），并根据迁移文件的命名规则识别不同的迁移版本。每个迁移文件的命名格式通常是：

V<Version>__<Description>.sql

V：表示版本迁移文件。
：版本号（如 1, 1.1, 2 等），Flyway 根据这个版本号确定执行顺序。
：简要描述迁移内容的文本。

Flyway 会将这些文件与 flyway_schema_history 表中的记录进行对比，判断哪些迁移已经执行，哪些迁移需要执行。

4. 校验迁移文件

Flyway 会对每个迁移文件计算校验和（checksum），并与 flyway_schema_history 表中已有记录的校验和进行对比。这样做的目的是确保迁移文件没有被修改或破坏。

校验和一致：如果校验和一致，Flyway 会跳过该迁移文件，继续检查下一个文件。
校验和不一致：如果校验和不一致，Flyway 会报错并停止迁移操作，因为这意味着迁移文件被修改，可能会影响数据库的正确性。

5. 执行迁移文件

Flyway 根据迁移文件的版本号依次执行未应用的迁移文件。每个迁移文件中的 SQL 语句会被逐条执行。Flyway 通过 JDBC 与数据库交互，并确保在事务内执行（某些数据库除外，如 MySQL 对 DDL 操作不支持事务）。

迁移文件示例：

-- V1__Create_users_table.sql
CREATE TABLE users (
    id BIGINT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
    name VARCHAR(100) NOT NULL,
    email VARCHAR(100) UNIQUE NOT NULL,
    created_at TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP
);

6. 更新历史记录

每个迁移文件成功执行后，Flyway 会将相关信息写入 flyway_schema_history 表中，包括迁移的版本号、描述、执行时间等信息。这一步至关重要，确保 Flyway 了解已经执行过的迁移，避免重复执行。

插入历史记录的 SQL：

INSERT INTO flyway_schema_history (installed_rank, version, description, type, script, checksum, installed_by, execution_time, success)
VALUES (1, '1', 'Create_users_table', 'SQL', 'V1__Create_users_table.sql', 123456789, 'admin', 200, TRUE);

7. 处理迁移失败

如果某个迁移文件执行过程中发生错误，Flyway 会停止后续迁移，并将该迁移标记为失败。Flyway 不会回滚已经成功执行的迁移文件，但它会记录失败的迁移，并提示开发者进行修复。

开发者可以通过 Flyway 提供的 repair 命令修复失败的迁移历史，允许重新执行失败的迁移文件。

flyway repair

该命令会清除失败的迁移记录，使 Flyway 能够重新尝试执行该迁移文件。

三、Flyway 的执行命令

Flyway 提供了一系列命令，帮助开发者管理数据库的迁移过程。常用的命令有：

1. `migrate`

这是最常用的 Flyway 命令，执行所有待执行的迁移文件。

flyway migrate

Flyway 会扫描指定的迁移目录，执行所有新的迁移文件。

2. `clean`

该命令会删除所有已存在的表和数据，包括 flyway_schema_history 表，彻底清理数据库。慎用，通常用于开发或测试环境的清理操作。

flyway clean

3. `info`

该命令用于查看 Flyway 当前的迁移状态，包括哪些迁移已经执行，哪些尚未执行，以及迁移的成功或失败状态。

flyway info

4. `validate`

该命令用于校验已执行的迁移文件是否仍然有效，包括校验迁移文件的校验和。

flyway validate

5. `repair`

当某些迁移文件失败时，repair 命令可以用于修复 flyway_schema_history 表，使 Flyway 能够重新执行失败的迁移。

flyway repair

四、Flyway 的常见配置

除了执行命令，Flyway 还允许开发者通过配置文件（如 flyway.conf 或 application.yml）进行各种高级设置。

常见配置项：

flyway:
  url: jdbc:mysql://localhost:3306/mydb
  user: root
  password: rootpassword
  locations: classpath:db/migration
  baseline-on-migrate: true
  clean-on-validation-error: false

url：数据库连接 URL。
user：数据库用户名。
password：数据库密码。
locations：迁移文件存放的路径（可以是文件系统或类路径下的目录）。
baseline-on-migrate：如果数据库已存在 schema，可以通过 baseline 标记为一个初始版本。
clean-on-validation-error：当校验迁移文件失败时，是否自动清理数据库。

五、Flyway 的执行策略和优化

增量式迁移：Flyway 通过增量式迁移方式管理数据库的版本变更，不会重复执行已经应用的迁移文件，因此迁移操作的执行效率较高。
回滚策略：Flyway 默认不支持自动回滚，但可以通过编写 Undo 迁移文件实现手动回滚。需要在实际项目中根据需要实现安全的

回滚机制。
3. 并行化执行：对于多节点的分布式系统，可以通过 Flyway 的锁机制确保迁移操作只在一个节点上执行，避免并发执行带来的冲突。

六、总结

Flyway 的迁移执行过程非常透明，遵循明确的版本管理规则，确保每个版本的数据库变更都有详细的记录和执行步骤。通过维护 flyway_schema_history 表，Flyway 能够跟踪和管理所有的迁移文件，避免重复执行或遗漏变更。Flyway 提供的各种命令和配置也让开发者在管理数据库 schema 时更加灵活，适用于开发、测试和生产环境。