4. Liquibase核心概念与入门：changelog、changeset、databaseChangeLog锁、回滚机制

好，咱们进入正题。Liquibase 这东西，说白了就是一个数据库版本控制器。跟 Git 管代码一样，它管你的数据库结构变化。我最早接触它是在一个金融项目里，那时候每次上线都要手动执行 SQL 脚本，出过好几次事故。后来用了 Liquibase，虽然学习曲线有点陡，但用顺了之后，真香。

这一章，咱们把 Liquibase 的四个核心概念掰开揉碎讲清楚。你只要搞懂 changelog、changeset、锁机制和回滚，基本就能上手干活了。

4.1 changelog：你的数据库变更清单

changelog 是什么？它就是一份清单，记录了所有要对数据库做的变更。Liquibase 支持 XML、YAML、JSON 和 SQL 四种格式。我个人习惯用 XML，结构清晰，IDE 还有自动补全。

一个典型的 changelog 长这样：

<?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-4.9.xsd">

    <include file="changesets/001-create-user-table.xml"/>
    <include file="changesets/002-add-email-column.xml"/>

</databaseChangeLog>

看到没？changelog 本身不直接写 SQL，它通过 <include> 把一个个 changeset 文件组合起来。这样做的好处是，每个变更文件职责单一，好维护。

4.2 changeset：最小变更单元

changeset 是 Liquibase 里最核心的概念。一个 changeset 代表一次原子性的数据库变更。它必须有两个属性：id 和 author。这两个值加上文件名，共同构成 changeset 的唯一标识。

来看一个实际的 changeset：

<changeSet id="1" author="zhangsan">
    <createTable tableName="user">
        <column name="id" type="bigint" autoIncrement="true">
            <constraints primaryKey="true" nullable="false"/>
        </column>
        <column name="username" type="varchar(50)">
            <constraints unique="true" nullable="false"/>
        </column>
        <column name="created_at" type="timestamp">
            <constraints nullable="false"/>
        </column>
    </createTable>
</changeSet>

这里用的是 Liquibase 的 XML 标签，不是原生 SQL。好处是跨数据库兼容——同一份 changelog 可以在 MySQL、PostgreSQL、Oracle 上跑，Liquibase 会自动翻译成对应的方言。

当然，你也可以直接用 SQL：

<changeSet id="2" author="zhangsan">
    <sql>
        CREATE INDEX idx_user_email ON user(email);
    </sql>
</changeSet>

4.3 databaseChangeLog 锁：并发安全的保障

多个人同时执行 Liquibase 怎么办？会不会冲突？

Liquibase 用了一张锁表来解决这个问题。默认情况下，它会在你的数据库里创建两张表：DATABASECHANGELOG 和 DATABASECHANGELOGLOCK。

DATABASECHANGELOG 记录所有已执行的 changeset，包括 id、author、文件名、MD5 校验和、执行时间、执行耗时等。

DATABASECHANGELOGLOCK 就是锁表，只有一行记录。当 Liquibase 开始执行变更时，它会先尝试获取锁。获取成功才能继续，否则就等待或报错。

锁的机制是这样的：

1. Liquibase 启动，检查锁表。
2. 如果锁未被占用，写入锁记录（LOCKED=1），开始执行变更。
3. 变更执行完毕，释放锁（LOCKED=0）。
4. 如果锁已被占用，等待超时或直接失败。

下面这张图展示了 Liquibase 执行变更的完整流程：

4.4 回滚机制：做错事了怎么办？

变更执行错了，或者上线后发现有问题，需要回退。Liquibase 提供了三种回滚方式。

4.4.1 自动回滚

有些 changeset 类型，Liquibase 能自动生成回滚语句。比如 <createTable> 对应的回滚就是 DROP TABLE。你只需要在 changeset 里声明：

<changeSet id="3" author="zhangsan">
    <createTable tableName="product">
        <column name="id" type="bigint"/>
        <column name="name" type="varchar(100)"/>
    </createTable>
    <rollback>
        DROP TABLE product;
    </rollback>
</changeSet>

嗯，这里要注意——虽然 Liquibase 能自动推断回滚，但我建议你总是显式写 rollback 标签。为什么？因为自动推断不一定准确，尤其是复杂场景下。

4.4.2 手动回滚

对于 <sql> 标签或者自定义变更，Liquibase 没法自动生成回滚。这时候你必须手动写：

<changeSet id="4" author="zhangsan">
    <sql>
        ALTER TABLE user ADD COLUMN age INT;
    </sql>
    <rollback>
        ALTER TABLE user DROP COLUMN age;
    </rollback>
</changeSet>

4.4.3 回滚命令

执行回滚时，Liquibase 提供了几个命令：

4.5 实战：第一个 Liquibase 项目

光说不练假把式。咱们快速搭一个项目试试。

首先，创建一个 db/changelog/db.changelog-master.xml：

<?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-4.9.xsd">

    <changeSet id="1" author="zhangsan">
        <createTable tableName="department">
            <column name="id" type="bigint" autoIncrement="true">
                <constraints primaryKey="true" nullable="false"/>
            </column>
            <column name="name" type="varchar(100)">
                <constraints nullable="false"/>
            </column>
        </createTable>
        <rollback>
            DROP TABLE department;
        </rollback>
    </changeSet>

    <changeSet id="2" author="zhangsan">
        <addColumn tableName="department">
            <column name="manager_id" type="bigint"/>
        </addColumn>
        <rollback>
            ALTER TABLE department DROP COLUMN manager_id;
        </rollback>
    </changeSet>

    <changeSet id="3" author="zhangsan">
        <tagDatabase tag="v1.0"/>
    </changeSet>

</databaseChangeLog>

然后执行：

liquibase --changeLogFile=db/changelog/db.changelog-master.xml \
          --url=jdbc:mysql://localhost:3306/mydb \
          --username=root \
          --password=root \
          update

执行成功后，去数据库看看，DATABASECHANGELOG 表里多了三条记录。想回滚？简单：

liquibase --changeLogFile=db/changelog/db.changelog-master.xml \
          --url=jdbc:mysql://localhost:3306/mydb \
          --username=root \
          --password=root \
          rollback v1.0

搞定。department 表被删了，manager_id 列也没了，数据库回到了 v1.0 标签时的状态。