Liquibase SQL格式化与数据库迁移版本控制策略 - 第2节

2.1 ChangeLog：迁移脚本的入口清单

ChangeLog 是 Liquibase 迁移的顶层入口文件，它定义了一个有序的数据库变更清单。Liquibase 通过解析 ChangeLog 来获取所有需要执行的数据库变更，并按照定义的顺序逐一应用。

ChangeLog 支持多种格式，包括 XML、YAML、JSON 以及 SQL 格式化文件。在 SQL 格式化策略中，ChangeLog 本身是一个遵循特定注释约定的 .sql 文件，通过 --liquibase formatted sql 声明开头，后续通过 --changeset 注释划分变更集。

ChangeLog 的典型结构（SQL 格式化）

--liquibase formatted sql

--changeset author:runOnChange:true
--comment: 创建用户表
CREATE TABLE users (
    id INT PRIMARY KEY,
    username VARCHAR(50) NOT NULL,
    email VARCHAR(100)
);

--changeset author:context:test
--comment: 插入测试数据
INSERT INTO users (id, username, email) VALUES (1, 'test_user', 'test@example.com');

每个 ChangeLog 文件可以包含多个 --changeset 注释块，每个块代表一个原子变更单元。Liquibase 会按文件中的物理顺序从上到下依次处理这些变更集。

2.2 ChangeSet：原子化的数据库变更单元

ChangeSet 是 Liquibase 中最小的执行单元，代表一个不可分割的数据库变更操作。每个 ChangeSet 必须包含一个唯一的标识符，由 作者（author） 和 变更集 ID（id） 共同组成，Liquibase 使用 author:id 作为全局唯一键来追踪执行状态。

在 SQL 格式化文件中，ChangeSet 的声明方式如下：

--changeset zhangsan:create-user-table
--comment: 创建用户主表
CREATE TABLE users (
    id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
    username VARCHAR(50) NOT NULL,
    created_at TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP
);

--changeset zhangsan:add-email-index
--comment: 为用户邮箱添加索引
CREATE INDEX idx_users_email ON users(email);

Liquibase 在执行时，会检查 DATABASECHANGELOG 表中是否已存在 zhangsan:create-user-table 和 zhangsan:add-email-index 的记录。如果已存在且内容未变化，则跳过；如果不存在或内容有变化（且 runOnChange=true），则执行。

2.3 DATABASECHANGELOG 表：变更执行的历史账本

DATABASECHANGELOG 表是 Liquibase 自动在目标数据库中创建的一张元数据表，用于记录所有已执行的 ChangeSet 的详细信息。它是 Liquibase 实现增量迁移和幂等性的核心保障。

每次成功执行一个 ChangeSet 后，Liquibase 都会向该表插入一条记录。下次运行时，Liquibase 通过查询该表来判断哪些 ChangeSet 已经执行过，从而避免重复执行。

DATABASECHANGELOG 表结构

2.4 DATABASECHANGELOGLOCK 表：并发执行的互斥锁

DATABASECHANGELOGLOCK 表是 Liquibase 用于实现分布式环境下的互斥锁机制的表。当多个 Liquibase 实例（如 CI/CD 流水线、多个开发人员本地执行）同时尝试对同一个数据库执行迁移时，该表确保同一时间只有一个实例能够执行变更，防止并发冲突导致的数据不一致。

锁机制的工作流程

1. 获取锁： Liquibase 在开始执行任何 ChangeSet 之前，首先尝试向 DATABASECHANGELOGLOCK 表插入一条锁记录。如果插入成功，表示获取锁成功，可以继续执行。
2. 执行变更： 持有锁的实例正常执行所有待处理的 ChangeSet，并更新 DATABASECHANGELOG 表。
3. 释放锁： 所有变更执行完毕后，Liquibase 删除锁记录，释放锁资源。
4. 等待重试： 如果另一个实例尝试获取锁时发现锁已被占用，它会等待一段时间（默认 60 秒）后重试，直到超时或锁被释放。

DATABASECHANGELOGLOCK 表结构

2.5 核心概念关系图

下图展示了 ChangeLog、ChangeSet、DATABASECHANGELOG 表和 DATABASECHANGELOGLOCK 表之间的协作关系：

2.6 四者协作流程

下图以时序方式展示了 Liquibase 在一次迁移执行过程中，四个核心概念之间的交互顺序：

2.7 核心概念对比总结