2. Liquibase 核心概念：Changelog、Changeset、锁表与元数据表

在深入排错之前，必须彻底理解 Liquibase 的四个核心构件。它们是增量迁移的骨架，也是元数据锁冲突和 GC 停顿的根源。下面逐一拆解其结构、职责与潜在风险。

2.1 Changelog：变更清单的主控文件

Changelog 是 Liquibase 的入口文件，定义了数据库变更的顺序和逻辑。它通常是一个 YAML、XML、JSON 或 SQL 文件，通过 include 或 includeAll 指令组织多个 Changeset。

2.2 Changeset：原子变更单元

每个 Changeset 代表一个不可分割的数据库变更，由 id、author 和 filePath 三元组唯一标识。Liquibase 通过计算 Changeset 的 MD5 校验和来检测是否被篡改。

<changeSet id="create-user-table" author="dba">
    <createTable tableName="user">
        <column name="id" type="bigint" autoIncrement="true">
            <constraints primaryKey="true" nullable="false"/>
        </column>
        <column name="name" type="varchar(100)">
            <constraints nullable="false"/>
        </column>
        <column name="email" type="varchar(255)"/>
    </createTable>
</changeSet>

2.3 DATABASECHANGELOG 锁表：并发控制的命门

Liquibase 使用 DATABASECHANGELOGLOCK 表实现分布式锁，确保同一时间只有一个 Liquibase 实例执行迁移。这是整个排错课程的核心焦点。

-- DATABASECHANGELOGLOCK 表结构（MySQL 示例）
CREATE TABLE DATABASECHANGELOGLOCK (
    ID          INT             NOT NULL,
    LOCKED      BIT(1)          NOT NULL,
    LOCKGRANTED DATETIME        NULL,
    LOCKEDBY    VARCHAR(255)    NULL,
    PRIMARY KEY (ID)
);

-- 锁获取流程（伪代码）
INSERT INTO DATABASECHANGELOGLOCK (ID, LOCKED) VALUES (1, 1)
ON DUPLICATE KEY UPDATE LOCKED = 1;
-- 如果 LOCKED=1 且 LOCKGRANTED 超过超时阈值，则强制抢锁

2.4 DATABASECHANGELOG 表：变更历史审计

该表记录了所有已执行的 Changeset 及其校验和，是增量迁移的“飞行记录仪”。Liquibase 通过它判断哪些 Changeset 需要执行、哪些已跳过。

-- DATABASECHANGELOG 表核心字段
CREATE TABLE DATABASECHANGELOG (
    ID              VARCHAR(255)    NOT NULL,
    AUTHOR          VARCHAR(255)    NOT NULL,
    FILENAME        VARCHAR(255)    NOT NULL,
    DATEEXECUTED    DATETIME        NOT NULL,
    ORDEREXECUTED   INT             NOT NULL,
    EXECTYPE        VARCHAR(10)     NOT NULL,  -- EXECUTED / RERAN / SKIPPED
    MD5SUM          VARCHAR(35)     NULL,
    DESCRIPTION     VARCHAR(255)    NULL,
    COMMENTS        VARCHAR(255)    NULL,
    TAG             VARCHAR(255)    NULL,
    LIQUIBASE       VARCHAR(20)     NULL,
    CONTEXTS        VARCHAR(255)    NULL,
    LABELS          VARCHAR(255)    NULL,
    DEPLOYMENT_ID   VARCHAR(10)     NULL
);

2.5 核心概念关系图

下图展示了 Changelog、Changeset、锁表和历史表之间的协作流程，以及锁竞争可能发生的环节。

2.6 增量迁移执行流程

理解完整执行流程，才能精准定位锁等待和 GC 停顿的插入点。

1. 解析 Changelog： Liquibase 读取主文件，递归解析所有 include 文件，构建 Changeset 有序列表。
2. 获取锁： 向 DATABASECHANGELOGLOCK 表写入锁记录（ID=1, LOCKED=1）。如果锁已被占用，进入轮询等待（默认每秒重试一次，超时 60 秒）。
3. 计算待执行 Changeset： 查询 DATABASECHANGELOG 表，对比已执行记录，筛选出未执行或需要重新执行的 Changeset。
4. 逐个执行 Changeset： 在每个 Changeset 执行前后，更新 DATABASECHANGELOG 表（插入或更新 MD5SUM、EXECTYPE 等）。
5. 释放锁： 所有 Changeset 执行完毕，将 DATABASECHANGELOGLOCK 的 LOCKED 置为 0。

2.7 锁超时与强制解锁策略

生产环境中，锁未释放是常见故障。Liquibase 提供了两种应对机制：