2. Liquibase 核心概念：变更集、变更日志与数据库状态追踪表

在 Liquibase 的体系结构中，变更集（Changeset）、变更日志（Changelog） 和 数据库状态追踪表（DATABASECHANGELOG） 是构成数据库变更管理的三大基石。理解这三者的定义、关系及运作机制，是掌握 Liquibase 的关键。

2.1 核心概念总览

下表从定义、作用、存储位置三个维度对三个核心概念进行对比，帮助建立整体认知。

2.2 变更集（Changeset）—— 原子变更单元

每个变更集必须包含两个唯一标识属性：id（开发者自定义）和 author（开发者名称）。Liquibase 使用 文件名 + id + author 三元组来全局唯一标识一个变更集。

2.2.1 变更集的基本结构（XML 示例）

<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-4.20.xsd">

    <changeSet id="create-user-table" author="zhangsan">
        <createTable tableName="app_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="email" type="varchar(100)"/>
        </createTable>
    </changeSet>

</databaseChangeLog>

2.2.2 变更集的常用属性

2.3 变更日志（Changelog）—— 变更的组织者

变更日志是 Liquibase 执行的入口文件。它通过 <include> 或 <includeAll> 标签将多个变更集文件组织成一个有序的执行序列。

2.3.1 主变更日志示例

<databaseChangeLog ...>
    <!-- 按顺序引入子变更日志 -->
    <include file="changelogs/001-create-schema.xml" relativeToChangelogFile="true"/>
    <include file="changelogs/002-create-user-table.xml" relativeToChangelogFile="true"/>
    <include file="changelogs/003-add-indexes.xml" relativeToChangelogFile="true"/>

    <!-- 引入整个目录下的所有变更日志 -->
    <includeAll path="changelogs/release-2.0/" relativeToChangelogFile="true"/>
</databaseChangeLog>

2.3.2 变更日志的组织原则

• 按版本组织： 每个发布版本对应一个子目录，如 release-1.0/、release-2.0/。
• 按功能模块拆分： 将用户模块、订单模块的变更集放在不同文件中。
• 保持线性顺序： 变更日志中的 <include> 顺序决定了变更的执行顺序，不可随意调换。
• 使用相对路径： 推荐设置 relativeToChangelogFile="true"，使路径相对于变更日志文件本身，提高可移植性。

2.4 DATABASECHANGELOG —— 幂等性保障者

当 Liquibase 首次对目标数据库执行变更时，会自动创建两张追踪表：DATABASECHANGELOG 和 DATABASECHANGELOGLOCK。

2.4.1 DATABASECHANGELOG 表结构

2.4.2 幂等性执行流程

1. Liquibase 解析变更日志，获取所有变更集列表。
2. 对于每个变更集，查询 DATABASECHANGELOG 表中是否存在 FILENAME + ID + AUTHOR 匹配的记录。
3. 如果记录不存在： 执行该变更集，并将执行记录插入追踪表。
4. 如果记录存在： 比较 MD5 校验和。若一致，则跳过执行；若不一致，则抛出异常（默认行为）或按配置处理。
5. 所有变更集执行完毕后，更新 DATABASECHANGELOGLOCK 表释放锁。

2.5 三者的协作关系

下面的 SVG 图展示了变更日志、变更集与 DATABASECHANGELOG 表在 Liquibase 执行过程中的协作流程。

2.6 实践要点与常见问题

2.6.1 变更集编写规范

• 单一职责： 每个变更集只做一件事（如只建一张表或只加一个字段），便于回滚和排查。
• 幂等性设计： 使用 preConditions 标签检查表或字段是否存在，避免重复执行时报错。
• 避免修改已发布的变更集： 一旦变更集被合并到主分支并执行过，不应再修改其内容。如需调整，应创建新的变更集。

2.6.2 DATABASECHANGELOG 表维护