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SpringBoot 使用 Liquibase

概述

本文主要介绍了 什么是 Liquibase,以及在 SpringBoot 项目中集成使用 Liquibase 对数据库表进行管理,包括自动创建数据库表、自动初始化数据、更新表结构。

认识 Liquibase

官网:Liquibase | Database Refactoring | Liquibase: http://www.liquibase.org/
Liquibase 是用于数据库重构、管理、记录变化与回滚的开源工具。
在写代码的时候,我们使用 Git 或 subversion 对代码进行版本控制,在数据库中,我们可以使用 liquibase 对数据库表进行版本控制。

Liquibase 特点

  • 支持项目代码多人多分支开发与合并;
  • 支持多种数据库类型:MySQL、PostgreSQL、Oracle、Sql Server、DB2、H2等,更多信息请移步官网: http://www.liquibase.org/databases.html
  • 支持多种变化日志格式:XML、YML、JSON、SQL;
  • 支持自定义上下文执行逻辑,可指定需要运行的上下文;
  • 集群安全的数据库更新;
  • 可生成数据库修改文档(HTML);
  • 使用命令对比两个数据库;
  • 可以使用 build 工具(Command Line、Ant、Maven)运行,也可以嵌入到 Application 中;
  • 可以自动生成数据库 SQL 脚本,供 DBA 重构代码使用;
  • 可以使用离线数据库;

使用 Liquibase

环境依赖

  • windows 操作系统 PC
  • Java 1.8 运行环境,liquibase 2.x 依赖 java 1.5+,3.x 依赖 java1.6+
  • Maven 3.0
  • MySQL 5.7
  • liquibase 3.6.3
  • (可选)Navicat for MySQL ,用于查看数据库表结构与数据

使用命令行体验 Liquibase

下载压缩包

官网下载地址:https://download.liquibase.org/download/?frm=n
liquibase-3.6.3-bin.zip: 我的下载地址

解压文件、下载 JDBC jar 包

将上一步下载好的 liquibase zip 包解压出来。
我电脑上使用的 MySQL ,所以我需要下载 mysql-connector-java 用来连接操作数据库,我这里使用的版本是 8.0.13,下载下来后将这个 jar 包放到 liquibase 根目录下的 lib 文件夹中,使用 liquibase 时,会自动扫描 lib 下的包。

下载地址:mysql-connector-java-8.0.13

创建数据库修改日志文件(database chanagelog file)

liquibase 支持多种格式的日志文件,包括 XML、YML、JSON、SQL,官方推荐使用 xml,个人喜欢更加简洁的 yml 格式。在 liquibase 根目录下创建文件夹 chanagelog ,用来存储修改日志文件。从官网拷贝示例,存储到 chanagelog 目录下,文件名为 master.yml ,文件内容如下:

注意直接从官方文档中考出来的,要修改 databaseChangeLog.preConditions.runningAs.username ,改为自己数据库的用户名,我使用的是 root 。

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databaseChangeLog:
- preConditions:
- runningAs:
username: root

- changeSet:
id: 1
author: nvoxland
changes:
- createTable:
tableName: person
columns:
- column:
name: id
type: int
autoIncrement: true
constraints:
primaryKey: true
nullable: false
- column:
name: firstname
type: varchar(50)
- column:
name: lastname
type: varchar(50)
constraints:
nullable: false
- column:
name: state
type: char(2)

- changeSet:
id: 2
author: nvoxland
changes:
- addColumn:
tableName: person
columns:
- column:
name: username
type: varchar(8)

- changeSet:
id: 3
author: nvoxland
changes:
- addLookupTable:
existingTableName: person
existingColumnName: state
newTableName: state
newColumnName: id
newColumnDataType: char(2)
运行命令

在数据库中新建数据库 test_liquibase,在 liquibase 根目录打开命令行,执行命令

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liquibase.bat --url="jdbc:mysql://localhost:3306/test_liquibase?useUnicode=true&characterEncoding=utf8&serverTimezone=GMT%2B8" --changeLogFile="/chanagelog/master.yml" --username=root --password=123456 --driver=com.mysql.cj.jdbc.Driver update

liquibase 命令中必须的必须选项有:
–url=数据库连接,其中 serverTimezone=GMT%2B8 参数用来指定时区,在使用高版本 jdbc 时需要,不指定可能会报时区错误
–chanagelog=数据库修改日志文件
–username=数据库用户名
–password=数据库密码
–driver=数据库连接驱动
最后的 update 是 liquibase 命令,必须放到选项的后面。
关于命令的更多内容可以使用 liquibase --help 命令查看帮助信息,也可以到官网查询详细信息: http://www.liquibase.org/documentation/command_line.html

执行结果:

检查数据库

查看 test_liquibase 数据库,发现多了 4 张表:

打开 databasechanagelog 表,发现在 master.yml 中的 3 个修改都已经被执行了(表中 EXECTYPE 值为 EXECUTED)。

SpringBoot 项目集成 Liquibase

SpringBoot 提供了自动装配,大大降低了其它组件的使用难度,在使用 Liquibase 时,可以说非常简单了。

创建项目

创建一个 SpringBoot 项目,添加依赖 web、jpa、liquibase,最终项目 pom.xml 如下:

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<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
<modelVersion>4.0.0</modelVersion>
<parent>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
<version>2.1.3.RELEASE</version>
<relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
</parent>
<groupId>xyz.wqf</groupId>
<artifactId>liquibasedemo</artifactId>
<version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
<name>liquibasedemo</name>
<description>Demo project for Spring Boot with Liquibase</description>

<properties>
<java.version>1.8</java.version>
</properties>

<dependencies>
<!--jpa-->
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-data-jpa</artifactId>
</dependency>

<!--web-->
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>

<!--liquibase-->
<dependency>
<groupId>org.liquibase</groupId>
<artifactId>liquibase-core</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>mysql</groupId>
<artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
<scope>runtime</scope>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
<scope>test</scope>
</dependency>
</dependencies>

<build>
<plugins>
<plugin>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
</plugin>
</plugins>
</build>
</project>
添加 changelog 与数据

为了放管理,我们在项目 resources 目录下创建 liquibase 目录用于存放 liquibase 相关的配置文件,在 liquibase 目录下创建 changelog 目录存放所有 changelog 文件,创建 initdata 目录用于存放初始化项目时的数据。

changelog

liquibase 目录下的 master.xml 为 liquibase 的入口,通过 include 标签将其它的 changelog 文件引入进来。

  • master.xml

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    <?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"
    xmlns:ext="http://www.liquibase.org/xml/ns/dbchangelog-ext"
    xsi:schemaLocation="http://www.liquibase.org/xml/ns/dbchangelog http://www.liquibase.org/xml/ns/dbchangelog/dbchangelog-3.1.xsd
    http://www.liquibase.org/xml/ns/dbchangelog-ext http://www.liquibase.org/xml/ns/dbchangelog/dbchangelog-ext.xsd">

    <include file="classpath:liquibase/changelog/init_00000000000000.xml" relativeToChangelogFile="false"/>
    <include file="classpath:liquibase/changelog/user_20190313171720.xml" relativeToChangelogFile="false"/>

    </databaseChangeLog>
  • init_00000000000000.xml

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    <databaseChangeLog
    xmlns="http://www.liquibase.org/xml/ns/dbchangelog"
    xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
    xmlns:ext="http://www.liquibase.org/xml/ns/dbchangelog-ext"
    xsi:schemaLocation="http://www.liquibase.org/xml/ns/dbchangelog http://www.liquibase.org/xml/ns/dbchangelog/dbchangelog-3.1.xsd
    http://www.liquibase.org/xml/ns/dbchangelog-ext http://www.liquibase.org/xml/ns/dbchangelog/dbchangelog-ext.xsd">

    <property name="now" value="now()" dbms="mysql,h2"/>
    <property name="now" value="current_timestamp" dbms="postgresql"/>
    <property name="now" value="sysdate" dbms="oracle"/>

    <property name="autoIncrement" value="true" dbms="mysql,h2,postgresql,oracle"/>

    <property name="floatType" value="float4" dbms="postgresql, h2"/>
    <property name="floatType" value="float" dbms="mysql, oracle"/>

    <changeSet id="20190313172000" author="wqf31415">
    <createTable tableName="book">
    <column name="id" type="bigint" autoIncrement="${autoIncrement}">
    <constraints nullable="false" primaryKey="true"/>
    </column>

    <column name="title" type="varchar(255)" remarks="书名">
    <constraints nullable="false"/>
    </column>

    <column name="description" type="text" remarks="描述">
    <constraints nullable="true"/>
    </column>

    <column name="price" type="${floatType}" remarks="价格">
    <constraints nullable="true"/>
    </column>

    <column name="add_time" type="timestamp" defaultValue="${now}">
    <constraints nullable="true"/>
    </column>
    </createTable>
    </changeSet>
    </databaseChangeLog>
  • user_20190313171720.xml

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    <databaseChangeLog
    xmlns="http://www.liquibase.org/xml/ns/dbchangelog"
    xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
    xmlns:ext="http://www.liquibase.org/xml/ns/dbchangelog-ext"
    xsi:schemaLocation="http://www.liquibase.org/xml/ns/dbchangelog http://www.liquibase.org/xml/ns/dbchangelog/dbchangelog-3.1.xsd
    http://www.liquibase.org/xml/ns/dbchangelog-ext http://www.liquibase.org/xml/ns/dbchangelog/dbchangelog-ext.xsd">

    <property name="now" value="now()" dbms="mysql,h2"/>
    <property name="now" value="current_timestamp" dbms="postgresql"/>
    <property name="now" value="sysdate" dbms="oracle"/>

    <property name="autoIncrement" value="true" dbms="mysql,h2,postgresql,oracle"/>

    <property name="floatType" value="float4" dbms="postgresql, h2"/>
    <property name="floatType" value="float" dbms="mysql, oracle"/>

    <changeSet id="20190313172800" author="wqf31415">
    <createTable tableName="user">
    <column name="id" autoIncrement="${autoIncrement}" type="bigint">
    <constraints nullable="false" primaryKey="true" />
    </column>

    <column name="name" type="varchar(255)" remarks="姓名">
    <constraints nullable="true"/>
    </column>

    <column name="password" type="varchar(255)" remarks="密码">
    <constraints nullable="true"/>
    </column>

    <column name="age" type="tinyint" remarks="年龄">
    <constraints nullable="true"/>
    </column>

    <column name="birthday" type="date" remarks="生日">
    <constraints nullable="true"/>
    </column>
    </createTable>

    <!--导入数据-->
    <loadData tableName="user" file="classpath:liquibase/initdata/user.csv" separator=";" encoding="UTF-8"/>
    </changeSet>
    </databaseChangeLog>
数据

在项目初始化,liquibase 完成建表后,可以导入预先定义好的数据。

  • user.csv
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id;name;password;age;birthday
1;zhangsan;abc123;18;2001-03-23
2;lisi;ls1990;27;1990-11-08
修改配置文件

修改项目配置文件,添加数据库相关的配置,指定 liquibase 的 changelog文件。

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server:
port: 8909
spring:
datasource:
url: jdbc:mysql://172.16.19.229:3306/liquibase_demo?useUnicode=true&characterEncoding=utf8&serverTimezone=GMT%2B8
username: root
password: root
driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver
jpa:
show-sql: true
application:
name: LiquibaseDemo
liquibase:
change-log: classpath:liquibase/master.xml # 指定 changelog 文件
运行项目

在运行项目前需要提前创建 url 中指定的数据库,我这里需要创建名为 liquibase_demo 的数据库。
运行项目,查看数据库,建表正确且 user 表中数据正确。

配置文件

SpringBoot 配置项

下表是在 SpringBoot 2.1.3.RELEASE 使用 liquibase 的配置项
在 SpringBoot 1.x 版本中 liquibase 配置项少一些,且配置项没有 spring,如 2.x 中的 spring.liquibase.change-log ,在 1.x 中为 liquibase.change-log

配置项 默认值 注释
spring.liquibase.change-log classpath:/db/changelog/db.changelog-master.yaml changeLogFile 配置路径
spring.liquibase.check-change-log-location true 是否检查 changelog 配置路径存在
spring.liquibase.contexts 只有指定的 context 的 changelog 才会被执行,多个 context 之间以逗号分隔
spring.liquibase.default-schema 默认数据库
spring.liquibase.liquibase-schema 用于存储 liquibase 对象的数据库
spring.liquibase.liquibase-tablespace 用于 liquibase 对象的表空间
spring.liquibase.database-change-log-table DATABASECHANGELOG 存储数据库改变记录执行情况的表名
spring.liquibase.database-change-log-lock-table DATABASECHANGELOGLOCK 存储当前使用 liquibase 的用户信息表名
spring.liquibase.drop-first false 是否先删除表
spring.liquibase.enabled true 是否启用 liquibase
spring.liquibase.user liquibase 使用的数据库用户名,不指定时使用 spring.datasource 中的
spring.liquibase.password liquibase 使用的数据库用户密码,不指定时使用 spring.datasource 中的
spring.liquibase.url liquibase 使用的数据库url,不指定时使用 spring.datasource 中的
spring.liquibase.labels 指定标签的才会运行,多个标签以逗号分隔
spring.liquibase.parameters changelog 参数
spring.liquibase.rollback-file 当执行升级时写回滚 SQL 的文件
spring.liquibase.test-rollback-on-update 执行更新前是否验证回滚

Liquibase changelog 文件编写

在上面示例中演示了 liquibase 的创建表(createTable)、加载数据(loadData)功能,除此之外,还可以创建索引(createIndex)、添加主键(addPrimaryKey)、添加唯一约束(addUniqueConstraint)、修改数据类型(modifyDataType)、添加查询表(addLookupTable)、添加自增(addAutoIncrement)、添加默认值(addDefaultValue)、添加外键约束(addNotNullConstraint)等等
changelog 文件 xml 根目录为 databaseChangeLog,可以使用 include 标签引入其它 changelog 文件,使用 includeAll 标签引入 changelog 目录,使用 property 标签定义参数,使用 preConditions 标签添加前置条件,在 chageSet 标签内定义修改内容。

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<databaseChangeLog
xmlns="http://www.liquibase.org/xml/ns/dbchangelog"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xmlns:ext="http://www.liquibase.org/xml/ns/dbchangelog"
xsi:schemaLocation="http://www.liquibase.org/xml/ns/dbchangelog http://www.liquibase.org/xml/ns/dbchangelog/dbchangelog-3.1.xsd
http://www.liquibase.org/xml/ns/dbchangelog http://www.liquibase.org/xml/ns/dbchangelog/dbchangelog-3.6.xsd">
<property name="now" value="now()" dbms="mysql,h2"/>
<property name="now" value="current_timestamp" dbms="postgresql"/>
<property name="now" value="sysdate" dbms="oracle"/>

<property name="autoIncrement" value="true" dbms="mysql,h2,postgresql,oracle"/>

<property name="floatType" value="float4" dbms="postgresql, h2"/>
<property name="floatType" value="float" dbms="mysql, oracle"/>

<!-- property 标签中定义的参数,可以使用取值表达式获取 ${property-name} -->

<include file="classpath:liquibase/changelog/init_00000000000000.xml" relativeToChangelogFile="false"/>

<includeAll path="classpath:liquibase/changelog" />

<preConditions>
<tableExists tableName="changelog_example"/>
</preConditions>

<changeSet id="20190313172800" author="wqf31415">
<createTable tableName="user">
<column name="id" autoIncrement="${autoIncrement}" type="bigint">
<constraints nullable="false" primaryKey="true" />
</column>

<column name="name" type="varchar(255)" remarks="姓名">
<constraints nullable="true"/>
</column>
</createTable>
</changeSet>
</databaseChangeLog>
修改集(changeSet)

变化集,一个变化集中可以有多个修改,每个变化集都需要指定 id 和修改人(author),要求 id + author + filepath 必须唯一,id另外还可以指定上下文(context)、数据库系统(dbms)等信息。
Liquibase changeSet 常用属性(基于 liquibase-3.6)

属性名 值类型 默认值 注释
id String (必需)修改集编号
author String (必需)修改人
context String 修改上下文,指定后可以修改 springboot 配置文件中 spring.liquibase.context 项,来指定需执行的修改
labels String 标签,与 context 功能相同
dbms String 数据库系统,只用使用指定的数据库时才会执行,如 mysql、h2、postgresql、oracle等,多个数据库系统时以逗号分隔
alwaysRun Boolean false 如果为 true 则每次 update 时都会执行
runOnChange Boolean false 如果未 true,则每次 checksum 改变时都会执行
ignore Boolean false 是否忽略此修改集
failOnError Boolean true 如果为 false ,在执行修改时出现错误,liquibase 不会停止,会继续执行其他修改
runInTransaction Boolean true 是否在执行时使用数据库事务管理
onValidationFail 枚举,可选值:HALT、MARK_RAN HALT 验证失败后的处理方式,停止运行或记录运行状态

示例:

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<databaseChangeLog
xmlns="http://www.liquibase.org/xml/ns/dbchangelog"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xmlns:ext="http://www.liquibase.org/xml/ns/dbchangelog"
xsi:schemaLocation="http://www.liquibase.org/xml/ns/dbchangelog http://www.liquibase.org/xml/ns/dbchangelog/dbchangelog-3.1.xsd
http://www.liquibase.org/xml/ns/dbchangelog http://www.liquibase.org/xml/ns/dbchangelog/dbchangelog-3.6.xsd">
<changeSet id="20190314135820" author="wqf31415" context="dev" dbms="mysql"
failOnError="true" onValidationFail="HALT" >
<!-- 修改集内容 -->
</changeSet>
</databaseChangeLog>
创建表(createTable)

用于创建新的数据库表,写在 changeSet 标签内。
createTable 标签属性(基于 Liqubase-3.6)

属性名 值类型 默认值 注释
tableName String (必需)表名
catalogName String 目录名
schemaName String 数据库名
tablespace String 表空间
remarks String 注释

示例:

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<changeSet id="20190314135820" author="wqf31415" context="dev" dbms="mysql"
failOnError="true" onValidationFail="HALT" labels="lab" ignore="false" runOrder="">
<createTable tableName="changelog_example" catalogName="liquibase_demo" schemaName="liquibase_demo"
remarks="创建表changelog_example" tablespace="ts_changelog_example">
<column name="id" type="bigint" autoIncrement="${autoIncrement}">
<constraints primaryKey="true" nullable="false"/>
</column>

<column name="name" type="varchar(255)" remarks="姓名" >
<constraints nullable="true" unique="true" uniqueConstraintName="unique_name"/>
</column>

<column name="active" type="bit" defaultValueBoolean="true" defaultValue="0">
<constraints nullable="true" />
</column>
</createTable>
</changeSet>
列(column)

在创建表或给表添加列时,需要在 createTable 标签内添加 column 标签,用来指定列的属性。
column 标签常用属性

属性名 值类型 默认值 注释
name String 字段名
type String 数据类型
defaultValue String 默认值
autoIncrement Boolean 自增
remarks String 注释
约束(constraints)

在 column 标签中可以给字段添加约束,如可否为空、主键、唯一等约束条件。
constraints 标签常用属性

属性名 值类型 默认值 注释
nullable Boolean true 可否为空
notNullConstraintName String 非空约束名
primaryKey Boolean 是否主键
primaryKeyName String 主键名
unique Boolean false 是否唯一
添加字段(addColumn)

给已经创建的表添加字段,写在 changeSet 标签内,此标签内用 column 标签定义要添加的字段属性。

属性名 值类型 默认值 注释
tableName String (必需)表名
catalogName String 目录名
schemaName String 数据库名

示例:

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<changeSet id="20190314154000" author="wqf" context="dev">
<comment>增加 email 字段</comment>
<addColumn tableName="changelog_example" catalogName="liquibase_demo" schemaName="liquibase_demo">
<column name="email" type="varchar(255)">
<constraints nullable="false"/>
</column>
</addColumn>
</changeSet>
删除字段(dropColumn)

dropColumn 标签用于删除已存在表中的字段,写在 changeSet 标签内,注意这个标签内部不能有内容,否则会报错。

属性名 值类型 默认值 注释
tableName String (必需)表名
name String 要删除的列名
catalogName String 目录名
schemaName String 数据库名

示例:

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<changeSet id="20190314181622" author="wqf" context="dev">
<comment>删除字段 name</comment>
<dropColumn tableName="changelog_example" columnName="name" schemaName="liquibase_demo" catalogName="liquibase_demo"/>
</changeSet>
插入数据(insert)

insert 标签用于在表中插入数据,写在 changeSet 标签内,需要指定表名等属性,在标签内使用 column 标签指定数据值。

属性名 值类型 默认值 注释
tableName String (必需)表名
dbms String 数据库类型,只有在指定的这种数据库下才会执行
catalogName String 目录名
schemaName String 数据库名

示例:

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<changeSet id="20190314183320" author="wqf">
<comment>插入数据</comment>
<insert tableName="changelog_example" dbms="mysql" catalogName="liquibase_demo" schemaName="liquibase_demo">
<column name="email" value="abc@abc.com"/>
<column name="login_name" value="abc"/>
<column name="password" value="abc123"/>
</insert>
</changeSet>
加载批量数据(loadData)

在 changeSet 中添加 loadData 标签,用来加载数据。

属性名 值类型 默认值 注释
tableName String (必需)表名
file String 要加载的数据文件路径
separator String 分隔符
encoding String 编码格式
quotchar String " 引号
catalogName String 目录名
schemaName String 数据库名

示例:

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<changeSet id="20190314183320" author="wqf">
<loadData tableName="user" file="classpath:liquibase/initdata/user.csv" separator=";" encoding="UTF-8"
quotchar="&quot;" schemaName="liquibase_demo" catalogName="liquibase_demo"/>
</changeSet>
修改列名(renameColumn)

在 changeSet 中添加 renameColumn 标签用于修改列名。

属性名 值类型 默认值 注释
tableName String (必需)表名
oldColumnName String 原列名
newColumnName String 新列名
columnDataType String 数据类型
remarks String 注释
catalogName String 目录名
schemaName String 数据库名

示例:

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<changeSet id="20190314184833" author="wqf">
<comment>修改字段名</comment>
<renameColumn tableName="changelog_example" oldColumnName="password" newColumnName="pwd" catalogName="liquibase_demo"
schemaName="liquibase_demo" columnDataType="varchar(255)" remarks="修改字段名"/>
</changeSet>
创建索引

为了提高数据查询速度,我们可以给关键字段添加索引,最好是在建表时就添加索引。如我们给 state 表的 collection_timedevice_id 字段添加联合索引,配置如下:

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<changeSet id="201907100943" author="wqf">
<createIndex tableName="state" indexName="index_collectionTime_deviceId">
<column name="collection_time"></column>
<column name="device_id"></column>
</createIndex>
</changeSet>

关于配置项与参数可以参考:http://www.liquibase.org/xml/ns/dbchangelog/dbchangelog-3.1.xsd

更具体的信息可以参考官方文档或使用 IDE 时查看提示即可完成:http://www.liquibase.org/documentation/index.html

参考资料

End

Demo 项目 Git 地址:https://git.dev.tencent.com/wqf31415/springboot-liquibase-demo.git