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数据库迁移与版本管理

问题​

如何管理数据库 Schema 变更？如何实现零停机迁移？

面试速答版

如何管理数据库 Schema 变更？ 核心是「Schema as Code」，所有变更走迁移文件、进 Git、走 CI：

  • 声明式（Prisma、Drizzle）：改 schema 文件 → 工具自动 diff 生成 SQL 迁移。
  • 代码式（TypeORM、Knex）：手写 up()/down()，控制力更强。
  • 流程：开发环境 migrate dev 生成迁移文件 → PR Review → 生产 migrate deploy 只应用、不生成。
  • 每个迁移文件需要有唯一名称 + 时间戳，表中用一张 _migrations 表记录已应用的版本。

如何实现零停机迁移？ 危险动作：ALTER 大表、删列、加 NOT NULL 不带默认值、改列类型都可能锁表。实践如下：

  • 拆多步：加字段用三步「加可空列 → 双写回填数据 → 加上 NOT NULL」；删字段走「代码停读→下一版才 DDL」。
  • 在线 DDL 工具：pt-online-schema-change、gh-ost，通过临时表 + binlog 同步避免锁表。
  • 双向兼容：代码要能同时兼容「迁移前 / 迁移后」两种 Schema，才能灯度发布。
  • 应急：迁移文件要可回滚，但生产一般不跳回滚，而是「向前修复」。

答案​

迁移工具对比​

工具配合 ORM特点
Prisma MigratePrisma声明式，自动生成 SQL
TypeORM MigrationTypeORM代码式，手写迁移
drizzle-kitDrizzle自动检测 Schema 差异
knex migrationsKnex手写 up/down
golang-migrate无纯 SQL 文件

Prisma 迁移流程​

# 1. 修改 schema.prisma
# 2. 生成迁移文件
npx prisma migrate dev --name add_user_role

# 3. 生产环境应用迁移
npx prisma migrate deploy
schema.prisma
model User {
  id    String @id @default(uuid())
  name  String
  email String @unique
  role  Role   @default(USER)  // 新增字段
}

enum Role {
  USER
  ADMIN
}

手写迁移（TypeORM）​

migration.ts
import { MigrationInterface, QueryRunner } from 'typeorm';

export class AddUserRole1700000000000 implements MigrationInterface {
  async up(queryRunner: QueryRunner): Promise<void> {
    // 1. 添加列（允许 NULL，不影响现有数据）
    await queryRunner.query(
      `ALTER TABLE users ADD COLUMN role VARCHAR(20) DEFAULT 'USER'`,
    );
    // 2. 回填数据
    await queryRunner.query(
      `UPDATE users SET role = 'ADMIN' WHERE is_admin = true`,
    );
    // 3. 设置 NOT NULL（数据填充完毕后）
    await queryRunner.query(
      `ALTER TABLE users ALTER COLUMN role SET NOT NULL`,
    );
  }

  async down(queryRunner: QueryRunner): Promise<void> {
    await queryRunner.query(`ALTER TABLE users DROP COLUMN role`);
  }
}

零停机迁移策略​

危险操作

直接修改列类型、删除列、添加 NOT NULL 列（无默认值）可能导致停机。

三步走策略（重命名列为例）：

  1. 部署 1：添加新列，双写（新旧列都写）
  2. 部署 2：读从新列，迁移历史数据
  3. 部署 3：删除旧列

常见面试问题​

Q1: 迁移文件要不要提交到 Git？​

答案：

必须提交。 迁移文件是数据库版本的历史记录，和代码一样需要版本管理。团队成员拉取代码后执行迁移即可同步数据库结构。

Q2: 如何回滚迁移？​

答案：

  1. 每个迁移文件都写 down 方法
  2. 生产环境尽量不回滚，而是创建新的迁移修复
  3. 回滚前确认数据兼容性

Q3: 大表加索引会锁表吗？​

答案：

MySQL 默认会锁表。PostgreSQL 可以用 CREATE INDEX CONCURRENTLY 不锁表。MySQL 可以用 pt-online-schema-change 工具。

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