您如何在 CI/CD 中处理数据库迁移？

Question

Accepted Answer

**数据库迁移**（schema 更改）是 CI/CD 中最棘手的部分之一——与无状态应用代码不同，数据库持有**状态**，不能简单地替换或回滚。仔细处理迁移（自动化、向后兼容、安全模式）对于可靠的部署至关重要。

## 为什么数据库迁移很难

```text
App code is stateless (replace it, roll back freely). DATABASES hold STATE:
  → can't just "roll back" a migration that dropped a column or transformed data
    (the data may be gone) → rollbacks are risky/impossible for destructive changes
  → during deployment, OLD and NEW app code may run SIMULTANEOUSLY (rolling deploy) —
    both must work with the database schema at that moment
→ Schema changes need careful coordination with code deployment.
```

## 在管道中自动化迁移

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→ Migrations defined as CODE (versioned migration files; Flyway, Liquibase, ORM tools)
→ Run migrations as a pipeline STEP (apply pending migrations on deploy)
→ Migrations are versioned and applied in order, idempotently
→ Test migrations in staging before production
```

## 安全迁移模式（向后兼容性）

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KEY PRINCIPLE: make migrations BACKWARD-COMPATIBLE so old AND new code both work during
the transition. Use the EXPAND-CONTRACT (parallel change) pattern:
  1. EXPAND → add the new schema (e.g. add a new column) — old code still works
  2. MIGRATE → deploy code that writes to both / reads new; backfill data
  3. CONTRACT → once all code uses the new schema, remove the old (in a LATER deploy)
→ NEVER drop/rename in the same deploy that needs it gone — split across deploys.
→ This enables zero-downtime deploys and safe rollbacks.
```

## 为什么这很重要

理解如何在 CI/CD 中处理数据库迁移很重要，因为**迁移是自动部署中最艰难、风险最大的部分**，因此这是可靠交付的宝贵实用知识。

核心挑战是，与无状态应用代码（可以自由地替换和回滚）不同，**数据库持有状态**——因此删除列或转换数据的迁移**不能简单地回滚**（数据可能已丢失），使破坏性更改变得危险或不可逆，而在滚动部署期间**旧代码和新代码同时运行**，都需要在该时刻与 schema 兼容。

这使得 schema 更改需要仔细协调，与 CI/CD 的其余部分不同。

理解如何**自动化迁移**（通过 Flyway、Liquibase 或 ORM 迁移等工具将其定义为版本化代码、作为管道步骤按顺序和幂等地运行它们，以及先在预发布环境中测试）使迁移安全地进入自动化管道。

最重要的是，理解**安全迁移模式**——使迁移**向后兼容**，以便旧代码和新代码在转换期间都能工作、使用 **expand-contract（并行变更）模式**（expand：添加新 schema 而不破坏旧代码；migrate：转换代码并回填数据；contract：在稍后部署中删除旧 schema）和**永远不要在同一次部署中对需要删除/重命名的内容进行删除或重命名**——是启用**零停机部署和安全回滚**的关键技能，尽管数据库具有有状态性质。

这是真正棘手的、重要的现实知识，区分那些能够安全部署数据库更改的人和那些导致中断或数据丢失的人。

由于数据库迁移是部署有数据库应用程序不可避免的艰难、高风险部分，由于仔细处理它们（自动化加上向后兼容的 expand-contract 模式）对于可靠、零停机部署至关重要，理解 CI/CD 中的数据库迁移是有价值的、实际重要的知识——解决持续交付中最棘手的方面之一，并反映安全部署有状态应用程序所需的成熟度。