Версионирование схемы данных и миграции в YDB с использованием "goose"

Введение

Goose – open-source инструмент, который помогает версионировать схему данных в БД и управлять миграциями. Goose поддерживает множество различных баз данных, включая YDB. Goose использует файлы миграций и хранит состояние миграций непосредственно в базе данных в специальной таблице.

Установка goose

Варианты установки goose описаны в документации.

Аргументы запуска goose

Утилита goose вызывается командой:

$ goose <DB> <CONNECTION_STRING> <COMMAND> <COMMAND_ARGUMENTS>

где:

<DB> - движок базы данных, в случае YDB следует писать goose ydb
<CONNECTION_STRING> - строка подключения к базе данных.
<COMMAND> - команда, которую требуется выполнить. Полный перечень команд доступен во встроенной справке (goose help).
<COMMAND_ARGUMENTS> - аргументы команды.

Строка подлкючения к YDB

Для подключения к YDB следует использовать строку подключения вида

<protocol>://<host>:<port>/<database_path>?go_query_mode=scripting&go_fake_tx=scripting&go_query_bind=declare,numeric

где:

<protocol> - протокол подключения (grpc для незащищенного соединения или grpcs для защищенного (TLS) соединения). При этом, для защищенного подключения (с TLS) следует явно подключить сертификаты YDB, например так: export YDB_SSL_ROOT_CERTIFICATES_FILE=/path/to/ydb/certs/CA.pem.
<host> - адрес подключения к YDB.
<port> - порт подключения к YDB.
<database_path> - путь к базе данных в кластере YDB.
go_query_mode=scripting - специальный режим scripting выполнения запросов по умолчанию в драйвере YDB. В этом режиме все запросы от goose направляются в YDB сервис scripting, который позволяет обрабатывать как DDL, так и DML инструкции SQL.
go_fake_tx=scripting - поддержка эмуляции транзакций в режиме выполнения запросов через сервис YDB scripting. Дело в том, что в YDB выполнение DDL инструкций SQL в транзакции невозможно (или несет значительные накладные расходы). В частности сервис scripting не позволяет делать интерактивные транзакции (с явными Begin+Commit/Rollback). Соответственно, режим эмуляции транзакций на деле не делает ничего (nop) на вызовах Begin+Commit/Rollback из goose. Этот трюк в редких случаях может привести к тому, что отдельный шаг миграции может оказаться в промежуточном состоянии. Команда YDB работает на новым сервисом query, который должен помочь убрать этот риск.
go_query_bind=declare,numeric - поддержка биндингов авто-выведения типов YQL из параметров запросов (declare) и поддержка биндингов нумерованных параметров (numeric). Дело в том, что YQL - язык со строгой типизацией, требующий явным образом указывать типы параметров запросов в теле самого SQL-запроса с помощью специальной инструкции DECLARE. Также YQL поддерживает только именованные параметры запроса (напрмиер, $my_arg), в то время как ядро goose генерирует SQL-запросы с нумерованными параметрами ($1, $2, и т.д.). Биндинги declare и numeric модифицируют исходные запросы из goose на уровне драйвера YDB, что позволило в конечном счете встроиться в goose.

В случае подключения к ломальному докер-контейнеру YDB строка подключения должна иметь вид:

grpc://localhost:2136/local?go_query_mode=scripting&go_fake_tx=scripting&go_query_bind=declare,numeric

Давайте сохраним эту строку в переменную окружения для дальнейшего использования:

export YDB_CONNECTION_STRING="grpc://localhost:2136/local?go_query_mode=scripting&go_fake_tx=scripting&go_query_bind=declare,numeric"

Далее примеры вызова команд goose будут содержать именно эту строку подключения.

Директория с файлами миграций

Создадим директорию migrations и далее все команды goose следует выполнять в этой директории:

$ mkdir migrations && cd migrations

Управление миграциями с помощью goose

Создание файлов миграций и применение их к базе

Файл миграции можно создать командой goose create:

$ goose ydb $YDB_CONNECTION_STRING create 00001_create_first_table sql
2024/01/12 11:52:29 Created new file: 20240112115229_00001_create_first_table.sql

В результате выполнения команды был создан файл <timestamp>_00001_create_table_users.sql:

$ ls
20231215052248_00001_create_table_users.sql

Файл <timestamp>_00001_create_table_users.sql был создан со следующим содержимым:

-- +goose Up
-- +goose StatementBegin
SELECT 'up SQL query';
-- +goose StatementEnd

-- +goose Down
-- +goose StatementBegin
SELECT 'down SQL query';
-- +goose StatementEnd

Такая структура файла миграции помогает держать в контексте внимания ровно одну миграцию - шаги, чтобы обновить состояние базы, и шаги, чтобы откатить назад измения.

Файл миграции состоит из двух секций. Первая секция +goose Up содержит SQL-команды обновления схемы. Вторая секция +goose Down отвечает за откат изменений, выполненных в секции +goose Up. Goose заботливо вставил плейсхолдеры:

SELECT 'up SQL query';

SELECT 'down SQL query';

Мы можем заменить эти выражения на необходимые нам SQL-команды создания таблицы users и удаления ее в случае отката миграции:

-- +goose Up
-- +goose StatementBegin
CREATE TABLE users (
     id Uint64,
     username Text,
     created_at Timestamp,
     PRIMARY KEY (id)
);
-- +goose StatementEnd

-- +goose Down
-- +goose StatementBegin
DROP TABLE users;
-- +goose StatementEnd

Проверим статус миграций:

$ goose ydb $YDB_CONNECTION_STRING status
2024/01/12 11:53:50     Applied At                  Migration
2024/01/12 11:53:50     =======================================
2024/01/12 11:53:50     Pending                  -- 20240112115229_00001_create_first_table.sql

Статус Pending означает, что миграция еще не применена.

Применим миграцию с помощью команды goose up:

$ goose ydb $YDB_CONNECTION_STRING up
2024/01/12 11:55:18 OK   20240112115229_00001_create_first_table.sql (93.58ms)
2024/01/12 11:55:18 goose: successfully migrated database to version: 20240112115229

Проверим статус миграций goose status:

$ goose ydb $YDB_CONNECTION_STRING status
2024/01/12 11:56:00     Applied At                  Migration
2024/01/12 11:56:00     =======================================
2024/01/12 11:56:00     Fri Jan 12 11:55:18 2024 -- 20240112115229_00001_create_first_table.sql

Статус Pending заменился на временную отметку Fri Jan 12 11:55:18 2024 - это означает, что миграция успешно применена. Мы также можем убедиться в этом и другими способами:

Используя YDB UI по адресу `http://localhost:8765`

Используя YDB CLI

YDB UI after apply first migration

$ ydb -e grpc://localhost:2136 -d /local scheme describe users
<table> users

Columns:
┌────────────┬────────────┬────────┬─────┐
│ Name       │ Type       │ Family │ Key │
├────────────┼────────────┼────────┼─────┤
│ id         │ Uint64?    │        │ K0  │
│ username   │ Utf8?      │        │     │
│ created_at │ Timestamp? │        │     │
└────────────┴────────────┴────────┴─────┘

Storage settings:
Store large values in "external blobs": false

Column families:
┌─────────┬──────┬─────────────┬────────────────┐
│ Name    │ Data │ Compression │ Keep in memory │
├─────────┼──────┼─────────────┼────────────────┤
│ default │      │ None        │                │
└─────────┴──────┴─────────────┴────────────────┘

Auto partitioning settings:
Partitioning by size: true
Partitioning by load: false
Preferred partition size (Mb): 2048
Min partitions count: 1

Давайте создадим второй файл миграции с добавлением колонки password_hash в таблицу users:

$ goose ydb $YDB_CONNECTION_STRING create 00002_add_column_password_hash_into_table_users sql
2024/01/12 12:00:57 Created new file: 20240112120057_00002_add_column_password_hash_into_table_users.sql

Отредактируем файл <timestamp>_00002_add_column_password_hash_into_table_users.sql до следующего содержимого:

-- +goose Up
-- +goose StatementBegin
ALTER TABLE users ADD COLUMN password_hash Text;
-- +goose StatementEnd

-- +goose Down
-- +goose StatementBegin
ALTER TABLE users DROP COLUMN password_hash;
-- +goose StatementEnd

Проверим статус миграций:

$ goose ydb $YDB_CONNECTION_STRING status
2024/01/12 12:02:40     Applied At                  Migration
2024/01/12 12:02:40     =======================================
2024/01/12 12:02:40     Fri Jan 12 11:55:18 2024 -- 20240112115229_00001_create_first_table.sql
2024/01/12 12:02:40     Pending                  -- 20240112120057_00002_add_column_password_hash_into_table_users.sql

Мы видим, что первая миграция применена, а вторая только запланирована (Pending).

Применим вторую миграцию с помощью команды goose up-by-one (в отличие от goose uo команда goose up-by-one применяет ровно одну "следующую" миграцию):

$ goose ydb $YDB_CONNECTION_STRING up-by-one
2024/01/12 12:04:56 OK   20240112120057_00002_add_column_password_hash_into_table_users.sql (59.93ms)

Проверим статус миграций:

$ goose ydb $YDB_CONNECTION_STRING status
2024/01/12 12:05:17     Applied At                  Migration
2024/01/12 12:05:17     =======================================
2024/01/12 12:05:17     Fri Jan 12 11:55:18 2024 -- 20240112115229_00001_create_first_table.sql
2024/01/12 12:05:17     Fri Jan 12 12:04:56 2024 -- 20240112120057_00002_add_column_password_hash_into_table_users.sql

Обе миграции успешно применены. Убедимся в этом альтернативными способами:

Используя YDB UI по адресу `http://localhost:8765`

Используя YDB CLI

YDB UI after apply second migration

$ ydb -e grpc://localhost:2136 -d /local scheme describe users
<table> users

Columns:
┌───────────────┬────────────┬────────┬─────┐
│ Name          │ Type       │ Family │ Key │
├───────────────┼────────────┼────────┼─────┤
│ id            │ Uint64?    │        │ K0  │
│ username      │ Utf8?      │        │     │
│ created_at    │ Timestamp? │        │     │
│ password_hash │ Utf8?      │        │     │
└───────────────┴────────────┴────────┴─────┘

Storage settings:
Store large values in "external blobs": false

Column families:
┌─────────┬──────┬─────────────┬────────────────┐
│ Name    │ Data │ Compression │ Keep in memory │
├─────────┼──────┼─────────────┼────────────────┤
│ default │      │ None        │                │
└─────────┴──────┴─────────────┴────────────────┘

Auto partitioning settings:
Partitioning by size: true
Partitioning by load: false
Preferred partition size (Mb): 2048
Min partitions count: 1

Все последующие миграции можно создавать аналогичным образом.

Откат миграции

Откатим последнюю миграцию с помощью команды goose down:

$ goose ydb $YDB_CONNECTION_STRING down
2024/01/12 13:07:18 OK   20240112120057_00002_add_column_password_hash_into_table_users.sql (43ms)

Проверим статус миграций goose status:

$ goose ydb $YDB_CONNECTION_STRING status
2024/01/12 13:07:36     Applied At                  Migration
2024/01/12 13:07:36     =======================================
2024/01/12 13:07:36     Fri Jan 12 11:55:18 2024 -- 20240112115229_00001_create_first_table.sql
2024/01/12 13:07:36     Pending                  -- 20240112120057_00002_add_column_password_hash_into_table_users.sql

Статус Fri Jan 12 12:04:56 2024 заменился на статус Pending - это означает, что последняя миграция успешно отменена. Мы также можем убедиться в этом и другими способами:

Используя YDB UI по адресу `http://localhost:8765`

Используя YDB CLI

YDB UI after apply first migration

$ ydb -e grpc://localhost:2136 -d /local scheme describe users
<table> users

Columns:
┌────────────┬────────────┬────────┬─────┐
│ Name       │ Type       │ Family │ Key │
├────────────┼────────────┼────────┼─────┤
│ id         │ Uint64?    │        │ K0  │
│ username   │ Utf8?      │        │     │
│ created_at │ Timestamp? │        │     │
└────────────┴────────────┴────────┴─────┘

Storage settings:
Store large values in "external blobs": false

Column families:
┌─────────┬──────┬─────────────┬────────────────┐
│ Name    │ Data │ Compression │ Keep in memory │
├─────────┼──────┼─────────────┼────────────────┤
│ default │      │ None        │                │
└─────────┴──────┴─────────────┴────────────────┘

Auto partitioning settings:
Partitioning by size: true
Partitioning by load: false
Preferred partition size (Mb): 2048
Min partitions count: 1

"Горячий" список команд "goose"

Утилита goose позволяет управлять миграциями через командную строку:

goose status - посмотреть статус применения миграций. Например, goose ydb $YDB_CONNECTION_STRING status.
goose up - применить все известные миграции. Например, goose ydb $YDB_CONNECTION_STRING up.
goose up-by-one - применить ровно одну "следующую" миграцию. Например, goose ydb $YDB_CONNECTION_STRING up-by-one.
goose redo - пере-применить последнюю миграцию. Например, goose ydb $YDB_CONNECTION_STRING redo.
goose down - откатить последнюю миграцию. Например, goose ydb $YDB_CONNECTION_STRING down.
goose reset - откатить все миграции. Например, goose ydb $YDB_CONNECTION_STRING reset.

Важно

Будьте осторожны: команда goose reset может удалить все ваши миграции, включая данные в таблицах. Это происходит за счет инструкций в блоке +goose Down. Регулярно делайте бекапы и проверяйте их на возможность восстановления, чтобы минимизировать этот риск.

Версионирование схемы данных и миграции в YDB с использованием "goose"

Введение

Установка goose

Аргументы запуска goose

Строка подлкючения к YDB

Директория с файлами миграций

Управление миграциями с помощью goose

Создание файлов миграций и применение их к базе

Откат миграции

"Горячий" список команд "goose"

Была ли статья полезна?