Fluent Migrator 是一個 .Net 的資料庫遷移 (Migration) 框架套件，其他如 Laravel 及 Ruby on Rails 也有類似的套件。遷移就像是資料庫的版本控制一樣，提供 Code-First 的方式去管理資料庫結構，並可將其納入專案的版控中。

官網：https://fluentmigrator.github.io/

一個建立 Users Table 的 Migration 範例:

[Migration(1)]
public class CreateUserTable : Migration
{
    public override void Up()
    {
        Create.Table("Users")
            .WithColumn("Id").AsInt32().PrimaryKey().Identity()
            .WithColumn("Name").AsString(255);
    }

    public override void Down()
    {
        Delete.Table("Users");
    }
}

可能會有人想說「為什麼不直接用 Entity framework 就好？」，EF 提供完整的 ORM，而這個套件只提供「遷移」這部分，算是另一種選擇，如果有專案因為效能問題不想使用 EF 但又想要有類似機制，就可以使用這個套件。

使用 Migration 框架與使用 SQL 的比較

使用 Migration 框架 使用 SQL
支援不同的資料庫 套件有支援的都可以使用，寫一份就可以通用，且較不易出錯 要為每個資料庫個別去寫 SQL，需寫很多份，還要一個個去驗證執行是否正確
自動化執行 支援與 App 一同執行或使用 CLI 的方式 需自己處理
執行順序 可自訂每個 Migration 的版本，會照版本依序執行 無
紀錄 執行的紀錄將紀錄在 DB 某個 Table 中 無
Rollback 可 Rollback 到任意版本 需自己另外寫一份 SQL

安裝 Fluent Migrator

這個套件有把執行跟寫分開，依照自己需求安裝就可以了，像是如果是要用 CLI 去執行的就可以只安裝寫 Migrations 的部分就好。

  • 純寫 Migrations 需安裝:
    • FluentMigrator
  • 有要執行 Migrations 需安裝:
    • FluentMigrator.Runner
    • 目標資料庫的 ADO.NET Data Provider
      • SQLite: Microsoft.Data.Sqlite
      • PostgreSQL: Npgsql
      • …

撰寫 Migration

建立一個名為 20200616_CreateUserTable 的檔案，在裡面寫一個 Class，他繼承 Migration 及實作 Up() 跟 Down() 兩個方法。

檔名跟 Class 名稱不限制，但建議檔名前面版本，便於檢視。

接下來為這個 Class 加上 [Migration] Attribute，如 [Migration(<自訂版本>)]，版本可自訂，用於決定執行順序。

FluentMigrator 會依照這個版本號由小到大去執行。

在 Up() 中攥寫這個 Migration 要執行的動作，而 Down() 則是寫 Up() 反向的操作，是用來清除 Up() 所執行的效果。

[Migration(1)]
public class CreateUserTable: Migration
{
    public override void Up()
    {
        // ...
    }

    public override void Down()
    {
        // ...
    }
}

這個套件提供使用 Fluent Interface 的方式去定義要執行的操作 (如建表、修改欄位…等)，幾乎可以不需要看文件就可以依照 IDE 提示寫出來。

展示建立 Table
展示建立 Table

假設我要建立帶有 id 及 name 欄位的 users 資料表，那我可以這樣寫：

  • 在 Up() 中，使用 Create 去建立一個名為 users 的資料表，接下來使用 WithColumn 去定義兩個欄位。
  • 在 Down() 中，使用 Delete 去刪除這個資料表。
    [Migration(1)]
    public class CreateUserTable: Migration
    {
        public override void Up()
        {
            Create.Table("users")
                .WithColumn("id").AsInt32().PrimaryKey().Identity()
                .WithColumn("name").AsString();
        }
        
        public override void Down()
        {
            Delete.Table("users");
        }
    }

一個 Migration 沒有限制只能做一件事，像是我可以一個 Migrstion 就建很多個資料表。

Fluent Interface 支援的操作

它命名的非常直覺，幾乎可以不用看文件直接照著打就可以完成。詳細也可參考 Fluent Syntax Schema Overview。

支援的操作及範例如下：

建立

  • 進入點: Create
  • 用途: 用於 建立 資料表、欄位、Index、Unique 約束…
  • 範例:
Create.Table("users")
    .WithColumn("id").AsInt32().PrimaryKey().Identity()
    .WithColumn("name").AsString();

編輯

  • 進入點: Alter
  • 用途: 用於 編輯 資料表、欄位、Index、Unique 約束…
  • 範例:
Alter.Table("users").AddColumn("account").AsString().Unique();

改名

  • 進入點: Rename
  • 用途: 用於 重新命名 資料表、欄位、Index、Unique 約束…
  • 範例:
// 將 users 改為 accounts
Rename.Table("users").To("accounts");

// 將 users.name 改為 users.fullname
Rename.Column("name").OnTable("users").To("fullname");

刪除

  • 進入點: Delete
  • 用途: 用於 刪除 資料表、欄位，資料、Index、Unique 約束…
  • 範例:
    // 刪除資料表
    Delete.Table("users");
    
    // 刪除欄位
    Delete.Column("column1")
        .Column("column2")
        .FromTable("users");
    
    // 刪除資料
    Delete.FromTable("users")
        .Row(new { name = "Admin" }); // 刪除 name = 'Admin' 的 rows

新增資料

  • 進入點: Insert
  • 用途: 用於新增資料
  • 範例:
    Insert
        .IntoTable("users")
        .Row(new { name = "Admin" });

更新資料

  • 進入點: Update
  • 用途: 用於更新資料
  • 範例:
    Update.Table("users")
        .Set(new { name = "Administrator" })
        .Where(new { name = "Admin" });

執行 SQL

  • 進入點: Execute
  • 用途: 用於執行原生 SQL
  • 範例:
    Execute.Script("myscript.sql");
    Execute.EmbeddedScript("UpdateLegacySP.sql");
    Execute.Sql("DELETE TABLE users");

判斷資料庫類型

  • 進入點: IfDatabase()
  • 用途: 當有些操作只想要在特定資料庫類型執行時，就可以用它來判斷。
  • 範例:
    // 只在 PostgreSQL 才建立 users
    IfDatabase("Postgres")
        .Create.Table("users")
        .WithColumn("id").AsInt32().PrimaryKey().Identity()
        .WithColumn("name").AsString();

執行 Migration

執行的方式有提兩種供選擇，分別為 In-Process 與 CLI，如果沒有特殊需求，官方推薦是使用 In-Process 的方式執行 Migrations。

In-Process

顧名思義就是跟主程式包再一起，以下是我把把官方的範例程式化簡後的樣子，主要就分為「設定服務」及「執行」兩部分而已，可以依照自己需求加到自己的專案中。

// 設定 DI 服務
var serviceProvider = new ServiceCollection()
                        .AddFluentMigratorCore()
                        .ConfigureRunner(rb => rb
                            .AddSQLite()
                            .WithGlobalConnectionString("Data Source=test.db")
                            .ScanIn(typeof(AddLogTable).Assembly).For.Migrations())
                        .AddLogging(lb => lb.AddFluentMigratorConsole())
                        .BuildServiceProvider(false);

// 取得 Runner
var runner = serviceProvider.GetRequiredService<IMigrationRunner>();

// 執行 Migrations
runner.MigrateUp();

以 .Net Core Web App 為例，就可以放在 Startup.cs 裡面，直接用它所提供的 ServiceCollection 去設定服務，就像這樣：

public class Startup
{

    public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
    {
        services.AddFluentMigratorCore()
                .ConfigureRunner(rb => rb
                    .AddSQLite()
                    .WithGlobalConnectionString("Data Source=test.db")
                    .ScanIn(typeof(AddLogTable).Assembly).For.Migrations())
    }

    public void Configure(IApplicationBuilder app, IMigrationRunner migrationRunner)
    {
        migrationRunner.MigrateUp();
    }
}

也是可以直接在 Program.cs 中執行，視自己需求決定。

CLI

官方有提供 Command Line 的工具 FluentMigrator.DotNet.Cli，可以藉由他直接執行含有 Migrations 的 dll。

官方文件

安裝 FluentMigrator.DotNet.Cli

dotnet tool install -g FluentMigrator.DotNet.Cli

安裝完後，就可以藉由執行 dotnet fm 來完成一些事。

執行 dotnet fm -h 叫出 help 就可以看到有哪些功能，沒有很複雜。

> dotnet fm -h
The external FluentMigrator runner that integrates into the .NET Core CLI tooling

Usage: dotnet-fm [options] [command]

Options:
  -?|-h|--help  Execute FluentMigrator actions

Commands:
  list          List stuff
  migrate       Apply migrations
  rollback      Rollback last migration
  validate      Validations

執行 Migration 是 dotnet fm migrate，完整指令如下：

dotnet fm migrate -p sqlite -c "Data Source=test.db" -a ".\bin\Debug\netcoreapp2.1\test.dll"
  • -p: Processor 類型，可以執行 dotnet fm list processors 查看所有的類型。
  • -c: 連線字串
  • -a: Assembly (dll)，裡面要包含寫好的 Migrations。

執行結果

兩種方式執行結果是一樣的，就是會顯示執行過的 Migration 及執行資訊，並會在 DB 建一個 Table (預設名稱為：VersionInfo) 去紀錄，範例如下。

Version AppliedOn Description
20191114100000 2020-06-20 12:00:28.000000 InitDB
20191115110000 2020-06-20 12:00:28.000000 AddUsersTable
20191125100000 2020-06-20 12:00:28.000000 AddRolesTable
20191128100000 2020-06-20 12:00:28.000000 AddPostsTable

其他功能

自動撤銷 Migrations

寫久了，如果遇到一次要做很多事情，但又不想相似的東西要寫 Up 及 Down 兩次，就可以改繼承 AutoReversingMigration， 之後一些單純的操作 (如建表…) 就不用寫 Down() 的部分，不過如果在使用上遇到某些方法找不到，就代表他是不支援的，就不能用 AutoReversingMigration 了。

    [Migration(1)]
    public class CreateUserTable: AutoReversingMigration
    {
        public override void Up()
        {
            Create.Table("users")
                .WithColumn("id").AsInt32().PrimaryKey().Identity()
                .WithColumn("name").AsString();
        }
    }

它是如何實現只要正常的操作也可以達成 Rollback 功能？ 之前我有去翻他的 Source Code，他底層有套 Command Pattern 去解決。


感謝閱讀！

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Puck Wang

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