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03 数据库迁移（Alembic）

本章目标：学会用 Alembic 管理数据库表结构的变更——这是 create_all 的正式替代方案，上线项目必备。

1. 为什么需要迁移工具​

回顾 create_all 的致命限制：只建新表，不改旧表。

现在你的项目上线了，users 表里有 1 万条真实数据，产品要求给用户加个 phone 字段。你不能删库重建，需要执行 ALTER TABLE users ADD COLUMN phone ...，而且：

  • 开发、测试、生产三套环境都要执行，一个都不能漏
  • 团队其他人拉了你的代码，他们的本地库也要同步
  • 万一改错了要能回滚

迁移工具把每次表结构变更记录成一个版本化的脚本文件，像 git 管理代码一样管理表结构。Alembic 就是 SQLAlchemy 官方的迁移工具。

2. 安装与初始化​

pip install alembic

# 在项目根目录（blog-api/）执行
alembic init alembic

生成：

blog-api/
├── alembic.ini          # 配置文件
└── alembic/
    ├── env.py           # 迁移运行环境（要改）
    └── versions/        # 迁移脚本存放处（自动生成）

3. 配置（两处修改）​

① alembic.ini：数据库地址​

找到 sqlalchemy.url 一行，改成你的数据库：

sqlalchemy.url = sqlite:///./blog.db

② alembic/env.py：告诉 Alembic 你的模型​

找到 target_metadata = None，改为：

from app.database import Base
from app import models  # noqa: F401  导入以注册所有模型

target_metadata = Base.metadata

这样 Alembic 才能对比「模型定义」和「数据库现状」的差异。

4. 核心工作流（背下来）​

以后每次改动 models.py，就走这三步：

# 1. 自动生成迁移脚本（对比模型与数据库的差异）
alembic revision --autogenerate -m "add phone to users"

# 2. 打开 alembic/versions/ 下新生成的文件，人工检查（重要！）

# 3. 执行迁移，应用到数据库
alembic upgrade head

实际演练​

给 User 模型加一个字段：

# app/models.py 的 User 类中添加
phone: Mapped[str | None] = mapped_column(String(20))

执行第 1 步，会在 versions/ 下生成类似 a1b2c3d4e5f6_add_phone_to_users.py 的文件：

def upgrade() -> None:
    op.add_column("users", sa.Column("phone", sa.String(length=20), nullable=True))

def downgrade() -> None:
    op.drop_column("users", "phone")
  • upgrade()：本次变更做什么
  • downgrade()：如何撤销本次变更

检查无误后 alembic upgrade head，用 DB Browser 确认 users 表多了 phone 列，已有数据完好无损。

为什么第 2 步必须人工检查？​

autogenerate 不是万能的：改列名会被识别成「删列+加列」（数据就丢了！）、某些约束变化检测不到。生成的脚本必须过目，必要时手改。

5. 常用命令​

alembic upgrade head        # 升级到最新版本
alembic upgrade +1          # 只升一个版本
alembic downgrade -1        # 回退一个版本
alembic current             # 查看数据库当前处于哪个版本
alembic history             # 查看所有迁移历史

Alembic 会在数据库里建一张 alembic_version 表记录当前版本号，靠它知道「哪些脚本已经跑过」。

6. 与项目集成：告别 create_all​

用了 Alembic 后，建表也交给它管理（首次迁移会生成所有建表语句），所以：

# app/main.py 的 lifespan 中，删掉或注释这一行：
# Base.metadata.create_all(engine)

新环境部署流程变成：

pip install -r requirements.txt
alembic upgrade head        # 从零建出全部表 + 历史所有变更
fastapi run app/main.py

从头接入的正确姿势（如果你的 blog.db 是 create_all 建的）：最简单的办法是删掉 blog.db，然后 alembic revision --autogenerate -m "init" 生成首个迁移，再 alembic upgrade head。已有生产数据的库接入 Alembic 需要用 alembic stamp head 标记基线，属于进阶操作，需要时再查文档。

7. 团队协作注意事项​

  • 迁移脚本（versions/ 目录）必须提交到 git——它是表结构的变更历史
  • 拉取同事代码后，先 alembic upgrade head 同步本地库再开发
  • 两人同时生成迁移可能产生分叉，Alembic 会报「Multiple heads」，用 alembic merge heads 合并（遇到再查即可）

本章小结​

  • create_all 不能改表；生产项目用 Alembic 管理表结构变更
  • 三步工作流：revision --autogenerate 生成 → 人工检查脚本 → upgrade head 应用
  • 迁移脚本提交 git；downgrade 提供回滚能力
  • 接入 Alembic 后移除 create_all

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