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Synchronisieren der Datenbankstruktur zwischen Anwendungen

Jeder, der jemals Anwendungen entwickelt hat, die eine Datenbank verwenden, stand wahrscheinlich vor dem Problem, die Datenbankstruktur zu aktualisieren, wenn die Anwendung bereitgestellt und aktualisiert wird.

Der gängigste Ansatz besteht darin, eine Reihe von SQL-Skripts zu erstellen, um die Datenbankstruktur von Version zu Version zu ändern. Natürlich gibt es kostenpflichtige Tools, aber sie lösen nicht immer das Problem der vollständigen Automatisierung des Updates.

Die Migrationstechnologie, die zuerst in Hibernate ORM eingeführt und in Linq implementiert wurde, ist sehr gut und bequem, aber sie impliziert eine „Code First“-Strategie für die Entwicklung einer Datenbankstruktur, was für bestehende Projekte sehr mühsam ist, und die Verwendung von Triggern, gespeicherten Prozeduren und Funktionen in einer Datenbank macht den Übergang zur „Code First“-Strategie fast unmöglich.

Dieser Artikel schlägt einen alternativen Ansatz zur Lösung dieses Problems vor – Speichern einer Referenzdatenbankstruktur in einer XML-Datei und automatisches Generieren eines SQL-Skripts basierend auf dem Vergleich der Referenz und der bestehende Struktur. Fangen wir also an …

XML-Datei mit Datenbankstruktur generieren

Wir verwenden die DbSyncSample-Datenbank. Das Skript zum Erstellen der Datenbank ist unten dargestellt.

USE [DbSyncSample]
GO
/****** Object:  Table [dbo].[Orders]    Script Date: 06/01/2017 10:37:43 ******/
SET ANSI_NULLS ON
GO
SET QUOTED_IDENTIFIER ON
GO
CREATE TABLE [dbo].[Orders](
	[Id] [int] IDENTITY(1,1) NOT NULL,
	[OrderNumber] [nvarchar](50) NULL,
	[OrderTime] [datetime] NULL,
	[TotalCost] [decimal](18, 2) NOT NULL,
 CONSTRAINT [PK_Orders] PRIMARY KEY CLUSTERED 
(
	[Id] ASC
)WITH (PAD_INDEX  = OFF, STATISTICS_NORECOMPUTE  = OFF, IGNORE_DUP_KEY = OFF, ALLOW_ROW_LOCKS  = ON, ALLOW_PAGE_LOCKS  = ON) ON [PRIMARY]
) ON [PRIMARY]
GO
CREATE NONCLUSTERED INDEX [IX_Orders_OrderNumber] ON [dbo].[Orders] 
(
	[OrderNumber] ASC
)WITH (PAD_INDEX  = OFF, STATISTICS_NORECOMPUTE  = OFF, SORT_IN_TEMPDB = OFF, IGNORE_DUP_KEY = OFF, DROP_EXISTING = OFF, ONLINE = OFF, ALLOW_ROW_LOCKS  = ON, ALLOW_PAGE_LOCKS  = ON) ON [PRIMARY]
GO
/****** Object:  Table [dbo].[Details]    Script Date: 06/01/2017 10:37:43 ******/
SET ANSI_NULLS ON
GO
SET QUOTED_IDENTIFIER ON
GO
CREATE TABLE [dbo].[Details](
	[Id] [int] IDENTITY(1,1) NOT NULL,
	[Descript] [nvarchar](150) NULL,
	[OrderId] [int] NULL,
	[Cost] [decimal](18, 2) NOT NULL,
 CONSTRAINT [PK_Details] PRIMARY KEY CLUSTERED 
(
	[Id] ASC
)WITH (PAD_INDEX  = OFF, STATISTICS_NORECOMPUTE  = OFF, IGNORE_DUP_KEY = OFF, ALLOW_ROW_LOCKS  = ON, ALLOW_PAGE_LOCKS  = ON) ON [PRIMARY]
) ON [PRIMARY]
GO
/****** Object:  Trigger [Details_Modify]    Script Date: 06/01/2017 10:37:43 ******/
SET ANSI_NULLS ON
GO
SET QUOTED_IDENTIFIER ON
GO
CREATE TRIGGER [dbo].[Details_Modify]
   ON  [dbo].[Details] 
   AFTER INSERT,UPDATE
AS 
BEGIN
	UPDATE Orders
	SET TotalCost = s.Total
	FROM (
		SELECT i.OrderId OId, SUM(d.Cost) Total
		FROM Details d
		JOIN inserted i ON d.OrderId=i.OrderId
		GROUP BY i.OrderId
	) s
	WHERE Id=s.OId
END
GO
/****** Object:  Trigger [Details_Delete]    Script Date: 06/01/2017 10:37:43 ******/
SET ANSI_NULLS ON
GO
SET QUOTED_IDENTIFIER ON
GO
CREATE TRIGGER [dbo].[Details_Delete]
   ON  [dbo].[Details] 
   AFTER DELETE
AS 
BEGIN
	UPDATE Orders
	SET TotalCost = s.Total
	FROM (
		SELECT i.OrderId OId, SUM(d.Cost) Total
		FROM Details d
		JOIN deleted i ON d.OrderId=i.OrderId
		GROUP BY i.OrderId
	) s
	WHERE Id=s.OId
END
GO
/****** Object:  Default [DF_Details_Cost]    Script Date: 06/01/2017 10:37:43 ******/
ALTER TABLE [dbo].[Details] ADD  CONSTRAINT [DF_Details_Cost]  DEFAULT ((0)) FOR [Cost]
GO
/****** Object:  Default [DF_Orders_TotalCost]    Script Date: 06/01/2017 10:37:43 ******/
ALTER TABLE [dbo].[Orders] ADD  CONSTRAINT [DF_Orders_TotalCost]  DEFAULT ((0)) FOR [TotalCost]
GO
/****** Object:  ForeignKey [FK_Details_Orders]    Script Date: 06/01/2017 10:37:43 ******/
ALTER TABLE [dbo].[Details]  WITH CHECK ADD  CONSTRAINT [FK_Details_Orders] FOREIGN KEY([OrderId])
REFERENCES [dbo].[Orders] ([Id])
GO
ALTER TABLE [dbo].[Details] CHECK CONSTRAINT [FK_Details_Orders]
GO

Erstellen Sie eine Konsolenanwendung und verknüpfen Sie das Nuget-Paket Shed.DbSync damit.

Die XML-Datenbankstruktur ist wie folgt:

class Program
    {
        private const string OrigConnString = "data source=.;initial catalog=FiocoKb;integrated security=True;MultipleActiveResultSets=True;App=EntityFramework";
        static void Main(string[] args)
        {
            // getting XML with the database structure
            var db = new Shed.DbSync.DataBase(OrigConnString);
            var xml = db.GetXml();
            File.WriteAllText("DbStructure.xml", xml);
        }
    }

Nach dem Ausführen des Programms sehen wir Folgendes in der Datei DbStructure.xml:

<?xml version="1.0"?>
<DataBase xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:xsd="http://www.w3.org/2001/XMLSchema">
  <Version>0</Version>
  <Tables>
    <Table Name="Orders" ObjectId="2137058649" ParentObjectId="0">
      <Columns>
        <Column Name="Id">
          <ColumnId>1</ColumnId>
          <Type>int</Type>
          <MaxLength>4</MaxLength>
          <IsNullable>false</IsNullable>
          <IsIdentity>true</IsIdentity>
          <IsComputed>false</IsComputed>
        </Column>
        <Column Name="OrderNumber">
          <ColumnId>2</ColumnId>
          <Type>nvarchar</Type>
          <MaxLength>100</MaxLength>
          <IsNullable>true</IsNullable>
          <IsIdentity>false</IsIdentity>
          <IsComputed>false</IsComputed>
        </Column>
        <Column Name="OrderTime">
          <ColumnId>3</ColumnId>
          <Type>datetime</Type>
          <MaxLength>8</MaxLength>
          <IsNullable>true</IsNullable>
          <IsIdentity>false</IsIdentity>
          <IsComputed>false</IsComputed>
        </Column>
        <Column Name="TotalCost">
          <ColumnId>4</ColumnId>
          <Type>decimal</Type>
          <MaxLength>9</MaxLength>
          <IsNullable>false</IsNullable>
          <IsIdentity>false</IsIdentity>
          <IsComputed>false</IsComputed>
        </Column>
      </Columns>
      <Indexes>
        <Index Name="PK_Orders">
          <IndexId>1</IndexId>
          <Type>CLUSTERED</Type>
          <IsUnique>true</IsUnique>
          <IsPrimaryKey>true</IsPrimaryKey>
          <IsUniqueConstraint>false</IsUniqueConstraint>
          <Columns>
            <IndexColumn>
              <TableColumnId>1</TableColumnId>
              <KeyOrdinal>1</KeyOrdinal>
              <IsDescendingKey>false</IsDescendingKey>
            </IndexColumn>
          </Columns>
        </Index>
        <Index Name="IX_Orders_OrderNumber">
          <IndexId>2</IndexId>
          <Type>NONCLUSTERED</Type>
          <IsUnique>false</IsUnique>
          <IsPrimaryKey>false</IsPrimaryKey>
          <IsUniqueConstraint>false</IsUniqueConstraint>
          <Columns>
            <IndexColumn>
              <TableColumnId>2</TableColumnId>
              <KeyOrdinal>1</KeyOrdinal>
              <IsDescendingKey>false</IsDescendingKey>
            </IndexColumn>
          </Columns>
        </Index>
      </Indexes>
      <PrimaryKey Name="PK_Orders" ObjectId="5575058" ParentObjectId="2137058649">
        <UniqueIndexId>1</UniqueIndexId>
      </PrimaryKey>
      <ForeignKeys />
      <Defaults>
        <Default Name="DF_Orders_TotalCost" ObjectId="69575286" ParentObjectId="2137058649">
          <ParentColumnId>4</ParentColumnId>
          <Definition>((0))</Definition>
        </Default>
      </Defaults>
    </Table>
    <Table Name="Details" ObjectId="85575343" ParentObjectId="0">
      <Columns>
        <Column Name="Id">
          <ColumnId>1</ColumnId>
          <Type>int</Type>
          <MaxLength>4</MaxLength>
          <IsNullable>false</IsNullable>
          <IsIdentity>true</IsIdentity>
          <IsComputed>false</IsComputed>
        </Column>
        <Column Name="Descript">
          <ColumnId>2</ColumnId>
          <Type>nvarchar</Type>
          <MaxLength>300</MaxLength>
          <IsNullable>true</IsNullable>
          <IsIdentity>false</IsIdentity>
          <IsComputed>false</IsComputed>
        </Column>
        <Column Name="OrderId">
          <ColumnId>3</ColumnId>
          <Type>int</Type>
          <MaxLength>4</MaxLength>
          <IsNullable>true</IsNullable>
          <IsIdentity>false</IsIdentity>
          <IsComputed>false</IsComputed>
        </Column>
        <Column Name="Cost">
          <ColumnId>4</ColumnId>
          <Type>decimal</Type>
          <MaxLength>9</MaxLength>
          <IsNullable>false</IsNullable>
          <IsIdentity>false</IsIdentity>
          <IsComputed>false</IsComputed>
        </Column>
      </Columns>
      <Indexes>
        <Index Name="PK_Details">
          <IndexId>1</IndexId>
          <Type>CLUSTERED</Type>
          <IsUnique>true</IsUnique>
          <IsPrimaryKey>true</IsPrimaryKey>
          <IsUniqueConstraint>false</IsUniqueConstraint>
          <Columns>
            <IndexColumn>
              <TableColumnId>1</TableColumnId>
              <KeyOrdinal>1</KeyOrdinal>
              <IsDescendingKey>false</IsDescendingKey>
            </IndexColumn>
          </Columns>
        </Index>
      </Indexes>
      <PrimaryKey Name="PK_Details" ObjectId="117575457" ParentObjectId="85575343">
        <UniqueIndexId>1</UniqueIndexId>
      </PrimaryKey>
      <ForeignKeys>
        <ForeignKey Name="FK_Details_Orders" ObjectId="149575571" ParentObjectId="85575343">
          <ReferenceTableId>2137058649</ReferenceTableId>
          <References>
            <Reference>
              <ColumnId>1</ColumnId>
              <ParentColumnId>3</ParentColumnId>
              <ReferenceColumnId>1</ReferenceColumnId>
            </Reference>
          </References>
          <DeleteAction>NO_ACTION</DeleteAction>
          <UpdateAction>NO_ACTION</UpdateAction>
        </ForeignKey>
      </ForeignKeys>
      <Defaults>
        <Default Name="DF_Details_Cost" ObjectId="101575400" ParentObjectId="85575343">
          <ParentColumnId>4</ParentColumnId>
          <Definition>((0))</Definition>
        </Default>
      </Defaults>
    </Table>
  </Tables>
  <Views />
  <ProgrammedObjects>
    <ProgObject Name="Details_Modify" ObjectId="165575628" ParentObjectId="0">
      <Definition>CREATE TRIGGER [dbo].[Details_Modify]
   ON  dbo.Details 
   AFTER INSERT,UPDATE
AS 
BEGIN
	UPDATE Orders
	SET TotalCost = s.Total
	FROM (
		SELECT i.OrderId OId, SUM(d.Cost) Total
		FROM Details d
		JOIN inserted i ON d.OrderId=i.OrderId
		GROUP BY i.OrderId
	) s
	WHERE Id=s.OId
END</Definition>
      <Type>SQL_TRIGGER</Type>
    </ProgObject>
    <ProgObject Name="Details_Delete" ObjectId="181575685" ParentObjectId="0">
      <Definition>CREATE TRIGGER [dbo].[Details_Delete]
   ON  dbo.Details 
   AFTER DELETE
AS 
BEGIN
	UPDATE Orders
	SET TotalCost = s.Total
	FROM (
		SELECT i.OrderId OId, SUM(d.Cost) Total
		FROM Details d
		JOIN deleted i ON d.OrderId=i.OrderId
		GROUP BY i.OrderId
	) s
	WHERE Id=s.OId
END</Definition>
      <Type>SQL_TRIGGER</Type>
    </ProgObject>
  </ProgrammedObjects>
</DataBase>

Bereitstellung/Aktualisierung der Datenbankstruktur mit XML

Erstellen Sie eine weitere leere DbSyncSampleCopy-Datenbank, fügen Sie den folgenden Code zum Programmcode der Konsole hinzu:

 class Program
    {
        private const string OrigConnString = "data source=.;initial catalog=DbSyncSample;integrated security=True;MultipleActiveResultSets=True;App=EntityFramework";
        private const string TargetConnString = "data source=.;initial catalog=DbSyncSampleCopy;integrated security=True;MultipleActiveResultSets=True;App=EntityFramework";

        static void Main(string[] args)
        {
            //  getting XML with the structure of the reference database
            var dborig = new Shed.DbSync.DataBase(OrigConnString);
            var xml = dborig.GetXml();
            File.WriteAllText("DbStructure.xml", xml);

            //  if you need to clear the structure of the target database, use
            //  Shed.DbSync.DataBase.ClearDb(TargetConnString);

            //  update the structure of the target database
            var dbcopy = Shed.DbSync.DataBase.CreateFromXml(xml);
            dbcopy.UpdateDb(TargetConnString);
            //  in fact, you can use one line:
            //  dborig.UpdateDb(TargetConnString);
            //  create dbcopy only to demonstrate the creation of a database object from XML
        }
    }

Nachdem Sie das Programm ausgeführt haben, können Sie überprüfen, ob die DbSyncSampleCopy jetzt eine Tabellenstruktur hat, die mit der Referenzdatenbank identisch ist. Fühlen Sie sich frei, mit dem Ändern der Referenzstruktur und dem Aktualisieren der Zielstruktur zu experimentieren.

In Testszenarien müssen Sie möglicherweise jedes Mal eine Testdatenbank von Grund auf neu erstellen. In diesem Fall ist es hilfreich, die Funktion Shed.DbSync.DataBase.ClearDb(string connString) zu verwenden.

Automatische Verfolgung der Datenbankstruktur

Die Strukturverfolgung wird zu einer separaten Funktion gemacht, die beim Start/Neustart der Anwendung oder an anderer Stelle auf Anfrage eines Entwicklers aufgerufen werden sollte.

P> 
static void SyncDb()
        {
            // autotracking of database structure
            Shed.DbSync.DataBase.Syncronize(OrigConnString, 
                @"Struct\DbStructure.xml",      //  path to the structure file
                @"Struct\Logs",                 //  path to synchronization log folder
                @"Struct\update_script.sql"     //  (optional) in case of defining this parameter
                                                //  the script generated for the database update  
                                                //  will be stored within it
            );
        }SCRIPT

Die Nachverfolgung erfolgt mithilfe des Versionsparameters (Tag) in XML. Das Szenario für die Verwendung des Verfahrens ist wie folgt:

  1. Weist einer Datenbank eine Version zu. Klicken Sie in Microsoft SQL Server Management Studio mit der rechten Maustaste auf den Knoten der erforderlichen Datenbank und wählen Sie Eigenschaften.

  2. Klicken Sie als Nächstes auf Erweiterte Eigenschaften und fügen Sie die Eigenschaft Version mit dem Wert 1 zur Eigenschaftstabelle hinzu. Bei jeder weiteren Änderung der Struktur sollte diese Eigenschaft um 1 erhöht werden.

  3. Wenn Sie die Anwendung starten, wird die Datei erstellt, wenn keine XML-Datei vorhanden ist oder deren Version kleiner als die der Datenbank ist.

  4. Wenn die Version der XML-Datei größer als die der Datenbank ist, wird ein Skript zum Aktualisieren der Datenbank generiert und ausgeführt.

  5. Wenn während der Ausführung des Skripts Fehler auftreten, werden alle Änderungen rückgängig gemacht.

  6. Die Synchronisierungsergebnisse werden in die Protokolldatei geschrieben, die in dem durch den logDitPath-Parameter angegebenen Ordner erstellt wird.

  7. Wenn der Parameter SqlScriptPath angegeben ist, wird eine Datei mit dem Skript aus Punkt 4 erstellt.