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データベース移行

Sequelize、TypeORM、Prismaなどのデータベーススキーマとデータ移行、ロールバック戦略、ゼロダウンタイムデプロイメントをマスターします。

このスキルを使用するタイミング

• 異なるORM間の移行
• スキーマ変換の実行
• データベース間でのデータ移動
• ロールバック手順の実装
• ゼロダウンタイムデプロイメント
• データベースバージョンアップグレード
• データモデルのリファクタリング

ORM移行

Sequelize移行

// migrations/20231201-create-users.js
module.exports = {
  up: async (queryInterface, Sequelize) => {
    await queryInterface.createTable('users', {
      id: {
        type: Sequelize.INTEGER,
        primaryKey: true,
        autoIncrement: true
      },
      email: {
        type: Sequelize.STRING,
        unique: true,
        allowNull: false
      },
      createdAt: Sequelize.DATE,
      updatedAt: Sequelize.DATE
    });
  },

  down: async (queryInterface, Sequelize) => {
    await queryInterface.dropTable('users');
  }
};

// 実行: npx sequelize-cli db:migrate
// ロールバック: npx sequelize-cli db:migrate:undo

TypeORM移行

// migrations/1701234567-CreateUsers.ts
import { MigrationInterface, QueryRunner, Table } from 'typeorm';

export class CreateUsers1701234567 implements MigrationInterface {
  public async up(queryRunner: QueryRunner): Promise<void> {
    await queryRunner.createTable(
      new Table({
        name: 'users',
        columns: [
          {
            name: 'id',
            type: 'int',
            isPrimary: true,
            isGenerated: true,
            generationStrategy: 'increment'
          },
          {
            name: 'email',
            type: 'varchar',
            isUnique: true
          },
          {
            name: 'created_at',
            type: 'timestamp',
            default: 'CURRENT_TIMESTAMP'
          }
        ]
      })
    );
  }

  public async down(queryRunner: QueryRunner): Promise<void> {
    await queryRunner.dropTable('users');
  }
}

// 実行: npm run typeorm migration:run
// ロールバック: npm run typeorm migration:revert

Prisma移行

// schema.prisma
model User {
  id        Int      @id @default(autoincrement())
  email     String   @unique
  createdAt DateTime @default(now())
}

// 移行生成: npx prisma migrate dev --name create_users
// 適用: npx prisma migrate deploy

スキーマ変換

デフォルト値付きカラムの追加

// 安全な移行: デフォルト値でカラムを追加
module.exports = {
  up: async (queryInterface, Sequelize) => {
    await queryInterface.addColumn('users', 'status', {
      type: Sequelize.STRING,
      defaultValue: 'active',
      allowNull: false
    });
  },

  down: async (queryInterface) => {
    await queryInterface.removeColumn('users', 'status');
  }
};

カラムのリネーム（ゼロダウンタイム）

// ステップ1: 新しいカラムを追加
module.exports = {
  up: async (queryInterface, Sequelize) => {
    await queryInterface.addColumn('users', 'full_name', {
      type: Sequelize.STRING
    });

    // 古いカラムからデータをコピー
    await queryInterface.sequelize.query(
      'UPDATE users SET full_name = name'
    );
  },

  down: async (queryInterface) => {
    await queryInterface.removeColumn('users', 'full_name');
  }
};

// ステップ2: 新しいカラムを使用するようにアプリケーションを更新

// ステップ3: 古いカラムを削除
module.exports = {
  up: async (queryInterface) => {
    await queryInterface.removeColumn('users', 'name');
  },

  down: async (queryInterface, Sequelize) => {
    await queryInterface.addColumn('users', 'name', {
      type: Sequelize.STRING
    });
  }
};

カラムタイプの変更

module.exports = {
  up: async (queryInterface, Sequelize) => {
    // 大きなテーブルの場合、複数ステップアプローチを使用

    // 1. 新しいカラムを追加
    await queryInterface.addColumn('users', 'age_new', {
      type: Sequelize.INTEGER
    });

    // 2. データをコピーして変換
    await queryInterface.sequelize.query(`
      UPDATE users
      SET age_new = CAST(age AS INTEGER)
      WHERE age IS NOT NULL
    `);

    // 3. 古いカラムを削除
    await queryInterface.removeColumn('users', 'age');

    // 4. 新しいカラムをリネーム
    await queryInterface.renameColumn('users', 'age_new', 'age');
  },

  down: async (queryInterface, Sequelize) => {
    await queryInterface.changeColumn('users', 'age', {
      type: Sequelize.STRING
    });
  }
};

データ変換

複雑なデータ移行

module.exports = {
  up: async (queryInterface, Sequelize) => {
    // すべてのレコードを取得
    const [users] = await queryInterface.sequelize.query(
      'SELECT id, address_string FROM users'
    );

    // 各レコードを変換
    for (const user of users) {
      const addressParts = user.address_string.split(',');

      await queryInterface.sequelize.query(
        `UPDATE users
         SET street = :street,
             city = :city,
             state = :state
         WHERE id = :id`,
        {
          replacements: {
            id: user.id,
            street: addressParts[0]?.trim(),
            city: addressParts[1]?.trim(),
            state: addressParts[2]?.trim()
          }
        }
      );
    }

    // 古いカラムを削除
    await queryInterface.removeColumn('users', 'address_string');
  },

  down: async (queryInterface, Sequelize) => {
    // 元のカラムを再構築
    await queryInterface.addColumn('users', 'address_string', {
      type: Sequelize.STRING
    });

    await queryInterface.sequelize.query(`
      UPDATE users
      SET address_string = CONCAT(street, ', ', city, ', ', state)
    `);

    await queryInterface.removeColumn('users', 'street');
    await queryInterface.removeColumn('users', 'city');
    await queryInterface.removeColumn('users', 'state');
  }
};

ロールバック戦略

トランザクションベースの移行

module.exports = {
  up: async (queryInterface, Sequelize) => {
    const transaction = await queryInterface.sequelize.transaction();

    try {
      await queryInterface.addColumn(
        'users',
        'verified',
        { type: Sequelize.BOOLEAN, defaultValue: false },
        { transaction }
      );

      await queryInterface.sequelize.query(
        'UPDATE users SET verified = true WHERE email_verified_at IS NOT NULL',
        { transaction }
      );

      await transaction.commit();
    } catch (error) {
      await transaction.rollback();
      throw error;
    }
  },

  down: async (queryInterface) => {
    await queryInterface.removeColumn('users', 'verified');
  }
};

チェックポイントベースのロールバック

module.exports = {
  up: async (queryInterface, Sequelize) => {
    // バックアップテーブルを作成
    await queryInterface.sequelize.query(
      'CREATE TABLE users_backup AS SELECT * FROM users'
    );

    try {
      // 移行を実行
      await queryInterface.addColumn('users', 'new_field', {
        type: Sequelize.STRING
      });

      // 移行を検証
      const [result] = await queryInterface.sequelize.query(
        "SELECT COUNT(*) as count FROM users WHERE new_field IS NULL"
      );

      if (result[0].count > 0) {
        throw new Error('Migration verification failed');
      }

      // バックアップを削除
      await queryInterface.dropTable('users_backup');
    } catch (error) {
      // バックアップから復元
      await queryInterface.sequelize.query('DROP TABLE users');
      await queryInterface.sequelize.query(
        'CREATE TABLE users AS SELECT * FROM users_backup'
      );
      await queryInterface.dropTable('users_backup');
      throw error;
    }
  }
};

ゼロダウンタイム移行

ブルーグリーンデプロイメント戦略

// フェーズ1: 変更を後方互換にする
module.exports = {
  up: async (queryInterface, Sequelize) => {
    // 新しいカラムを追加（古いコードと新しいコードの両方が動作可能）
    await queryInterface.addColumn('users', 'email_new', {
      type: Sequelize.STRING
    });
  }
};

// フェーズ2: 両方のカラムに書き込むコードをデプロイ

// フェーズ3: データをバックフィル
module.exports = {
  up: async (queryInterface) => {
    await queryInterface.sequelize.query(`
      UPDATE users
      SET email_new = email
      WHERE email_new IS NULL
    `);
  }
};

// フェーズ4: 新しいカラムから読み取るコードをデプロイ

// フェーズ5: 古いカラムを削除
module.exports = {
  up: async (queryInterface) => {
    await queryInterface.removeColumn('users', 'email');
  }
};

クロスデータベース移行

PostgreSQLからMySQLへ

// 違いを処理
module.exports = {
  up: async (queryInterface, Sequelize) => {
    const dialectName = queryInterface.sequelize.getDialect();

    if (dialectName === 'mysql') {
      await queryInterface.createTable('users', {
        id: {
          type: Sequelize.INTEGER,
          primaryKey: true,
          autoIncrement: true
        },
        data: {
          type: Sequelize.JSON  // MySQL JSONタイプ
        }
      });
    } else if (dialectName === 'postgres') {
      await queryInterface.createTable('users', {
        id: {
          type: Sequelize.INTEGER,
          primaryKey: true,
          autoIncrement: true
        },
        data: {
          type: Sequelize.JSONB  // PostgreSQL JSONBタイプ
        }
      });
    }
  }
};

リソース

• references/orm-switching.md: ORM移行ガイド
• references/schema-migration.md: スキーマ変換パターン
• references/data-transformation.md: データ移行スクリプト
• references/rollback-strategies.md: ロールバック手順
• assets/schema-migration-template.sql: SQL移行テンプレート
• assets/data-migration-script.py: データ移行ユーティリティ
• scripts/test-migration.sh: 移行テストスクリプト

ベストプラクティス

1. 常にロールバックを提供: すべてのup()にdown()が必要
2. 移行をテスト: まずステージングでテスト
3. トランザクションを使用: 可能な場合はアトミック移行
4. まずバックアップ: 移行前に常にバックアップ
5. 小さな変更: 小さな段階的ステップに分割
6. 監視: デプロイメント中のエラーを監視
7. 文書化: なぜ、どのように説明
8. 冪等性: 移行は再実行可能であるべき

一般的な落とし穴

• ロールバック手順をテストしない
• ダウンタイム戦略なしで破壊的変更を行う
• NULL値の処理を忘れる
• インデックスのパフォーマンスを考慮しない
• 外部キー制約を無視
• 一度に大量のデータを移行