Djangoマイグレーション ― 必須機能

By hientd, at: 2023年8月7日9:31

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Django Migration - A MUST known feature
Django Migration - A MUST known feature

Djangoマイグレーションの世界へようこそ。データベーススキーマの進化が自動化されたそよ風になります。Djangoマイグレーションを始めたばかりの方にも、習得を目指している方にも、この記事では、単純なものから複雑なものまで、Djangoマイグレーションの様々な段階を案内します。さあ、始めましょう。Djangoマイグレーションの可能性を最大限に活かすためのヒント、テクニック、ベストプラクティスを発見しましょう。

もう1つの役立つトピックとして、こちらで取り上げています。

 

Djangoマイグレーションの理解

 

Web開発において、データベーススキーマの一貫性を維持することは非常に重要です。Djangoマイグレーションは、これをシームレスに実現するためのツールセットです。これはDjango 1.7以降の組み込み機能です。以前は、Django-Southがマイグレーションに使用される主なパッケージでした。

これらのマイグレーションにより、モデル（データベース構造を定義するPythonクラス）に変更を加え、それらの変更をデータベースに自動的に適用して、スキーマがコードベースとともに進化するようにすることができます。これは、アプリケーションが成長し、時間の経過とともに進化するにつれて特に重要になります。

マイグレーションプロセスは、本質的にDjangoが「コードの変更とデータベーススキーマをどのように同期させるか」という疑問に対する答えです。この自動化により、開発者はデータベーススキーマを手動で変更するのに費やしていた膨大な時間を節約できます。

 

簡単な段階：マイグレーションの開始

 

マイグレーションの旅を始めるのは、新しいDjangoプロジェクトとアプリを作成するだけと同じくらい簡単です。アプリ内でモデルを定義したら、Djangoは最初のマイグレーション（現在のモデルのスナップショット）を生成するのに役立ちます。python manage.py makemigrationsコマンドを実行すると、このスナップショットがマイグレーションスクリプトにコンパイルされます。その後、python manage.py migrateコマンドによって、これらのマイグレーションがデータベースに適用されます。

例えば、シンプルなブログアプリを作成するとします。title、content、publish_dateなどのフィールドを持つPostモデルを定義します。簡単なコマンドをいくつか実行するだけで、Djangoはこれらの変更をキャプチャしてデータベーススキーマに組み込みます。

# models.py

from django.db import models

class Post(models.Model):
    title = models.CharField(max_length=200)
    content = models.TextField()
    publish_date = models.DateTimeField()

    def __str__(self):
        return self.title

 

一般的なシナリオのナビゲーション

 

マイグレーションの世界をさらに深く掘り下げていくと、スキーマの変更が必要となる様々なシナリオに遭遇します。新しいフィールドの追加、既存のフィールドプロパティの変更、廃止されたフィールドの削除など、これらはすべてゲームの一部です。

Postモデルを拡張してcategoryフィールドを追加することにするとします。この追加には、データベーススキーマの変更を反映するために新しいマイグレーションを作成する必要があります。同様に、フィールドの名前を変更したり、プロパティを変更したりする場合でも、マイグレーションがこれをシームレスに処理します。


元のPostは

# models.py

from django.db import models

class Post(models.Model):
    title = models.CharField(max_length=200)
    content = models.TextField()
    publish_date = models.DateTimeField()
    name = models.CharField(max_length=200)  # titleと重複するフィールド

    def __str__(self):
        return self.title


例えば：新しいフィールドの追加またはフィールドの削除

 

# models.py

from django.db import models

class Post(models.Model):
    title = models.CharField(max_length=200)
    content = models.TextField()
    publish_date = models.DateTimeField()  
    category = models.CharField(max_length=100)  # categoryフィールドを追加し、nameフィールドを削除

    def __str__(self):
        return self.title


マイグレーションファイルを作成するには、以下を実行する必要があります。

python manage.py makemigrations 
python manage.py migrate

 

データマイグレーションの処理

 

マイグレーションはスキーマの変更だけでなく、データマイグレーションにも対応しており、スキーマが進化してもデータがそのまま維持されるようにします。スキーマの変更と同時にデータを操作する必要がある場合、データマイグレーションが役立ちます。

Postモデルに新しいフィールドauthorを追加するシナリオを考えてみましょう。このフィールドにはデータを入力する必要があり、データマイグレーションスクリプトを使用すると、スキーマの変更を適用しながらこれを実現できます。

例えば、Postの内容に「コナン・ドイル」という文字列が存在する場合は、著者は「コナン・ドイル」となります。著者の値を更新するマイグレーションスクリプトは次のとおりです。

# Generated by Django A.B on YYYY-MM-DD HH:MM
from django.db import migrations


def update_author(apps, schema_editor):
    Post = apps.get_model("blogapp", "Post")
    known_authors = ["Conan Doyle", "Stephen King", "William Shakespeare"]
    for post in Post.objects.all():
        if known_author in post.content:
            post.author = known_author
            break
        post.save(update_fields=["author"])


class Migration(migrations.Migration):
    dependencies = [
        ("blogapp", "0004_add_author_field"),
    ]

    operations = [
        # reverse_code=...を省略すると、マイグレーションを元に戻せなくなります。
        migrations.RunPython(update_author, reverse_code=migrations.RunPython.noop),
    ]

 

中級の課題と解決策

 

さらに進んでいくと、より複雑な課題に直面します。モデル間の関係の処理、モデルやアプリの名前変更、循環依存関係の処理などは、困難に見えるかもしれませんが、Djangoマイグレーションは対応できます。

既にauthorフィールドをCharFieldとして持つPostモデルがあるとします。ここで、すべての著者を追跡するための新しいモデルAuthorを作成し、PostモデルでForeignKeyを使用したいとします。

行うべきことは次のとおりです。

1. フィールド名をauthorからauthor_nameに変更し、python manage.py makemigrationsを実行してからpython manage.py migrateを実行します。

2. 新しいモデルAuthorと、PostモデルへのauthorForeignKey（null=True, blank=True）を追加します。

from django.db import models

class Author(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=100)
 

class Post(models.Model):
    title = models.CharField(max_length=200)
    content = models.TextField()
    publish_date = models.DateTimeField()  
    category = models.CharField(max_length=100)
    author = models.ForeignKey('Author', on_delete=models.CASCADE, related_name="posts", null=True, blank=True)

    def __str__(self):
        return self.title


3. データを正しく入力するための新しいマイグレーションを追加します。

# データマイグレーションファイル（blogapp/migrations/xxxx_data_migration.py）内
from django.db import migrations

def populate_authors(apps, schema_editor):
    Post = apps.get_model('blogapp', 'Post')
    Author = apps.get_model('blogapp', 'Author')
    for post in Post.objects.all():
        author, _ = Author.objects.get_or_create(name=post.author_name)
        book.author = author
        book.save()

class Migration(migrations.Migration):
    dependencies = [
        ('blogapp', '0002_rename_author_field'),
    ]

    operations = [
        migrations.RunPython(populate_authors),
    ]


4. authorフィールド（Postモデル）でnull=True, blank=Trueを削除します。author_nameフィールドを削除します。

class Post(models.Model):
    title = models.CharField(max_length=200)
    content = models.TextField()
    publish_date = models.DateTimeField()  
    category = models.CharField(max_length=100)
    author = models.ForeignKey('Author', on_delete=models.CASCADE, related_name="posts")

    def __str__(self):
        return self.title

 

高度なテクニックとベストプラクティス

 

マイグレーションを真に習得するには、高度なテクニックが関わってきます。

バージョン管理は非常に価値があり、マイグレーション履歴への変更を効果的に追跡できます。

複数のマイグレーションを1つに結合するマイグレーションの圧縮は、よりクリーンで管理しやすい履歴を維持するのに役立ちます。

マイグレーション内のデータベースクエリの最適化も、磨く価値のあるスキルです。クエリを効率的にすることで、マイグレーション実行時のボトルネックを防ぐことができます。

疑似マイグレーションは、Djangoアプリケーションのソースコードとデータベースの変更間の不整合を解決するための優れたツールです。多くのチームが同じデータベースで作業しているため、一部のチームがデータベーススキーマを変更することがあり、Djangoアプリケーションがそれに追従していることを確認する必要があります。

 

マイグレーションのテストとロールバック

 

マイグレーションをテストすることは、後の問題を防ぐために不可欠です。Djangoを使用すると、テストデータベースでマイグレーションをシミュレートし、本番環境に変更を適用する前にすべてが期待どおりに機能することを確認できます。

マイグレーションが失敗した場合、または予期せぬ結果になった場合は、ロールバック戦略が不可欠です。Djangoのマイグレーションフレームワークは、マイグレーションを元に戻してデータベースを安定した状態に復元するためのツールを提供します。

python manage.py migrate blogapp 0001
python manage.py migrate blogapp
python manage.py migrate blogapp 0003

 

マイグレーションの習得：パフォーマンスと最適化

 

習得レベルに達するには、基本を理解するだけでなく、プロセス全体を最適化することも含まれます。マイグレーションのパフォーマンスをプロファイリングすることで、改善できる領域を特定できます。大規模なマイグレーションを小さなマイグレーションに分割することで、エラーのリスクを最小限に抑え、保守性を向上させることができます。

データベーストランザクションを効果的に活用することで、特に大規模なデータセットの場合、マイグレーションの実行速度を大幅に向上させることができます。

Djangoマイグレーションでよく知られている問題の1つは、大きなテーブルにインデックスを追加する際の遅さです。DjangoはCONCURRENTLYオプションなしでインデックスを追加するためです。これを解決するには、手動でCONCURRENTLYインデックスを作成し、fakeオプションを使用してマイグレーションします。

python manage.py migrate blogapp 0004 --fake

 

結論

 

マイグレーションの簡単な開始から最適化テクニックの習得まで、この旅は変革的なものです。Djangoマイグレーションは単なる技術的なツールではなく、堅牢で進化するコードベースを維持するための重要な側面です。

そこで、課題を受け入れ、解決策を試行錯誤し、DjangoマイグレーションをWeb開発の絶え間なく進化する世界での仲間としてください。

 

データベースに関する便利なパッケージ

 

  1. https://github.com/jazzband/django-model-utils
  2. https://github.com/deschler/django-modeltranslation

 

よくある質問

 

  1. 質問1：マイグレーションによってデータが失われる可能性はありますか？
    • A: いいえ、マイグレーションはスキーマの変更中にデータの整合性を維持するように設計されています。
  2. 質問2：マイグレーションでモデル間の循環依存関係をどのように処理すればよいですか？
    • A: apps.get_model関数と、マイグレーションの慎重な順序付けを使用します。
  3. 質問3：マイグレーションの圧縮は常に必要ですか？
    • A: 圧縮はマイグレーション履歴の明瞭さを向上させることができますが、必須ではありません。
  4. 質問4：マイグレーションは元に戻せますか？
    • A: はい、ほとんどのマイグレーションはmigrateコマンドを使用して元に戻すことができます。

習得には時間、練習、そして課題から学ぶ意欲が必要です。マイグレーションを楽しんでください！

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