Genarrative/docs/technical/SPACETIMEDB_SCHEMA_CHANGE_CONSTRAINTS.md

SpacetimeDB 表结构变更约束

本文档总结 SpacetimeDB 开发过程中修改表结构时需要遵守的约束，以及发生迁移冲突后如何在保留旧数据的前提下手动迁移。

背景

当对已有数据库重新执行 spacetime publish 时，SpacetimeDB 会尝试根据旧 module schema 和新 module schema 生成自动迁移计划。当前实现的重点是自动 schema migration，不是通用的脚本式数据迁移框架。

相关实现入口：

• 迁移计划生成：crates/schema/src/auto_migrate.rs
• 迁移执行：crates/core/src/db/update.rs
• 发布前预检查：crates/client-api/src/routes/database.rs
• CLI 发布确认逻辑：crates/cli/src/subcommands/publish.rs

与 PostgreSQL 迁移模型的差别

PostgreSQL 的常见迁移模型是脚本驱动的 DDL migration。开发者显式写出每一步迁移动作，例如：

ALTER TABLE users DROP COLUMN old_name;
CREATE INDEX CONCURRENTLY idx_users_email ON users(email);
DROP TABLE old_table;

也就是说，PG 里能做什么主要取决于 PostgreSQL DDL 能力、锁风险、现有数据是否满足约束，以及 migration 工具如何组织执行。

SpacetimeDB 的迁移模型不同。schema 来自模块代码里的 #[table]、reducers 和类型定义。开发者修改模块代码后执行：

spacetime publish <DATABASE_NAME>

host 会比较新模块声明的 schema 和旧数据库 schema，然后尝试自动迁移。自动迁移能力是有限的：SpacetimeDB 更像是“模块代码声明世界，publish 时数据库尝试跟上，但只走安全路径”。

对常见变更，可以按下面方式理解：

变更	PostgreSQL	SpacetimeDB
加表	CREATE TABLE migration	自动允许
删表	DROP TABLE，生产需谨慎	高风险。当前代码只有限支持删除空表；非空表会失败
加字段	ALTER TABLE ADD COLUMN，可带默认值	只允许加在表定义末尾，并且必须有 default，例如 Rust #[default(...)]
删字段	ALTER TABLE DROP COLUMN	自动迁移禁止
改字段类型、重命名、调顺序	可用 DDL 或拆成多步 migration	自动迁移通常禁止
加普通索引	CREATE INDEX / CREATE INDEX CONCURRENTLY	自动允许
删索引	DROP INDEX	允许，但可能破坏某些 subscription query
加唯一约束或主键	可先清理数据再加	对已有表自动迁移禁止
删除唯一约束	可做	自动允许移除 #[unique]
删除主键注解	可做	允许，但可能破坏旧客户端缓存行为

一句话概括：PG 迁移更自由，但风险由开发者和 migration 流程管理；SpacetimeDB 迁移更保守，系统只自动接受它能证明相对安全、客户端不容易坏的 schema 演进。

总体原则

1. 对已有表做变更时，应优先选择向后兼容的增量式变更。
2. 不要直接删除、改名、重排或重定义已有列。
3. 对复杂结构变更，应新增目标表，通过 reducer 或后台批处理把旧数据搬到新表。
4. 等数据迁移完成、旧客户端完成升级、旧表数据清空后，再移除旧表。
5. 开发环境可以使用 --delete-data 重建数据库，生产环境不要用它作为数据迁移方案。

通常安全的变更

这些变更一般可以自动迁移，并且通常不会破坏现有客户端：

• 新增表。
• 新增索引。
• 添加或移除 auto-increment/sequence 类注解，但新增 sequence 会有额外数据范围预检查。
• 将表从 private 改为 public。
• 新增 reducer。
• 移除 unique constraint。
• 新增 view，或在兼容范围内更新 view。

可能破坏客户端但可确认后发布的变更

这些变更可以生成自动迁移计划，但可能使旧客户端不兼容。CLI 会要求用户确认，并通过 BreakClients policy 携带 token 继续发布。

• 给已有表末尾新增带 default 的列，例如 Rust #[default(...)]。
• 删除空表。
• 删除或改变 view 的返回列、参数、上下文等不兼容部分。
• 将 public 表改为 private。
• 移除 primary key 注解。
• 移除索引，尤其是旧客户端订阅查询依赖该索引时。
• RLS 规则增加、删除或变化。
• 删除或修改 reducer，使旧客户端继续调用旧 reducer 时失败。

会触发冲突或拒绝自动迁移的变更

以下变更通常会在自动迁移规划阶段失败，服务端返回 AutoMigrateError，CLI 表现为需要 manual migration：

• 删除已有列。
• 重命名已有列。
• 重排已有列。
• 在已有表中间新增列。
• 给已有表新增没有 default value 的列。
• 修改已有列类型，除非是布局兼容的受限变更。
• 修改 product/sum 类型时减少字段或 variant。
• 修改 product/sum 类型时重命名字段或 variant。
• 修改类型导致 layout size 或 alignment 不兼容。
• 给已有表新增 unique constraint。
• 修改已有 unique constraint。
• 修改 table type。
• 修改 event flag。
• 修改 index accessor name。

规划通过但执行时仍会失败的情况

有些变更可以生成迁移计划，但执行阶段仍可能失败：

• 删除非空表：当前代码会生成 RemoveTable，但执行时会检查 row count。只有空表可以删除，非空表会失败并回滚。
• schedule 相关变更：规划层可能生成 AddSchedule 或 RemoveSchedule，但执行层目前仍返回 not implemented。
• 新增或修改 sequence 时，如果已有数据落在新 sequence 的分配范围内，预检查会失败。
• 新增索引、RLS、view 重算等操作如果底层校验或执行失败，也会导致本次更新回滚。

冲突后的系统行为

发生冲突时，SpacetimeDB 默认不会自动修改旧数据，也不会执行用户自定义迁移脚本。

常见结果：

• 发布前预检查发现冲突：CLI 打印原因并中止发布。
• 服务端迁移规划失败：API 返回 400 Database update rejected: ...。
• 迁移执行中失败：当前事务 rollback，旧数据库和旧 module 继续运行。
• 只有显式使用 --delete-data 或 --delete-data=on-conflict 时，才会清空旧数据并用新 module 重建数据库。

保留旧数据的手动迁移方式

生产环境推荐使用增量迁移，而不是直接修改旧表结构。

建议步骤：

1. 保留旧表。

   不要直接删除或修改旧表的关键字段。例如保留 character。

2. 新增目标表。

   新建 character_v2，结构定义为目标 schema。新增表属于自动迁移支持范围。

3. 发布兼容中间版本。

   中间版本同时包含旧表和新表，并添加迁移 helper/reducer：

   • 读数据时，优先读新表。
   • 新表没有对应行时，从旧表读取，转换后写入新表。
   • 写数据时，优先写新表。
   • 如果仍需兼容旧客户端，同步写旧表。
   • 大量历史数据通过 migrate_batch(limit) 之类的 reducer 分批迁移。

4. 验证迁移完成。

   检查新表行数、主键覆盖、关键字段一致性和客户端升级情况。

5. 清空旧表数据。

   通过 reducer 分批删除旧表数据。因为当前实现只允许删除空表。

6. 删除旧表定义。

   旧表为空后，再从 schema 中移除旧表并发布最终版本。

增量迁移示例

下面示例展示从旧表 character 迁移到新表 character_v2 的基本模式：

fn get_character(ctx: &ReducerContext, player: Identity) -> CharacterV2 {
    if let Some(row) = ctx.db.character_v2().player_id().find(player) {
        return row;
    }

    let old = ctx
        .db
        .character()
        .player_id()
        .find(player)
        .expect("character not found");

    let migrated = CharacterV2 {
        player_id: old.player_id,
        nickname: old.nickname,
        level: old.level,
        class: old.class,
        alliance: Alliance::Neutral,
    };

    ctx.db.character_v2().insert(migrated.clone());
    migrated
}

批量迁移时，应限制每次处理的行数，避免单个事务过大：

#[spacetimedb::reducer]
fn migrate_character_batch(ctx: &ReducerContext, limit: u32) {
    let mut migrated = 0;

    for old in ctx.db.character().iter() {
        if migrated >= limit {
            break;
        }

        if ctx.db.character_v2().player_id().find(old.player_id).is_some() {
            continue;
        }

        ctx.db.character_v2().insert(CharacterV2 {
            player_id: old.player_id,
            nickname: old.nickname,
            level: old.level,
            class: old.class,
            alliance: Alliance::Neutral,
        });

        migrated += 1;
    }
}

发布前检查清单

发布涉及表结构变更的 module 前，至少检查：

• 是否删除、改名、重排或修改了已有列。
• 新增列是否位于表定义末尾，并且是否有 default value。
• 是否给已有表新增了 unique 或 primary key 约束。
• 是否删除了非空表。
• 是否修改了 event table、schedule table、RLS 或 view。
• 是否会破坏旧客户端订阅、reducer 调用或本地缓存假设。
• 是否需要先发布中间版本做增量迁移。
• 是否已在 staging 数据库用真实规模样本测试过发布。

结论

SpacetimeDB 的表结构变更策略应以“新增、兼容、分阶段”为核心。实际开发时应尽量只做 additive change：加表、加索引、在末尾加带默认值的字段。遇到自动迁移冲突时，不要直接清库或强行修改旧表；应保留旧数据，新增目标 schema，通过 reducer 分批迁移数据，逐步切换客户端，最后在旧数据清空后移除旧表。