Django 数据迁移全解析:makemigrations & migrate 常见错误与解决方案

1. 迁移机制与底层原理

在 Django 中,ORM(Object-Relational Mapping)是连接模型(Model)和数据库结构的桥梁。Django 鼓励开发者通过编写 Python 类(模型)来定义业务数据结构,而不是手动创建数据库表。当模型发生变化时,如何将这些变化安全地同步到数据库? 这就是 迁移系统(Migration System) 的职责。

Django 提供了两个核心命令来实现这一机制:

  • makemigrations:自动检测模型变更并生成迁移文件

  • migrate:将迁移文件中的变更应用到数据库中

什么是迁移(Migration)?

"迁移"是 Django ORM 用来管理数据库 schema(结构)变化的机制。它的核心思想是:

以版本化脚本的形式记录模型的每次变更,并确保这些变更可以一步步地、按顺序、安全地同步到数据库结构中。

每一个迁移文件(如 0001_initial.py)都表示一次变更的"快照"和"指令集",包含:

  • 变更内容(如新增字段、删除模型)

  • 依赖关系(如依赖某次迁移)

  • 可执行的操作序列(operations)

迁移常见命令

命令 说明 应用场景
python manage.py makemigrations 自动检测模型变更并生成新的迁移文件(记录变更指令) 模型新增字段、修改字段、删除模型等操作后使用
python manage.py migrate 执行迁移文件中的操作,应用到数据库 本地或生产环境数据库更新结构时使用
python manage.py showmigrations 显示所有 app 的迁移文件及其执行状态 检查当前迁移执行情况,调试迁移问题
python manage.py sqlmigrate <app> <migration> 查看某次迁移将执行的 SQL 语句 审查实际执行的 SQL,避免意外删除数据
python manage.py migrate <app> zero 将指定 app 的所有迁移回滚(还原到未迁移状态) 重置数据库结构,仅用于测试或初始化
python manage.py migrate <app> <migration_name> 回滚或迁移到某个特定迁移版本 控制迁移步骤,手动回滚或追踪问题
python manage.py makemigrations --empty <app> 生成一个空迁移文件(无自动检测变化) 手动编写迁移(如 RunPythonRunSQL)的入口
python manage.py makemigrations --merge 合并多个冲突的迁移文件 分支合并后出现迁移冲突时使用
python manage.py migrate --fake <app> <migration> 标记某个迁移为"已执行",但不真正执行操作 数据库已手动修改,跳过实际执行,仅记录状态
python manage.py migrate --fake-initial 如果数据库中已有初始结构,跳过初始迁移操作 数据库结构存在但未记录迁移时用于初始化

--fake和--fake-initial区别:

  • --fake标记 迁移为已执行,但不实际执行数据库操作。常用于手动修改数据库结构后,同步 Django 记录。

  • --fake-initial:只对初始迁移(initial)文件 起作用。若数据库中已存在对应表结构,会跳过执行迁移,仅标记为已迁移

--fake无条件标记为已迁移--fake-initial 是检测到表已存在时标记为已迁移,不重复创建表,如果表不存在,照常创建表

迁移命令背后的流程

makemigrations 工作流程

  1. 检测模型变化:Django 会加载当前所有模型定义,和上一次迁移文件中的"历史模型状态"进行对比。

  2. 生成变更指令 :根据差异生成操作列表(如 AddField, RemoveField, AlterField 等)。

  3. 保存为迁移文件 :把这些操作写入新的迁移文件中,路径通常是:yourapp/migrations/000X_*.py

Django 会在迁移文件中维护一个**state_operations**来表示"模型结构",用于后续比对。

migrate 工作流程

  1. 读取数据库中已执行的迁移记录 :Django 会读取特殊表 django_migrations

  2. 找出需要执行的迁移:即本地 migrations 文件夹中存在,但数据库未记录执行的迁移

  3. 逐个执行 :迁移文件中的 operations 会被逐条执行(如 ALTER TABLE),并记录到 django_migrations

django_migrations 表的作用

该表是 Django 用于记录"数据库已完成哪些迁移"的关键数据结构,字段包含:

字段名 说明
app 应用名
name 迁移文件名(不含后缀)
applied 应用时间

这张表 并不代表数据库当前结构,它仅仅记录哪些迁移已被执行。数据库结构的真实状态取决于这张表 + 迁移脚本 + 数据库执行结果的三者一致性。

迁移底层的 Operation 系统

每个迁移文件的 operations 是一个指令列表,继承自 django.db.migrations.operations.base.Operation,常见子类包括:

  • CreateModel:创建模型

  • AddField / RemoveField:字段变更

  • AlterField:字段属性修改

  • RunPython:执行自定义 Python 代码(如数据迁移)

  • RunSQL:执行原生 SQL(如重命名表等)

这些操作通过 MigrationExecutor 进行调度和执行,内部依赖 SchemaEditor 进行跨数据库后端兼容处理。

2. 常见错误分类与解决方案

Django 的迁移系统虽然强大,但在实际开发中,尤其是多人协作、频繁模型变更的场景中,迁移相关的报错比较常见。以下是开发中出现的问题及解决建议记录:

❌ 1. table already exists

表已存在

bash 复制代码
django.db.utils.OperationalError: (1050, "Table 'xxx' already exists")

常见场景

你尝试运行migrate,报错说某张表已经存在。这通常出现在以下几种开发/部署场景中

  • 手动在数据库中创建过表(如写了原生 SQL)

  • 还原了生产环境数据库结构,但本地仍执行初始迁移

  • 某个 app 的迁移记录丢失或未提交,但数据库中的表已经存在

问题本质:

Django 迁移系统默认假设自己会"从无到有"创建所有表。如果你跳过了创建记录、手动建了表或还原了旧数据,它在执行 CreateModel 操作时会检测到表已存在,从而报错。

换句话说:数据库中已经有表了,但 django_migrations 表中没有记录迁移已执行。

✅ 解决方案:使用 --fake-initial

Django 为此场景提供了专门参数:

bash 复制代码
python manage.py migrate --fake-initial

含义是:如果数据库中已经存在初始表结构,就跳过初始迁移文件的执行 ,但仍然将迁移记录写入 django_migrations,以免后续迁移报错。

仅适用于"数据库中已有表结构"且"你确定结构与模型一致"的情况。

❌ 2. is applied before its dependency

迁移历史不一致

错误信息:

bash 复制代码
​django.db.migrations.exceptions.InconsistentMigrationHistory:
Migration <app>.<migration_name> is applied before its dependency <other_app>.<migration_name> on database 'default'.

常见场景:

将测试环境或生产环境中的完整数据库备份(含数据和表结构)导入本地开发环境后,执行 migrate 命令时抛出该错误。

本地和远程环境的迁移文件可能一致,但数据库中 django_migrations 表中的记录已经"走在前面"或出现不一致。

错误本质:

Django 通过 django_migrations 表记录哪些迁移已经在数据库中执行过。

但在某些情况下,如从测试环境复制数据库后:

  • 数据库结构已经更新到较新的状态(如执行了 0005_auto_xxxx

  • 本地代码中的迁移文件还停留在较早状态(如只有到 0003

当你在本地执行 migrate 时,Django 会发现 数据库中"先执行"了某个迁移,但它依赖的迁移在本地尚未执行 ,于是抛出 InconsistentMigrationHistory 异常。

通用解决方案(推荐用于开发/测试环境)

清空迁移记录,让 Django 以 --fake 的方式重新记录当前状态,而不实际执行数据库操作

步骤如下:

  • 清空 django_migrations 表:

    ⚠️ 此操作不会影响业务数据,仅清除迁移记录。

sql 复制代码
-- MySQL / PostgreSQL:
TRUNCATE TABLE django_migrations;

-- SQLite:
DELETE FROM django_migrations;
  • 确保本地代码迁移文件完整、和数据库结构对应:

    ✅ 推荐:使用与数据库导出时相同的 Git 分支代码,并保留 migrations/ 目录。

  • 重新 fake 所有迁移(跳过实际执行,仅登记记录):

bash 复制代码
python manage.py migrate --fake

🔐 注意事项:

  • 不要在生产环境这样操作,否则迁移记录丢失,后续无法增量执行迁移。

  • 清空 django_migrations 后,数据库和模型之间的状态需完全一致,否则你跳过的是未正确应用的变更,可能引发更严重的问题。

❌ 3. non-nullable field without a default

添加非空字段时执行makemigrations报错

错误信息:

bash 复制代码
You are trying to add a non-nullable field 'xxx' to <Model> without a default

常见场景:

在已有数据的模型中新增一个字段,未设置null(默认为null=False)且未指定默认值:

python 复制代码
# 原有模型
class Product(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=100)

# 修改后(会报错)
class Product(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=100)
    status = models.IntegerField()  # 新增字段未指定 default

原因分析:

数据库中的旧数据没有该字段,Django 不知道用什么值填充现有记录。

解决方案:

方法一:设置默认值

python 复制代码
status = models.IntegerField(default=0)

方法二:允许为空

python 复制代码
status = models.IntegerField(null=True, blank=True)

方法三:在迁移时指定默认值(Django 提示时输入)

方法四:使用 RunPython 手动填充旧数据,再移除默认值(推荐用于正式项目)

❌ 4. Duplicate column name

字段重复导致migrate失败

错误信息:

bash 复制代码
django.db.utils.OperationalError: (1060, "Duplicate column name 'xxx'")

常见场景:

迁移文件被误删或修改,模型与数据库结构不一致,重新执行迁移导致字段重复。

原因分析:

数据库中已有字段,但迁移记录(django_migrations)中并未记录此字段的创建,Django 尝试重新创建列。

解决方案:

  • 核对数据库中实际结构和模型定义,确认字段是否已存在

  • 避免手动修改数据库结构;如果修改,必须确保迁移状态同步

  • 使用 migrate --fake 标记迁移已执行,跳过实际操作:

bash 复制代码
python manage.py migrate yourapp 0001 --fake

❌ 5. Unknown column 'xxx' in 'field list'

删除字段后未清理数据依赖导致迁移失败

错误信息:

bash 复制代码
django.db.utils.OperationalError: (1054, "Unknown column 'xxx' in 'field list'")

常见场景:

删除模型字段后,项目代码或数据迁移脚本中仍有对该字段的引用。

原因分析:

字段已从模型中移除,但数据库中仍存在引用字段的旧代码或旧 SQL。

解决方案:

  • 全局搜索项目代码中是否还有 xxx 字段的使用

  • 若使用 RunPython 写了数据迁移脚本,需改为先清数据后删字段

  • 对于依赖字段的查询逻辑,也要在迁移之前调整逻辑

❌ 6. conflicting migrations

多人协作导致makemigrations冲突

错误信息:

bash 复制代码
Conflicting migrations detected; multiple leaf nodes

常见场景:

两名开发者分别在不同分支对同一个 app 做了迁移,合并后造成迁移分叉。

原因分析:

迁移文件是线性依赖的,两个迁移文件若没有互相引用,就形成冲突。

解决方案:

使用 --merge 合并迁移:

bash 复制代码
python manage.py makemigrations --merge

Django 会生成一个新的迁移文件,合并两个冲突迁移(开发者需判断操作顺序)。

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