Python学习之路-Flask基础:数据库

发布时间:2024年01月24日

Python学习之路-Flask基础:数据库

ORM

简介

ORM全拼Object-Relation Mapping,中文意为 对象-关系映射。主要实现模型对象到关系数据库数据的映射.

优点

  • 只需要面向对象编程, 不需要面向数据库编写代码。对数据库的操作都转化成对类属性和方法的操作,不用编写各种数据库的sql语句。
  • 实现了数据模型与数据库的解耦,屏蔽了不同数据库操作上的差异。不在关注用的是mysqloracle…等。通过简单的配置就可以轻松更换数据库, 而不需要修改代码.

缺点

  • 相比较直接使用SQL语句操作数据库,有性能损失。
  • 根据对象的操作转换成SQL语句,根据查询的结果转化成对象, 在映射过程中有性能损失。

SQLALchemy

SQLALchemy实际上是对数据库的抽象,让开发者不用直接和SQL语句打交道,而是通过Python对象来操作数据库,在舍弃一些性能开销的同时,换来的是开发效率的较大提升。SQLAlchemy是一个关系型数据库框架,它提供了高层的 ORM和底层的原生数据库的操作。flask-sqlalchemy是一个简化了SQLAlchemy操作的flask扩展。

文档地址:http://docs.jinkan.org/docs/flask-sqlalchemy

安装
  • 安装 flask-sqlalchemy
pip install flask-sqlalchemy
  • 如果连接的是 mysql 数据库,需要安装 mysqldb
pip install flask-mysqldb
数据库连接设置
  • 在 Flask-SQLAlchemy 中,数据库使用URL指定,而且程序使用的数据库必须保存到Flask配置对象的 SQLALCHEMY_DATABASE_URI 键中
app.config['SQLALCHEMY_DATABASE_URI'] = 'mysql://root:mysql@127.0.0.1:3306/test'
  • 其他设置:
# 动态追踪修改设置,如未设置只会提示警告
app.config['SQLALCHEMY_TRACK_MODIFICATIONS'] = True
#查询时会显示原始SQL语句
app.config['SQLALCHEMY_ECHO'] = True
  • 配置完成需要去 MySQL 中创建项目所使用的数据库
$ mysql -uroot -pmysql
$ create database test charset utf8;
  • 其他配置
名字备注
SQLALCHEMY_DATABASE_URI用于连接的数据库 URI 。例如:sqlite:tmp/test.dbmysql://username:password@server/db
SQLALCHEMY_BINDS一个映射 binds 到连接 URI 的字典。更多 binds 的信息见用 Binds 操作多个数据库
SQLALCHEMY_ECHO如果设置为Ture, SQLAlchemy 会记录所有 发给 stderr 的语句,这对调试有用。(打印sql语句)
SQLALCHEMY_RECORD_QUERIES可以用于显式地禁用或启用查询记录。查询记录 在调试或测试模式自动启用。更多信息见get_debug_queries()。
SQLALCHEMY_NATIVE_UNICODE可以用于显式禁用原生 unicode 支持。当使用 不合适的指定无编码的数据库默认值时,这对于 一些数据库适配器是必须的(比如 Ubuntu 上 某些版本的 PostgreSQL )。
SQLALCHEMY_POOL_SIZE数据库连接池的大小。默认是引擎默认值(通常 是 5 )
SQLALCHEMY_POOL_TIMEOUT设定连接池的连接超时时间。默认是 10 。
SQLALCHEMY_POOL_RECYCLE多少秒后自动回收连接。这对 MySQL 是必要的, 它默认移除闲置多于 8 小时的连接。注意如果 使用了 MySQL , Flask-SQLALchemy 自动设定 这个值为 2 小时。
连接其他数据库

完整连接 URI 列表请跳转到 SQLAlchemy 下面的文档 (Supported Databases) 。这里给出一些 常见的连接字符串。

  • Postgres:
postgresql://scott:tiger@localhost/mydatabase
  • MySQL:
mysql://scott:tiger@localhost/mydatabase
  • Oracle:
- oracle://scott:tiger@127.0.0.1:1521/sidname
  • SQLite (注意开头的四个斜线):
sqlite:absolute/path/to/foo.db
常用的字段类型
类型名python中类型说明
Integerint普通整数,一般是32位
SmallIntegerint取值范围小的整数,一般是16位
BigIntegerint或long不限制精度的整数
Floatfloat浮点数
Numericdecimal.Decimal普通整数,一般是32位
Stringstr变长字符串
Textstr变长字符串,对较长或不限长度的字符串做了优化
Unicodeunicode变长Unicode字符串
UnicodeTextunicode变长Unicode字符串,对较长或不限长度的字符串做了优化
Booleanbool布尔值
Datedatetime.date时间
Timedatetime.datetime日期和时间
LargeBinarystr二进制文件
常用的列选项
选项名说明
primary_key如果为True,代表表的主键
unique如果为True,代表这列不允许出现重复的值
index如果为True,为这列创建索引,提高查询效率
nullable如果为True,允许有空值,如果为False,不允许有空值
default
常用的关系选项
选项名说明
backref在关系的另一模型中添加反向引用
primary join明确指定两个模型之间使用的联结条件
uselist如果为False,不使用列表,而使用标量值
order_by指定关系中记录的排序方式
secondary指定多对多关系中关系表的名字
secondary join在SQLAlchemy中无法自行决定时,指定多对多关系中的二级联结条件
数据库基本操作
  • 在Flask-SQLAlchemy中,插入、修改、删除操作,均由数据库会话管理。会话用 db.session 表示。在准备把数据写入数据库前,要先将数据添加到会话中然后调用 commit() 方法提交会话。
  • 在 Flask-SQLAlchemy 中,查询操作是通过 query 对象操作数据。最基本的查询是返回表中所有数据,可以通过过滤器进行更精确的数据库查询。
在视图函数中定义模型类
from flask import Flask
from flask_sqlalchemy import SQLAlchemy


app = Flask(__name__)

#设置连接数据库的URL
app.config['SQLALCHEMY_DATABASE_URI'] = 'mysql://root:mysql@127.0.0.1:3306/test'

app.config['SQLALCHEMY_TRACK_MODIFICATIONS'] = True
#查询时会显示原始SQL语句
app.config['SQLALCHEMY_ECHO'] = True
db = SQLAlchemy(app)

class Role(db.Model):
    # 定义表名
    __tablename__ = 'roles'
    # 定义列对象
    id = db.Column(db.Integer, primary_key=True)
    name = db.Column(db.String(64), unique=True)
    user = db.relationship('User', backref='role')

    #repr()方法显示一个可读字符串
    def __repr__(self):
        return 'Role:%s'% self.name

class User(db.Model):
    __tablename__ = 'users'
    id = db.Column(db.Integer, primary_key=True)
    name = db.Column(db.String(64), unique=True, index=True)
    email = db.Column(db.String(64),unique=True)
    password = db.Column(db.String(64))
    role_id = db.Column(db.Integer, db.ForeignKey('roles.id'))

    def __repr__(self):
        return 'User:%s'%self.name
if __name__ == '__main__':
    app.run(debug=True)
模型之前的关联
一对多
class Role(db.Model):
    ...
    #关键代码
    user = db.relationship('User', backref='role', lazy='dynamic')
    ...

class User(db.Model):
    ...
    role_id = db.Column(db.Integer, db.ForeignKey('roles.id'))
  • 其中realtionship描述了Role和User的关系。在此文中,第一个参数为对应参照的类"User"
  • 第二个参数backref为类User申明新属性的方法
  • 第三个参数lazy决定了什么时候SQLALchemy从数据库中加载数据
    • 如果设置为子查询方式(subquery),则会在加载完Role对象后,就立即加载与其关联的对象,这样会让总查询数量减少,但如果返回的条目数量很多,就会比较慢
      • 设置为 subquery 的话,role.users 返回所有数据列表
    • 另外,也可以设置为动态方式(dynamic),这样关联对象会在被使用的时候再进行加载,并且在返回前进行过滤,如果返回的对象数很多,或者未来会变得很多,那最好采用这种方式
      • 设置为 dynamic 的话,role.users 返回查询对象,并没有做真正的查询,可以利用查询对象做其他逻辑,比如:先排序再返回结果
多对多
registrations = db.Table('registrations',  
    db.Column('student_id', db.Integer, db.ForeignKey('students.id')),  
    db.Column('course_id', db.Integer, db.ForeignKey('courses.id'))  
)  
class Course(db.Model):
    ...
class Student(db.Model):
    ...
    courses = db.relationship('Course',secondary=registrations,  
                                    backref='students',  
                                    lazy='dynamic')
常用的查询过滤器
过滤器说明
filter()把过滤器添加到原查询上,返回一个新查询
filter_by()把等值过滤器添加到原查询上,返回一个新查询
limit使用指定的值限定原查询返回的结果
offset()偏移原查询返回的结果,返回一个新查询
order_by()根据指定条件对原查询结果进行排序,返回一个新查询
group_by()根据指定条件对原查询结果进行分组,返回一个新查询
常用的查询执行器
方法说明
all()以列表形式返回查询的所有结果
first()返回查询的第一个结果,如果未查到,返回None
first_or_404()返回查询的第一个结果,如果未查到,返回404
get()返回指定主键对应的行,如不存在,返回None
get_or_404()返回指定主键对应的行,如不存在,返回404
count()返回查询结果的数量
paginate()返回一个Paginate对象,它包含指定范围内的结果
创建表
db.create_all()
删除表
db.drop_all()
插入一条数据
ro1 = Role(name='admin')
db.session.add(ro1)
db.session.commit()
#再次插入一条数据
ro2 = Role(name='user')
db.session.add(ro2)
db.session.commit()
一次插入多条数据
us1 = User(name='wang',email='wang@163.com',password='123456',role_id=ro1.id)
us2 = User(name='zhang',email='zhang@189.com',password='201512',role_id=ro2.id)
us3 = User(name='chen',email='chen@126.com',password='987654',role_id=ro2.id)
us4 = User(name='zhou',email='zhou@163.com',password='456789',role_id=ro1.id)
us5 = User(name='tang',email='tang@itheima.com',password='158104',role_id=ro2.id)
us6 = User(name='wu',email='wu@gmail.com',password='5623514',role_id=ro2.id)
us7 = User(name='qian',email='qian@gmail.com',password='1543567',role_id=ro1.id)
us8 = User(name='liu',email='liu@itheima.com',password='867322',role_id=ro1.id)
us9 = User(name='li',email='li@163.com',password='4526342',role_id=ro2.id)
us10 = User(name='sun',email='sun@163.com',password='235523',role_id=ro2.id)
db.session.add_all([us1,us2,us3,us4,us5,us6,us7,us8,us9,us10])
db.session.commit()


"""
查询所有用户数据
查询有多少个用户
查询第1个用户
查询id为4的用户[3种方式]
查询名字结尾字符为g的所有数据[开始/包含]
查询名字不等于wang的所有数据[2种方式]
查询名字和邮箱都以 li 开头的所有数据[2种方式]
查询password是 `123456` 或者 `email` 以 `itheima.com` 结尾的所有数据
查询id为 [1, 3, 5, 7, 9] 的用户列表
查询name为liu的角色数据
查询所有用户数据,并以邮箱排序
每页3个,查询第2页的数据
"""
查询:
filter_by

精确查询,例:返回名字等于wang的所有人

User.query.filter_by(name='wang').all()
first

返回查询到的第一个对象

User.query.first()
all

返回查询到的所有对象

User.query.all()
filter

模糊查询,例:返回名字结尾字符为g的所有数据。

User.query.filter(User.name.endswith('g')).all()
get

参数为主键,如果主键不存在没有返回内容

User.query.get()
!=

逻辑非,返回条件满足的所有数据,例:返回名字不等于wang的所有数据

User.query.filter(User.name!='wang').all()
not_

相当于取反,返回条件满足的所有数据,例:返回名字不等于chen的所有数据

from sqlalchemy import not_
User.query.filter(not_(User.name=='chen')).all()
and_

逻辑与,返回条件满足的所有数据,例:返回名字不等于wang且邮箱以163.com结尾的所有数据

from sqlalchemy import and_
User.query.filter(and_(User.name!='wang',User.email.endswith('163.com'))).all()
or_

逻辑或,返回条件满足的所有数据,例:返回名字不等于wang或者邮箱以163.com结尾的所有数据

from sqlalchemy import or_
User.query.filter(or_(User.name!='wang',User.email.endswith('163.com'))).all()
查询数据后删除
user = User.query.first()
db.session.delete(user)
db.session.commit()
User.query.all()
更新数据
user = User.query.first()
user.name = 'dong'
db.session.commit()
User.query.first()

数据库迁移

简介

在开发过程中,需要修改数据库模型,而且还要在修改之后更新数据库。最直接的方式就是删除旧表,但这样会丢失数据。更好的解决办法是使用数据库迁移框架,它可以追踪数据库模式的变化,然后把变动应用到数据库中。在Flask中可以使用Flask-Migrate扩展,来实现数据迁移。并且集成到Flask-Script中,所有操作通过命令就能完成。为了导出数据库迁移命令,Flask-Migrate提供了一个MigrateCommand类,可以附加到flask-script的manager对象上。

使用

  • 首先要在虚拟环境中安装Flask-Migrate。

    pip install flask-migrate
    
  • 代码文件内容:

    #coding=utf-8
    from flask import Flask
    
    from flask_sqlalchemy import SQLAlchemy
    from flask_migrate import Migrate,MigrateCommand
    from flask_script import Shell,Manager
    
    app = Flask(__name__)
    manager = Manager(app)
    
    app.config['SQLALCHEMY_DATABASE_URI'] = 'mysql://root:mysql@127.0.0.1:3306/Flask_test'
    app.config['SQLALCHEMY_COMMIT_ON_TEARDOWN'] = True
    app.config['SQLALCHEMY_TRACK_MODIFICATIONS'] = True
    db = SQLAlchemy(app)
    
    #第一个参数是Flask的实例,第二个参数是Sqlalchemy数据库实例
    migrate = Migrate(app,db) 
    
    #manager是Flask-Script的实例,这条语句在flask-Script中添加一个db命令
    manager.add_command('db',MigrateCommand)
    
    #定义模型Role
    class Role(db.Model):
        # 定义表名
        __tablename__ = 'roles'
        # 定义列对象
        id = db.Column(db.Integer, primary_key=True)
        name = db.Column(db.String(64), unique=True)
        user = db.relationship('User', backref='role')
    
        #repr()方法显示一个可读字符串,
        def __repr__(self):
            return 'Role:'.format(self.name)
    
    #定义用户
    class User(db.Model):
        __talbe__ = 'users'
        id = db.Column(db.Integer, primary_key=True)
        username = db.Column(db.String(64), unique=True, index=True)
        #设置外键
        role_id = db.Column(db.Integer, db.ForeignKey('roles.id'))
    
        def __repr__(self):
            return 'User:'.format(self.username)
          
    if __name__ == '__main__':
        manager.run()
    
  • 创建迁移仓库

    #这个命令会创建migrations文件夹,所有迁移文件都放在里面。
    python database.py db init
    
  • 创建迁移脚本

    自动创建迁移脚本有两个函数:

    • upgrade():函数把迁移中的改动应用到数据库中。
    • downgrade():函数则将改动删除。

    自动创建的迁移脚本会根据模型定义和数据库当前状态的差异,生成upgrade()和downgrade()函数的内容。对比不一定完全正确,有可能会遗漏一些细节,需要进行检查

    python database.py db migrate -m 'initial migration'
    
  • 更新数据库

    python database.py db upgrade
    
  • 返回以前的版本

    可以根据history命令找到版本号,然后传给downgrade命令:

    python app.py db history
    
    输出格式:<base> ->  版本号 (head), initial migration
    
    • 回滚到指定版本
    python app.py db downgrade 版本号
    

信号机制

简介

Flask信号(signals, or event hooking)允许特定的发送端通知订阅者发生了什么(既然知道发生了什么,那我们可以根据自己业务需求实现自己的逻辑)。Flask提供了一些信号(核心信号)且其它的扩展提供更多的信号。信号依赖于Blinker库。

flask内置信号列表:http://docs.jinkan.org/docs/flask/api.html#id17

template_rendered = _signals.signal('template-rendered')
request_started = _signals.signal('request-started')
request_finished = _signals.signal('request-finished')
request_tearing_down = _signals.signal('request-tearing-down')
got_request_exception = _signals.signal('got-request-exception')
appcontext_tearing_down = _signals.signal('appcontext-tearing-down')
appcontext_pushed = _signals.signal('appcontext-pushed')
appcontext_popped = _signals.signal('appcontext-popped')
message_flashed = _signals.signal('message-flashed')

应用场景

Flask-User 这个扩展中定义了名为 user_logged_in 的信号,当用户成功登入之后,这个信号会被发送。我们可以订阅该信号去追踪登录次数和登录IP:

from flask import request
from flask_user.signals import user_logged_in

@user_logged_in.connect_via(app)
def track_logins(sender, user, **extra):
    user.login_count += 1
    user.last_login_ip = request.remote_addr
    db.session.add(user)
    db.session.commit()

Flask-SQLAlchemy 信号支持

在 Flask-SQLAlchemy 模块中,0.10 版本开始支持信号,可以连接到信号来获取到底发生什么了的通知。存在于下面两个信号:

  • models_committed:这个信号在修改的模型提交到数据库时发出。发送者是发送修改的应用,模型 和 操作描述符 以 (model, operation) 形式作为元组,这样的元组列表传递给接受者的 changes 参数。该模型是发送到数据库的模型实例,当一个模型已经插入,操作是 ‘insert’ ,而已删除是 ‘delete’ ,如果更新了任何列,会是 ‘update’ 。
  • before_models_committed:除了刚好在提交发送前发生,与 models_committed 完全相同。
from flask_sqlalchemy import models_committed

# 给 models_committed 信号添加一个订阅者,即为当前 app
@models_committed.connect_via(app)
def models_committed(a, changes):
    print(a, changes)
文章来源:https://blog.csdn.net/geobuins/article/details/135749882
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