fastapi之tortoise-orm

概述

fastapi是一个很优秀的框架，但是缺少一个合适的orm，官方代码里面使用的是sqlalchemy，异步也是使用的这个。但是我这边看到有tortoise-orm这个异步orm框架，不知道效率如何，这里先学习，之后做一个性能测试比较一下。
整个框架非常接近django，如果我没写的地方，要么是和django差不多，要么是没这功能。

fastapi引入

在main.py文件里面引入如下代码：

from fastapi import FastAPI, HTTPException
from pydantic import BaseModel
from models import User_Pydantic, UserIn_Pydantic, Users
from tortoise.contrib.fastapi import HTTPNotFoundError, register_tortoise

app = FastAPI(title="Tortoise ORM FastAPI example")

...
register_tortoise(#这里是启动app的，之后会考虑和使用uvicorn启动的性能差别
    app,
    db_url="sqlite://:memory:",#数据库信息
    modules={"models": ["models"]},#models列表
    generate_schemas=True,#如果数据库为空，则自动生成对应表单,生产环境不要开
    add_exception_handlers=True,#生产环境不要开，会泄露调试信息
)

引入tortoise-orm的方法：register_tortoise

def register_tortoise(
    app: FastAPI,
    config: Optional[dict] = None,
    config_file: Optional[str] = None,
    db_url: Optional[str] = None,
    modules: Optional[Dict[str, List[str]]] = None,
    generate_schemas: bool = False,
    add_exception_handlers: bool = False,
) -> None:
    """
    在fastapi注册startup和shutdown

    使用 ``config``, ``config_file``或 ``(db_url, modules)``三者之一来配置
    示例
    ----------
    config:
        Dict containing config:
        Example
        -------
            {
                'connections': {
                    # Dict format for connection
                    'default': {
                        'engine': 'tortoise.backends.asyncpg',
                        'credentials': {
                            'host': 'localhost',
                            'port': '5432',
                            'user': 'tortoise',
                            'password': 'qwerty123',
                            'database': 'test',
                        }
                    },
                    # Using a DB_URL string
                    'default': 'postgres://postgres:qwerty123@localhost:5432/events'
                },
                'apps': {
                    'models': {
                        'models': ['__main__'],
                        # If no default_connection specified, defaults to 'default'
                        'default_connection': 'default',
                    }
                }
            }
    config_file:
        Path to .json or .yml (if PyYAML installed) file containing config with
        same format as above.
    db_url:
        Use a DB_URL string. See :ref:`db_url`
    modules:
        Dictionary of ``key``: [``list_of_modules``] that defined "apps" and modules that
        should be discovered for models.
    generate_schemas:
        True立即生成模式。仅适用于开发环境或SQLite ' ':memory: ' '数据库，生产环境数据库一定手动生成。
    add_exception_handlers:
        为' ' DoesNotExist ' ' & ' ' IntegrityError ' '添加一些自动异常处理程序。
不建议用于生产系统，因为它可能会泄漏数据。
    """
    pass

创建对应数据模型

tortoise-orm能使用的数据类型还挺丰富，满足了日常使用的需求。

创建Model

from tortoise import fields
from tortoise.models import Model
class User(Model):
	id=fields.IntField(pk=True)#主键必不可少

通过继承的方式创建Model

from tortoise import fields
from tortoise.models import Model

class TimestampMixin():
    created_at = fields.DatetimeField(null=True, auto_now_add=True)
    modified_at = fields.DatetimeField(null=True, auto_now=True)

class NameMixin():
    name = fields.CharField(40, unique=True)

class MyAbstractBaseModel(Model):
    id = fields.IntField(pk=True)
    class Meta:
        abstract = True
#注意数据库里面对应表顺序可能会比较乱。。
class UserModel(TimestampMixin, MyAbstractBaseModel):
    # 覆盖继承的字段
    id = fields.UUIDField(pk=True)
    # 新增一些字段
    first_name = fields.CharField(20, null=True)
    class Meta:
        table = "user"

class RoleModel(TimestampMixin, NameMixin, MyAbstractBaseModel):
    class Meta:
        table = "role"

设置数据库字段field

主要有如下字段(这些字段都没啥好说的，):

#常规字段
BigIntField,
BinaryField,
BooleanField,
CharEnumField,
CharField,
DateField,
DatetimeField,
DecimalField,
FloatField,
IntEnumField,#继承于SmallIntField
IntField,
JSONField,
SmallIntField,
TextField,
TimeDeltaField,
UUIDField,
#关系字段(relation不知道啥用，)
BackwardFKRelation,
BackwardOneToOneRelation,
ForeignKeyField,#外键
ForeignKeyNullableRelation,
ForeignKeyRelation,
ManyToManyField,#多对多
ManyToManyRelation,#反向代码提示的工具
OneToOneField,#一对一
OneToOneNullableRelation,
OneToOneRelation,
ReverseRelation,

关系键讲解：
ForeignKeyField：

tournament = fields.ForeignKeyField('models.Tournament', related_name='events')#related_name关键字参数，用于为引用的模型定义查询自己的字段，默认为名字+set
participants = fields.ManyToManyField('models.Team', related_name='events')
modified = fields.DatetimeField(auto_now=True)
prize = fields.DecimalField(max_digits=10, decimal_places=2, null=True)

反向代码提示：
在使用外键的时候，我们需要获取到反向代码提示（即被绑定的model查询绑定model），这个时候需要使用relation字段来提示，（其实你不加也没啥关系，只是个提示作用，在django里面是编辑器和插件提前内置了相关字段所以不用手写）
示例代码如下：

from tortoise.models import Model
from tortoise import fields

class Tournament(Model):
    id = fields.IntField(pk=True)
    name = fields.CharField(max_length=255)
    events: fields.ReverseRelation["Event"]#仅用于代码提示，注意events必须和Event里面的外键指定的related_name同名

class Event(Model):
    id = fields.IntField(pk=True)
    name = fields.CharField(max_length=255)
    tournament: fields.ForeignKeyRelation[Tournament] = fields.ForeignKeyField(
        "models.Tournament", related_name="events"
    )
    participants: fields.ManyToManyRelation["Team"] = fields.ManyToManyField(
        "models.Team", related_name="events", through="event_team"
    )#注意多对多，两个model里面都要写，虽然复杂了点，但是有代码提示还是很合算的。。through在django里面是指定多对多表的名字和功能，需要手动创建，这里可能是示例代码不全吧。。得测试

class Team(Model):
    id = fields.IntField(pk=True)
    name = fields.CharField(max_length=255)
    events: fields.ManyToManyRelation[Event]#反向关系，

字段介绍

基本字段：
source_field :自定义数据库对应字段名称
generated ：是否映射到数据库，
pk 是否为主键
null
default 可以为值或可调用对象
unique
index
description 描述功能，数据库注释用

自定义字段

tortoise-orm支持自定义字段，这个功能挺好用的，这里先不讲了，一般用不到。。。请自行查看：link.
可以通过继承，然后重构相关字段控制字段在数据库的存储方式

设置Meta

from tortoise import fields
from tortoise.models import Model
class User(Model):
	id=fields.IntField(pk=True)#主键必不可少
	class Meta:
		abstract=True#抽象模型，用于继承
		table="xxx"#该模型对应的表名称
		unique_together=(("field_a", "field_b"), )#设置唯一索引，参考django
		table_description = ""#数据库对该表的注释
		indexes=(("field_a", "field_b"), )#指定列集为非唯一索引，类似django在字段上的index
		ordering = ["name", "-score"]#设置默认查询结果的顺序

Model模型方法

#常用查询方法我就不提了，讲一些不常用的
annotate()#使用额外的函数/聚合对结果进行再过滤，，
bulk_create()#批量插入：

User.bulk_create([
    User(name="...", email="..."),
    User(name="...", email="...")
])

check()#检查model数据是否正确
describe()#序列化model，返回json
exists()#True/False 记录是否存在筛选器参数模式的model
register_listener()#侦听器，参数为信号，注意，更新到最新版才有。。数据的保存和删除前后可以被监听，挺有用的一个东西，使用说明查看链接：https://tortoise-orm.readthedocs.io/en/latest/examples/basic.html#model-signals
update_from_dict()#通过dict更新数据，配合schema很有用，主要用于字段更新，schema.dict有一个只获取填写结果字段的方法，配合这个可以实现局部更新

查询

参考django，略。

Q对象查询

这一块主要针对复杂查询。
有时，您需要执行比简单 AND 提供的更复杂的查询。幸运的是，我们有Q对象来调味的东西，并帮助您找到你需要的。然后，这些 Q 对象可用作参数。.filter().filter()

Q 对象用途极多，例如用例：
创建 OR 筛选器
嵌套筛选器
倒置过滤器
例如，查找名称或 的事件：Event 1Event 2

found_events = await Event.filter(
    Q(name='Event 1') | Q(name='Event 2')
)
#等效于：
	found_events = await Event.filter(
    Q(Q(name='Event 1'), Q(name='Event 2'), join_type="OR")#如果省略join_type，则为AND
)

字段过滤

在搜索的时候增加后缀可以实现字段的过滤效果：
比如：

teams = await Team.filter(name__icontains='CON')

相关参数如下：

• not
• in- 检查字段的值是否位于传递列表中
• not_in
• gte- 大于或等于传递的值
• gt- 大于传递的值
• lte- 低于或等于传递的值
• lt- 低于传递值
• range- 介于和给定两个值之间
• isnull- 字段为空
• not_isnull- 字段不为空
• contains- 字段包含指定的子字符串
• icontains- 不区分大小写contains
• startswith- 如果字段以值开头
• istartswith- 不区分大小写startswith
• endswith- 如果字段以值结尾
• iendswith- 不区分大小写endswith
• iequals- 区分大小写等于

预取

通过预取，可以减少数据库读取次数，然后提高响应速度
有时只需要获取某些相关记录。您可以使用对象实现：Prefetch
示例：

tournament_with_filtered = await Tournament.all().prefetch_related(
    Prefetch('events', queryset=Event.filter(name='First'))
).first()

更多的参考：预取详情

F表达式

某些时候，我们只是需要将数据进行一次计算或处理然后保存，我们并不在意值是多少，只是想把值进行我们指定的修改，就可以使用F表达式，这样就可以减少一次数据库读取（我感觉好像没卵用啊。。。)
参考如下：

from tortoise.expressions import F
await User.filter(id=1).update(balance = F('balance') - 10)
await User.filter(id=1).update(balance = F('balance') + F('award'), award = 0)

# or use .save()
user = await User.get(id=1)
user.balance = F('balance') - 10
await user.save(update_fields=['balance'])

功能和聚合

略
请参考功能和聚合

事务

略 请参考事务

根据Model生成Schema

讲道理schema这个东西名字挺奇葩的。。。不过既然官网这么弄就这么弄吧。这个可以很方便的生成相关字段
注意，schema不要有相同的类名，会报错的

User_Pydantic = pydantic_model_creator(Users, name="User")
UserIn_Pydantic = pydantic_model_creator(Users, name="UserIn", exclude_readonly=True)

下面这个文档里面还没讲解;
可以通过在model里面创建一个class PydanticMeta来实现创建schema的控制：

class PydanticMeta:
    """
    The ``PydanticMeta`` class is used to configure metadata for generating the pydantic Model.

    Usage:

    .. code-block:: python3

        class Foo(Model):
            ...

            class PydanticMeta:
                exclude = ("foo", "baa")
                computed = ("count_peanuts", )
    """

    #: If not empty, only fields this property contains will be in the pydantic model
    include: Tuple[str, ...] = ()

    #: Fields listed in this property will be excluded from pydantic model
    exclude: Tuple[str, ...] = ()

    #: Computed fields can be listed here to use in pydantic model
    computed: Tuple[str, ...] = ()

    #: Use backward relations without annotations - not recommended, it can be huge data
    #: without control
    backward_relations: bool = True

    #: Maximum recursion level allowed
    max_recursion: int = 3

    #: Allow cycles in recursion - This can result in HUGE data - Be careful!
    #: Please use this with ``exclude``/``include`` and sane ``max_recursion``
    allow_cycles: bool = False

    #: If we should exclude raw fields (the ones have _id suffixes) of relations
    exclude_raw_fields: bool = True

    #: Sort fields alphabetically.
    #: If not set (or ``False``) then leave fields in declaration order
    sort_alphabetically: bool = False

如果你想跨表搜索或join搜索，在computed里面定义。