ORM框架SQLAlchemy
一、基本介绍
1、ORM框架介绍
ORM框架提供了简单的规则，将类、对象与数据库的表和列做了对应关系，并且提供了SQL语句的自动转化。
按照与数据库的关系分类，主要分为：
- DB first：需要手动创建数据库和表，然后ORM对应出相应的类和对象
- code first：需要手动创建类和数据库，然后ORM自动对应出表
2、SQLAlchemy介绍
SQLAlchemy是Python编程语言下的一款ORM框架，该框架建立在数据库API之上，使用关系对象映射进行数据库操作，简言之便是：将对象转换成SQL，然后使用数据API执行SQL并获取执行结果。
2.1 安装
pip3 install sqlalchemy
2.2 架构与流程
ORM的运行流程大体可以分为两个阶段：
第一个阶段（流程1-2）：将SQLAlchemy的对象换成可执行的sql语句
#1、使用者通过ORM对象提交命令
#2、将命令交给SQLAlchemy Core（Schema/Types SQL Expression Language）转换成SQL
第二个阶段（流程3）：将sql语句交给数据库执行
#3、使用 Engine/ConnectionPooling/Dialect 进行数据库操作
#3.1、匹配使用者事先配置好的egine
#3.2、egine从连接池中取出一个链接
#3.3、基于该链接通过Dialect调用DB API，将SQL转交给它去执行
如果我们不依赖于SQLAlchemy的转换而自己写好sql语句，那是不是意味着可以直接从第二个阶段开始执行了，事实上正是如此，我们完全可以只用SQLAlchemy执行纯sql语句，如下：
from sqlalchemy import create_engine
#1 准备
# 需要事先安装好pymysql
# 需要事先创建好数据库:create database db1 charset utf8;
#2 创建引擎
egine=create_engine('mysql+pymysql://[email protected]/db1?charset=utf8')
#3 执行sql
egine.execute('create table if not EXISTS t1(id int PRIMARY KEY auto_increment,name char(32));')
cur=egine.execute('insert into t1 values(%s,%s);',[(1,"egon1"),(2,"egon2"),(3,"egon3")]) #按位置传值
cur=egine.execute('insert into t1 values(%(id)s,%(name)s);',name='egon4',id=4) #按关键字传值
#4 新插入行的自增id
print(cur.lastrowid)
#5 查询
cur=egine.execute('select * from t1')
cur.fetchone() #获取一行
cur.fetchmany(2) #获取多行
cur.fetchall() #获取所有行
2.3 DB API
SQLAlchemy本身无法操作数据库，其必须以来pymsql等第三方插件，Dialect用于和数据API进行交流，根据配置文件的不同调用不同的数据库API，从而实现对数据库的操作，如：
#1、MySQL-Python
mysql+mysqldb://<user>:<password>@<host>[:<port>]/<dbname>
#2、pymysql
mysql+pymysql://<username>:<password>@<host>/<dbname>[?<options>]
#3、MySQL-Connector
mysql+mysqlconnector://<user>:<password>@<host>[:<port>]/<dbname>
#4、cx_Oracle
oracle+cx_oracle://user:pass@host:port/dbname[?key=value&key=value...]
二、表基本操作
1、创建表
在ORM中：
类===>表
对象==>表中的一行记录
from sqlalchemy import create_engine
from sqlalchemy.ext.declarative import declarative_base
from sqlalchemy import Column,Integer,String,DateTime,Enum,ForeignKey,UniqueConstraint,ForeignKeyConstraint,Index
from sqlalchemy.orm import sessionmaker
egine=create_engine('mysql+pymysql://[email protected]:3306/db1?charset=utf8',max_overflow=5)
Base=declarative_base()
#创建单表:业务线
class Business(Base):
__tablename__='business'
id=Column(Integer,primary_key=True,autoincrement=True)
bname=Column(String(32),nullable=False,index=True)
#多对一:多个服务可以属于一个业务线,多个业务线不能包含同一个服务
class Service(Base):
__tablename__='service'
id=Column(Integer,primary_key=True,autoincrement=True)
sname=Column(String(32),nullable=False,index=True)
ip=Column(String(15),nullable=False)
port=Column(Integer,nullable=False)
business_id=Column(Integer,ForeignKey('business.id'))
__table_args__=(
UniqueConstraint(ip,port,name='uix_ip_port'),
Index('ix_id_sname',id,sname)
)
#一对一:一种角色只能管理一条业务线,一条业务线只能被一种角色管理
class Role(Base):
__tablename__='role'
id=Column(Integer,primary_key=True,autoincrement=True)
rname=Column(String(32),nullable=False,index=True)
priv=Column(String(64),nullable=False)
business_id=Column(Integer,ForeignKey('business.id'),unique=True)
#多对多:多个用户可以是同一个role,多个role可以包含同一个用户
class Users(Base):
__tablename__='users'
id=Column(Integer,primary_key=True,autoincrement=True)
uname=Column(String(32),nullable=False,index=True)
class Users2Role(Base):
__tablename__='users2role'
id=Column(Integer,primary_key=True,autoincrement=True)
uid=Column(Integer,ForeignKey('users.id'))
rid=Column(Integer,ForeignKey('role.id'))
__table_args__=(
UniqueConstraint(uid,rid,name='uix_uid_rid'),
)
def init_db():
Base.metadata.create_all(egine)
def drop_db():
Base.metadata.drop_all(egine)
if __name__ == '__main__':
init_db()
# 注：设置外键的另一种方式 ForeignKeyConstraint(['other_id']，['othertable.other_id'])
2、增删改查
2.1表结构
from sqlalchemy import create_engine
from sqlalchemy.ext.declarative import declarative_base
from sqlalchemy import Column,Integer,String,ForeignKey
from sqlalchemy.orm import sessionmaker
egine=create_engine('mysql+pymysql://[email protected]:3306/db1?charset=utf8',max_overflow=5)
Base=declarative_base()
#多对一:假设多个员工可以属于一个部门,而多个部门不能有同一个员工(只有创建公司才把员工当骆驼用,一个员工身兼数职)
class Dep(Base):
__tablename__='dep'
id=Column(Integer,primary_key=True,autoincrement=True)
dname=Column(String(64),nullable=False,index=True)
class Emp(Base):
__tablename__='emp'
id=Column(Integer,primary_key=True,autoincrement=True)
ename=Column(String(32),nullable=False,index=True)
dep_id=Column(Integer,ForeignKey('dep.id'))
def init_db():
Base.metadata.create_all(egine)
def drop_db():
Base.metadata.drop_all(egine)
drop_db()
init_db()
Session=sessionmaker(bind=egine)
session=Session()
2.2 增
#增
row_obj=Dep(dname='销售') #按关键字传参,无需指定id,因其是自增长的
session.add(row_obj)
session.add_all([
Dep(dname='技术'),
Dep(dname='运营'),
Dep(dname='人事'),
])
session.commit()
2.3 删
#删
session.query(Dep).filter(Dep.id > 3).delete()
session.commit()
2.4 改
#改
session.query(Dep).filter(Dep.id > 0).update({'dname':'哇哈哈'})
session.query(Dep).filter(Dep.id > 0).update({'dname':Dep.dname+'_SB'},synchronize_session=False)
session.query(Dep).filter(Dep.id > 0).update({'id':Dep.id*100},synchronize_session='evaluate')
session.commit()
2.5 查
#查所有,取所有字段
res=session.query(Dep).all() #for row in res:print(row.id,row.dname)
#查所有,取指定字段
res=session.query(Dep.dname).order_by(Dep.id).all() #for row in res:print(row.dname)
res=session.query(Dep.dname).first()
print(res) # ('哇哈哈_SB',)
#过滤查
res=session.query(Dep).filter(Dep.id > 1,Dep.id <1000) #逗号分隔,默认为and
print([(row.id,row.dname) for row in res])
三、高级查询
1、准备数据表和数据
from sqlalchemy import create_engine
from sqlalchemy.ext.declarative import declarative_base
from sqlalchemy import Column,Integer,String,ForeignKey
from sqlalchemy.orm import sessionmaker
egine=create_engine('mysql+pymysql://[email protected]:3306/db1?charset=utf8',max_overflow=5)
Base=declarative_base()
#多对一:假设多个员工可以属于一个部门,而多个部门不能有同一个员工
class Dep(Base):
__tablename__='dep'
id=Column(Integer,primary_key=True,autoincrement=True)
dname=Column(String(64),nullable=False,index=True)
class Emp(Base):
__tablename__='emp'
id=Column(Integer,primary_key=True,autoincrement=True)
ename=Column(String(32),nullable=False,index=True)
dep_id=Column(Integer,ForeignKey('dep.id'))
def init_db():
Base.metadata.create_all(egine)
def drop_db():
Base.metadata.drop_all(egine)
drop_db()
init_db()
Session=sessionmaker(bind=egine)
session=Session()
# 准备数据
session.add_all([
Dep(dname='技术'),
Dep(dname='销售'),
Dep(dname='运营'),
Dep(dname='人事'),
])
session.add_all([
Emp(ename='name1',dep_id=1),
Emp(ename='name2',dep_id=1),
Emp(ename='name3',dep_id=1),
Emp(ename='name4',dep_id=2),
Emp(ename='name5',dep_id=3),
Emp(ename='name6',dep_id=4),
Emp(ename='name7',dep_id=2),
Emp(ename='name8',dep_id=4),
Emp(ename='name9',dep_id=3)
])
session.commit()
2、条件、通配符、limit、排序、分组、连表、组合
#一、条件
sql=session.query(Emp).filter_by(ename='name1') #filter_by只能传参数:什么等于什么
res=sql.all() #sql语句的执行结果
res=session.query(Emp).filter(Emp.id>0,Emp.ename == 'name1').all() #filter内传的是表达式,逗号分隔,默认为and,
res=session.query(Emp).filter(Emp.id.between(1,3),Emp.ename == 'name1').all()
res=session.query(Emp).filter(Emp.id.in_([1,3,99,101]),Emp.ename == 'name1').all()
res=session.query(Emp).filter(~Emp.id.in_([1,3,99,101]),Emp.ename == 'name1') #~代表取反,转换成sql就是关键字not
from sqlalchemy import and_,or_
res=session.query(Emp).filter(and_(Emp.id > 0,Emp.ename=='name1')).all()
res=session.query(Emp).filter(or_(Emp.id < 2,Emp.ename=='name1')).all()
res=session.query(Emp).filter(
or_(
Emp.dep_id == 3,
and_(Emp.id > 1,Emp.ename=='name1'),
Emp.ename != ''
)
).all()
#二、通配符
res=session.query(Emp).filter(Emp.ename.like('%ame_%')).all()
res=session.query(Emp).filter(~Emp.ename.like('%ame_%')).all()
#三、limit
res=session.query(Emp)[0:5:2]
#四、排序
res=session.query(Emp).order_by(Emp.dep_id.desc()).all()
res=session.query(Emp).order_by(Emp.dep_id.desc(),Emp.id.asc()).all()
#五、分组
from sqlalchemy.sql import func
res=session.query(Emp.dep_id).group_by(Emp.dep_id).all()
res=session.query(
func.max(Emp.dep_id),
func.min(Emp.dep_id),
func.sum(Emp.dep_id),
func.avg(Emp.dep_id),
func.count(Emp.dep_id),
).group_by(Emp.dep_id).all()
res=session.query(
Emp.dep_id,
func.count(1),
).group_by(Emp.dep_id).having(func.count(1) > 2).all()
#六、连表
#笛卡尔积
res=session.query(Emp,Dep).all() #select * from emp,dep;
#where条件
res=session.query(Emp,Dep).filter(Emp.dep_id==Dep.id).all()
# for row in res:
# emp_tb=row[0]
# dep_tb=row[1]
# print(emp_tb.id,emp_tb.ename,dep_tb.id,dep_tb.dname)
#内连接
res=session.query(Emp).join(Dep)
#join默认为内连接,SQLAlchemy会自动帮我们通过foreign key字段去找关联关系
#但是上述查询的结果均为Emp表的字段,这样链表还有毛线意义,于是我们修改为
res=session.query(Emp.id,Emp.ename,Emp.dep_id,Dep.dname).join(Dep).all()
#左连接:isouter=True
res=session.query(Emp.id,Emp.ename,Emp.dep_id,Dep.dname).join(Dep,isouter=True).all()
#右连接:同左连接,只是把两个表的位置换一下
#七、组合
q1=session.query(Emp.id,Emp.ename).filter(Emp.id > 0,Emp.id < 5)
q2=session.query(Emp.id,Emp.ename).filter(
or_(
Emp.ename.like('%ame1'),
Emp.ename.like('%me2'),
)
)
res1=q1.union(q2) #组合+去重
res2=q1.union_all(q2) #组合,不去重
print([i.ename for i in q1.all()])
print([i.ename for i in q2.all()])
print([i.ename for i in res1.all()])
print([i.ename for i in res2.all()])
3、子查询
有三种形式的子查询，注意：子查询的sql必须用括号包起来,尤其在形式三中需要注意这一点
形式一:子查询当做一张表来用,调用subquery()
#示例:查出id大于2的员工,当做子查询的表使用
#原生SQL:
# select * from (select * from emp where id > 2);
#ORM:
res=session.query(
session.query(Emp).filter(Emp.id > 8).subquery()
).all()
形式二:子查询当做in的范围用,调用in_
#示例:#查出销售部门的员工姓名
#原生SQL:
# select ename from emp where dep_id in (select id from dep where dname='销售');
#ORM:
res=session.query(Emp.ename).filter(Emp.dep_id.in_(
session.query(Dep.id).filter_by(dname='销售'), #传的是参数
# session.query(Dep.id).filter(Dep.dname=='销售') #传的是表达式
)).all()
形式三:子查询当做select后的字段,调用as_scalar()
#示例:查询所有的员工姓名与部门名
#原生SQL:
# select ename as 员工姓名,(select dname from dep where id = emp.dep_id) as 部门名 from emp;
#ORM:
sub_sql=session.query(Dep.dname).filter(Dep.id==Emp.dep_id) #SELECT dep.dname FROM dep, emp WHERE dep.id = emp.dep_id
sub_sql.as_scalar() #as_scalar的功能就是把上面的sub_sql加上了括号
res=session.query(Emp.ename,sub_sql.as_scalar()).all()
4、正查，反查
4.1 表修改
from sqlalchemy import create_engine
from sqlalchemy.ext.declarative import declarative_base
from sqlalchemy import Column,Integer,String,ForeignKey
from sqlalchemy.orm import sessionmaker,relationship
egine=create_engine('mysql+pymysql://[email protected]:3306/db1?charset=utf8',max_overflow=5)
Base=declarative_base()
class Dep(Base):
__tablename__='dep'
id=Column(Integer,primary_key=True,autoincrement=True)
dname=Column(String(64),nullable=False,index=True)
class Emp(Base):
__tablename__='emp'
id=Column(Integer,primary_key=True,autoincrement=True)
ename=Column(String(32),nullable=False,index=True)
dep_id=Column(Integer,ForeignKey('dep.id'))
#在ForeignKey所在的类内添加relationship的字段,注意:
#1:Dep是类名
#2:depart字段不会再数据库表中生成字段
#3:depart用于Emp表查询Dep表(正向查询),而xxoo用于Dep表查询Emp表(反向查询),
depart=relationship('Dep',backref='xxoo')
def init_db():
Base.metadata.create_all(egine)
def drop_db():
Base.metadata.drop_all(egine)
drop_db()
init_db()
Session=sessionmaker(bind=egine)
session=Session()
# 准备数据
session.add_all([
Dep(dname='技术'),
Dep(dname='销售'),
Dep(dname='运营'),
Dep(dname='人事'),
])
session.add_all([
Emp(ename='name1',dep_id=1),
Emp(ename='name2',dep_id=1),
Emp(ename='name3',dep_id=1),
Emp(ename='name4',dep_id=2),
Emp(ename='name5',dep_id=3),
Emp(ename='name6',dep_id=4),
Emp(ename='name7',dep_id=2),
Emp(ename='name8',dep_id=4),
Emp(ename='name9',dep_id=3)
])
session.commit()
4.2 标准连表查询
# 示例:查询员工名与其部门名
res=session.query(Emp.ename,Dep.dname).join(Dep) #迭代器
for row in res:
print(row[0],row[1]) #等同于print(row.ename,row.dname)
4.3 基于relationship的正查、反查
#SQLAlchemy的relationship在内部帮我们做好表的链接，相当于在表中新增了相应的外键的表内容
#查询员工名与其部门名(正向查)
res=session.query(Emp)
for row in res:
print(row.ename,row.id,row.depart.dname)
#查询部门名以及该部门下的员工(反向查)
res=session.query(Dep)
for row in res:
# print(row.dname,row.xxoo)
print(row.dname,[r.ename for r in row.xxoo])