SQLALchemy之Python连接MySQL
小白如何使用SQLALchemy简介
一、SQLALchemy简介
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SQLAlchemy是Python编程语言下的一款开源软件。提供了SQL工具包及对象关系映射（ORM）工具，使用MIT许可证发行。
SQLAlchemy“采用简单的Python语言，为高效和高性能的数据库访问设计，实现了完整的企业级持久模型”。SQLAlchemy的理念是，SQL数据库的量级和性能重要于对象集合；而对象集合的抽象又重要于表和行。因此，SQLAlchemy采用了类似于Java里Hibernate的数据映射模型，而不是其他ORM框架采用的Active Record模型。不过，Elixir和declarative等可选插件可以让用户使用声明语法。
SQLAlchemy首次发行于2006年2月，并迅速地在Python社区中最广泛使用的ORM工具之一，不亚于Django的ORM框架。
二、连接MySQL
连接数据库的语句是：‘数据库类型+数据库驱动名称://用户名:密码@IP地址:端口号/数据库名’，这是一条通用的语句。比如说，你要连接其他的数据库，只要修改数据库类型和驱动就行了，当然了用户名和密码这些也不一样。
在这里，我们首先需要手动的在数据中添加一个数据库。
create database blog;
下面的代码是使用Python语言，连接MySQL数据库的示例。
from sqlalchemy import create_engine
from sqlalchemy.orm import sessionmaker
engine = create_engine("mysql+pymysql://root:@ROOT_root_123/blog")
session = sessionmaker(bind=engine)
print(engine)
print(session)
如果出现下图结果，证明连接成功。
三、操作MySQL
下面，我将运用ORM技术提高我们编写SQL语句的效率，重要的是提高我们的编码效率。
- 新建数据库表
在开始操作之前，我们先来添加数据库表。
from sqlalchemy import String, Column, Integer
from sqlalchemy import create_engine
from sqlalchemy.ext.declarative import declarative_base
from sqlalchemy.orm import sessionmaker
engine = create_engine('mysql+pymysql://root:@ROOT_root_123@localhost:3306/blog?charset=utf8')
Session = sessionmaker(bind=engine)
Base = declarative_base()
class Student(Base): # 必须继承declaraive_base得到的那个基类
__tablename__ = "Students" # 必须要有__tablename__来指出这个类对应什么表，这个表可以暂时在库中不存在，SQLAlchemy会帮我们创建这个表
Sno = Column(String(10), primary_key=True) # Column类创建一个字段
Sname = Column(String(20), nullable=False, unique=True,
index=True) # nullable就是决定是否not null，unique就是决定是否unique。。这里假定没人重名，设置index可以让系统自动根据这个字段为基础建立索引
Ssex = Column(String(2), nullable=False)
Sage = Column(Integer, nullable=False)
Sdept = Column(String(20))
def __repr__(self):
return "{}:{}".format(self.Sname, self.Sno)
Base.metadata.create_all(engine) # 这就是为什么表类一定要继承Base，因为Base会通过一些方法来通过引擎初始化数据库结构。不继承Base自然就没有办法和数据库发生联系了。
首先，我们就用create_engine函数新建一个连接，然后用declarative_base函数实例化一个数据库表的基类，之后所有的数据库表都要继承这个基类。上面，我们使用了String和Integer表示字符型和整型。其他常用的数据类型还有：Text、Boolean、SmallInteger 和 DateTime 。最后，调用Base类的metadata方法建立所有数据库表。其中，那个repr函数是方便测试用的，可加可不加。
- 会话
数据库操作的核心是新建一个会话session，或者叫做事务。在这之后，所有关于数据库的增删改查都要通过这个会话进行操作。
Session = sessionmaker(bind=engine)
session = Session() # 实例化了一个会话（或叫事务），之后的所有操作都是基于这个对象的
既然是事务对象，session必然有以下这些方法
session.commit() # 提交会话（事务）
session.rollback() # 回滚会话
session.close() # 关闭会话
其中，关于数据库中数据的对象在session中的四种状态。
session = Session() #创建session对象
frank = Students(name='Frank') #数据对象得到创建，此时为Transient状态
session.add(frank) #数据对象被关联到session上，此时为Pending状态
session.commit() #数据对象被推到数据库中，此时为Persistent状态
session.close() #关闭session对象
print(frank.name) #此时会报错DetachedInstanceError，因为此时是Detached状态。
一、增
student = Student(Sno='10001', Sname='Frnak', Ssex='M', Sage=22, Sdept='SFS')
session.add(student)
session.commit() # 不要忘了commit
session.close()
还有一个添加多个数据项的方法:add_all。不过，要先自定义一个students列表。
session.add_all(students)
session.commit()
session.close()
二、查
session.query(Student).filter(Student.Sname == 'Frank').first()
session.query(Student).filter_by(Sname == 'Frank').first()
注意filter与filter_by的区别。
三、改
target = session.query(Student).filter(Student.Sname == "Kim").first()
target.Sname = "Kimmy"
session.commit()
session.close()
修改数据，先要找到目标数据。
四、删
# target = session.query(Student).get("10001")
# session.delete(target)
# session.commit()
一样，要删除数据，就要先找到目标数据。
四、一对多
from sqlalchemy import create_engine, Column, String, Integer, ForeignKey
from sqlalchemy.ext.declarative import declarative_base
from sqlalchemy.orm import sessionmaker, relationship
engine = create_engine('mysql+pymysql://root:@ROOT_root_123@localhost:3306/blog?charset=utf8')
Session = sessionmaker(bind=engine)
Base = declarative_base()
class User(Base):
__tablename__ = 'users'
id = Column(Integer, primary_key=True)
name = Column(String(20), nullable=False)
addresses = relationship('Address', backref='users')
class Address(Base):
__tablename__ = 'address'
id = Column(Integer, primary_key=True)
address = Column(String(20), nullable=False)
user_id = Column(Integer, ForeignKey('users.id'))
请注意，设置外键的时候用的是表名.字段名。其实在表和表类的抉择中，只要参数是字符串，往往是表名；如果是对象则是表类对象。
五、一对一
看到这里，你可能会觉得很奇怪，为什么一对一要放在一对多后面才来介绍。其实，一对一是建立在一对多的基础之上的。
from sqlalchemy import create_engine, Column, String, Integer, ForeignKey
from sqlalchemy.ext.declarative import declarative_base
from sqlalchemy.orm import sessionmaker, relationship
engine = create_engine("mysql+pymysql://root:@ROOT_root_123")
Session = sessionmaker(bind=engine)
Base = declarative_base()
class User(Base):
__tablename__ = 'users'
id = Column(Integer, primary_key=True)
name = Column(String(20), nullable=False)
addresses = relationship('Address', backref='users', uselist=False)
class Address(Base):
__tablename__ = 'address'
id = Column(Integer, primary_key=True)
address = Column(String(20), nullable=False)
user_id = Column(Integer, ForeignKey('users.id'))
上面，通过一个uselist变量。把一对多的关系变成了一对一的关系。
六、多对多
from sqlalchemy import create_engine, Column, String, Integer, ForeignKey
from sqlalchemy.ext.declarative import declarative_base
from sqlalchemy.orm import sessionmaker, relationship
engine = create_engine('mysql+pymysql://root:@ROOT_root_123@localhost:3306/blog?charset=utf8')
Session = sessionmaker(bind=engine)
Base = declarative_base()
session = Session()
class Class(Base):
__tablename__ = 'class'
class_id = Column(Integer, primary_key=True)
name = Column(String(20), nullable=False)
class_teacher = relationship('ClassTeacher', backref='class')
class Teacher(Base):
__tablename__ = 'teacher'
teacher_id = Column(Integer, primary_key=True)
name = Column(String(20), nullable=False)
teacher_class = relationship('ClassTeacher', backref='teacher')
class ClassTeacher(Base):
__tablename__ = 'class_teacher' # 这就是所谓的一张视图表,没有实际存在数据，但是凭借关系型数据库的特点可以体现出一些数据关系
teacher_id = Column(Integer, ForeignKey('teacher.teacher_id'), primary_key=True)
class_id = Column(Integer, ForeignKey('class.class_id'), primary_key=True)
# 这张第三表中有两个主键，表示不能有class_id和teacher_id都相同的两项
_class = session.query(Class).filter(Class.name == '三年二班').first()
for class_teacher_rel in _class.class_teacher:
print(class_teacher_rel.teacher.name)
七、入门示例
- 新建MySQL数据库连接、创建基类以及创建会话
engine = create_engine('mysql+pymysql://root:@ROOT_root_123@localhost:3306/blog?charset=utf8')
Base = declarative_base()
Session = sessionmaker(bind=engine)
session = Session()
- 创建数据库表
class User(Base):
__tablename__ = 'users'
id = Column(Integer, primary_key=True)
username = Column(String(64), nullable=False, index=True)
password = Column(String(64), nullable=False)
email = Column(String(64), nullable=False, index=True)
articles = relationship('Article', backref='author')
userinfo = relationship('UserInfo', backref='user', uselist=False)
def __repr__(self):
return '%s(%r)' % (self.__class__.__name__, self.username)
class UserInfo(Base):
__tablename__ = 'userinfos'
id = Column(Integer, primary_key=True)
name = Column(String(64))
qq = Column(String(11))
phone = Column(String(11))
link = Column(String(64))
user_id = Column(Integer, ForeignKey('users.id'))
class Article(Base):
__tablename__ = 'articles'
id = Column(Integer, primary_key=True)
title = Column(String(255), nullable=False, index=True)
content = Column(Text)
user_id = Column(Integer, ForeignKey('users.id'))
cate_id = Column(Integer, ForeignKey('categories.id'))
tags = relationship('Tag', secondary='article_tag', backref='articles')
def __repr__(self):
return '%s(%r)' % (self.__class__.__name__, self.title)
class Category(Base):
__tablename__ = 'categories'
id = Column(Integer, primary_key=True)
name = Column(String(64), nullable=False, index=True)
articles = relationship('Article', backref='category')
def __repr__(self):
return '%s(%r)' % (self.__class__.__name__, self.name)
article_tag = Table(
'article_tag', Base.metadata,
Column('article_id', Integer, ForeignKey('articles.id')),
Column('tag_id', Integer, ForeignKey('tags.id'))
)
class Tag(Base):
__tablename__ = 'tags'
id = Column(Integer, primary_key=True)
name = Column(String(64), nullable=False, index=True)
def __repr__(self):
return '%s(%r)' % (self.__class__.__name__, self.name)
其中，article_tag 表示Article中的tags的内容，主要通过一个secondary函数实现。
4. 创建数据
Faker模块，是一个不可多得的添加测试数据方面的榜首。它可以轻松的为我们添加各种各样的测试数据。
faker = Factory.create()
Session = sessionmaker(bind=engine)
session = Session()
faker_users = [User(
username=faker.name(),
password=faker.word(),
email=faker.email(),
) for i in range(10)]
session.add_all(faker_users)
faker_categories = [Category(name=faker.word()) for i in range(5)]
session.add_all(faker_categories)
faker_tags = [Tag(name=faker.word()) for i in range(20)]
session.add_all(faker_tags)
for i in range(100):
article = Article(
title=faker.sentence(),
content=' '.join(faker.sentences(nb=random.randint(10, 20))),
author=random.choice(faker_users),
category=random.choice(faker_categories)
)
for tag in random.sample(faker_tags, random.randint(2, 5)):
article.tags.append(tag)
session.add(article)
完整代码：
# coding: utf-8
import random
from faker import Factory
from sqlalchemy import create_engine, Table
from sqlalchemy.ext.declarative import declarative_base
from sqlalchemy import ForeignKey
from sqlalchemy import Column, String, Integer, Text
from sqlalchemy.orm import sessionmaker, relationship
engine = create_engine('mysql+pymysql://root:@ROOT_root_123@localhost:3306/blog?charset=utf8')
Base = declarative_base()
class User(Base):
__tablename__ = 'users'
id = Column(Integer, primary_key=True)
username = Column(String(64), nullable=False, index=True)
password = Column(String(64), nullable=False)
email = Column(String(64), nullable=False, index=True)
articles = relationship('Article', backref='author')
userinfo = relationship('UserInfo', backref='user', uselist=False)
def __repr__(self):
return '%s(%r)' % (self.__class__.__name__, self.username)
class UserInfo(Base):
__tablename__ = 'userinfos'
id = Column(Integer, primary_key=True)
name = Column(String(64))
qq = Column(String(11))
phone = Column(String(11))
link = Column(String(64))
user_id = Column(Integer, ForeignKey('users.id'))
class Article(Base):
__tablename__ = 'articles'
id = Column(Integer, primary_key=True)
title = Column(String(255), nullable=False, index=True)
content = Column(Text)
user_id = Column(Integer, ForeignKey('users.id'))
cate_id = Column(Integer, ForeignKey('categories.id'))
tags = relationship('Tag', secondary='article_tag', backref='articles')
def __repr__(self):
return '%s(%r)' % (self.__class__.__name__, self.title)
class Category(Base):
__tablename__ = 'categories'
id = Column(Integer, primary_key=True)
name = Column(String(64), nullable=False, index=True)
articles = relationship('Article', backref='category')
def __repr__(self):
return '%s(%r)' % (self.__class__.__name__, self.name)
article_tag = Table(
'article_tag', Base.metadata,
Column('article_id', Integer, ForeignKey('articles.id')),
Column('tag_id', Integer, ForeignKey('tags.id'))
)
class Tag(Base):
__tablename__ = 'tags'
id = Column(Integer, primary_key=True)
name = Column(String(64), nullable=False, index=True)
def __repr__(self):
return '%s(%r)' % (self.__class__.__name__, self.name)
if __name__ == '__main__':
Base.metadata.create_all(engine)
faker = Factory.create()
Session = sessionmaker(bind=engine)
session = Session()
faker_users = [User(
username=faker.name(),
password=faker.word(),
email=faker.email(),
) for i in range(10)]
session.add_all(faker_users)
faker_categories = [Category(name=faker.word()) for i in range(5)]
session.add_all(faker_categories)
faker_tags = [Tag(name=faker.word()) for i in range(20)]
session.add_all(faker_tags)
for i in range(100):
article = Article(
title=faker.sentence(),
content=' '.join(faker.sentences(nb=random.randint(10, 20))),
author=random.choice(faker_users),
category=random.choice(faker_categories)
)
for tag in random.sample(faker_tags, random.randint(2, 5)):
article.tags.append(tag)
session.add(article)
session.commit()
session.close()
八、总结
SQLAlchemy减轻了我们编写原生SQL的痛苦，但是，我们页牺牲了部分性能。还有，在将来我会继续编写Faker模块的介绍，期待读者朋友们的持续关注。