Django基础(22): 数据库的设计之自定义表名，建立索引和使用多数据库主从配置

在我们前篇教程Django基础(12): QuerySet特性及高级使用技巧里我们已经介绍了如何减少数据库的访问，节省内存从而提升网站性能。今天小编我将更近一步，分享下Django中如何设计和优化数据库, 从而实现你想要的功能或提升网站的性能。

 

 

通过db_table和db_column自定义数据表名和字段名

假如你的数据库里已经有了一张数据表，且该表包含多个字段，你希望通过Django直接访问该数据表的各个字段而不是重新建立新表，你这时可以通过db_table指定数据表名，还可以通过db_column指定希望访问的字段名。

 

在我们创建一个模型时，Django的ORM会根据应用名(app name), 模型名(model name)和字段名(field name)自动在数据库中创建数据表。比如我们有一个Blog的应用，里面有Article模型, 其中Article模型有title这个字段，那么Django默认会创建一个名为blog_article的数据表，其中有title这个字段。假如我们希望把表名改为article，标题改为article_title，以便与已经存在的数据表或字段建立映射关系，我们可以按如下代码操作。

class Article(models.Model):
    """文章模型"""
   
    # 通过db_column自定义数据表中字段名
   title = models.CharField('标题', max_length=200, db_column='article_title')
    slug = models.SlugField('slug', max_length=60, blank=True)
    
    def __str__(self):
        return self.title
        
    class Meta:
        db_table = 'article' # 通过db_table自定义数据表名

 

通过db_index和Meta index选项给数据表字段建立索引

使用索引可快速访问数据库表中的特定信息。数据库索引好比是一本书前面的目录，没有索引目录的话，你访问书中某个页面需要从第1页遍历到最后一页，如果有目录，你可以快速地根据目录查找到所需要的页面。Django项目中如果你需要频繁地对数据表中的某些字段(如title)使用filter(), exclude()和order_by()方法进行查询，我们强烈建议你对这些字段建议索引(index), 提升查询效率。

 

要对模型中的某个字段建立数据库索引，你可以使用db_index选项，也可以使用Meta选项建立索引。使用Meta选项的好处是你可以一次性对多个字段建立索引，还可以对多个字段建立组合索引。

 

方法一: 使用db_index选项

class Article(models.Model):
    """文章模型"""

    # 使用db_index=True对title建立索引
    title = models.CharField('标题', max_length=200, db_index=True)

 

方法二: 使用Meta选项

class Article(models.Model):
    """文章模型"""
   title = models.CharField('标题', max_length=200,)

    class Meta:
        indexes = [
            models.Index(fields=['title']),
        ]

 

Django主从数据库配置

 

当你刚刚开始建立一个网站时，可能每天只有数十到上百人访问。这时你只有一个数据库，所有APP的数据表也都放一起的，一台普通的服务器能够应付, 也便于维护。但是当访问量上来后，你会发现一台服务器和一个数据库会根本应付不了这个压力。这时你可能希望实现数据库的主从配置，读写分离，把各个数据库放在不同的服务器上，有的专门负责写入，有的专门负责读取，这时你就要学会使用Django同时连接多个数据库，并自定义读写操作。

 

第一步 修改项目的 settings 配置 

在 settings.py 中配置需要连接的多个数据库名称和登录信息。在下例中我们自定义了3个数据库，1个主数据库(primary), 2个从数据库(replica)。

 

#project/settings.py

DATABASES = {
    'default': {},
    'primary': {
        'NAME': 'primary',
        'ENGINE': 'django.db.backends.mysql',
        'HOST': 'xxxx',
        'PORT': 'xxxx',
        'USER': 'mysql_user',
        'PASSWORD': 'spam',
    },
    'replica1': {
        'NAME': 'replica1',
        'ENGINE': 'django.db.backends.mysql',
        'HOST': 'xxxx',
        'PORT': 'xxxx',
        'USER': 'mysql_user',
        'PASSWORD': 'eggs',
    },
    'replica2': {
        'NAME': 'replica2',
        'ENGINE': 'django.db.backends.mysql',
        'HOST': 'xxxx',
        'PORT': 'xxxx',
        'USER': 'mysql_user',
        'PASSWORD': 'bacon',
    },
}

我们还需要在 settings.py 添加我们手动编写的数据库路由Router。路由的作用是为数据库的读写制定规则。

DATABASE_ROUTERS = ['Project.database_router.PrimaryReplicaRouter']

注意: 主从数据库的同步是通过MySQL配置实现的，而不是Django实现的。Django只负责多个数据库的访问，不负责各个数据库的同步工作。如果你定义了多个路由，请一定注意路由的执行顺序。

 

第二步 自定义数据库路由Router

 

在Django项目的根目录下创建 database_router.py 文件, 添加如下代码，自定义数据库路由。该路由规定了读取数据时将随机从replica1和replica2数据库中读取，而写入数据总是写入主数据库primary。该路由还允许三个数据库中的字段建立联系。

class PrimaryReplicaRouter(object):
    def db_for_read(self, model, **hints):
        """
        Reads go to a randomly-chosen replica.
        """
        return random.choice(['replica1', 'replica2'])

    def db_for_write(self, model, **hints):
        """
        Writes always go to primary.
        """
        return 'primary'

    def allow_relation(self, obj1, obj2, **hints):
        """
        Relations between objects are allowed if both objects are
        in the primary/replica pool.
        """
        db_list = ('primary', 'replica1', 'replica2')
        if obj1._state.db in db_list and obj2._state.db in db_list:
            return True
        return None

    def allow_migrate(self, db, app_label, model_name=None, **hints):
        """
        All models end up in this pool.
        """
        return True

一个数据库路由是一个类，这个类最多有四个方法：

 

db_for_read(model, **hints)

建议 model 对象进行读操作时使用的数据库。如果一个数据库操作可以提供对选择数据库有用的附加信息，那么可以通过 hints 字典提供。如果没有建议则返回 None 。

 

db_for_write(model, **hints)

建议 model 对象进行写操作时使用的数据库。如果一个数据库操作可以提供对选择数据库有用的附加信息，那么可以通过 hints 字典提供。如果没有建议则返回 None 。

 

allow_relation(obj1, obj2, **hints)

当 obj1 和 obj2 之间允许有关系时返回 True ，不允许时返回 False ，或者没有意见时返回 None 。这是一个纯粹的验证操作，用于外键和多对多操作中，两个对象的关系是否被允许。

 

allow_migrate(db, app_label, model_name)

决定 model 是否可以和 db 为别名的数据库同步。如果可以返回True ， 如果不可以返回 False ，或者没有意见时返回 None 。

 

Django项目按APP分库

 

在大型web项目中，我们常常会创建多个app来处理不同的业务，如果希望实现app之间的数据库分离，比如app01走数据库db1，app02走数据库db2，而不是实现读写分离。我们可以定义如下所示的数据库路由, 然后将其加入settings.py 。

class AppDBRouter:
    def db_for_read(self, model, **hints):
        if model._meta.app_label == 'app01':
            return 'db1'
        if model._meta.app_label == 'app02':
            return 'db2'

    def db_for_write(self, model, **hints):
       if model._meta.app_label == 'app01':
            return 'db1'
       if model._meta.app_label == 'app02':
            return 'db2'

 

由于manage.py一次只能创建一个数据库，我们可以使用--database选项来依次创建我们需要的数据库。例如:

 

将app01下models中的表创建到db01的数据库”db1”中

python manage.py  migrate  --database=db1                                

将app02下models中的表创建到db02的数据库”db2”中

python manage.py  migrate  --database=db2

 

在使用多数据库时，我们可以使用using方法来手动选择需要读写的数据库，如下所示:

Aricle.objects.using('db1').all()
article_object.save(using='db2')

 

Django中使用多数据库注意事项:

django 目前不为跨多个数据库的外键关系(ForeinKey)或多对多关系提供任何支持。模型定义的任何外键和多对多关系字段都必须存在一个数据库内。

 

小结

本文总结了在Django项目中如何通过优化数据库的设计来提升网站性能, 包括建立数据库索引和使用多数据库，希望对你有所帮助哦。下面起我们将开始介绍Django的权限控制，欢迎关注。

 

大江狗

2018.11.19