SQLAlchemy

一、CRM介绍

　　数据库表是一个二维表，包含多行多列。把一个表的内容用Python的数据结构表示出来的话，可以用一个list表示多行，list的每一个元素是tuple，表示一行记录，比如，包含id和name的user表：

[
    ('1', 'Michael'),
    ('2', 'Bob'),
    ('3', 'Adam')
]

　　Python的DB-API返回的数据结构就是像上面这样表示的。

　　但是用tuple表示一行很难看出表的结构。如果把一个tuple用class实例来表示，就可以更容易地看出表的结构来：

class User(object):
    def __init__(self, id, name):
        self.id = id
        self.name = name

[
    User('1', 'Michael'),
    User('2', 'Bob'),
    User('3', 'Adam')
]

　　这就是传说中的ORM技术：Object-Relational Mapping，把关系数据库的表结构映射到对象上。　

　　在Python中，最有名的ORM框架是SQLAlchemy。

二、SqlAlchemy基本操作

　　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。

　　　　

　　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：　　

MySQL-Python
    mysql+mysqldb://<user>:<password>@<host>[:<port>]/<dbname>
  
pymysql
    mysql+pymysql://<username>:<password>@<host>/<dbname>[?<options>]
  
MySQL-Connector
    mysql+mysqlconnector://<user>:<password>@<host>[:<port>]/<dbname>
  
cx_Oracle
    oracle+cx_oracle://user:pass@host:port/dbname[?key=value&key=value...]
  
更多详见：http://docs.sqlalchemy.org/en/latest/dialects/index.html

　　

　　安装SQLAlchemy、mysql-connector

　　pip  install SQLAlchemy

　　pip  install --egg mysql-connector

　　1、使用 Engine/ConnectionPooling/Dialect 进行数据库操作，Engine使用ConnectionPooling连接数据库，然后再通过Dialect执行SQL语句。　　　　

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
  
from sqlalchemy import create_engine
  
# 初始化数据库连接  
engine = create_engine("mysql+mysqlconnector://root:123,.abc@127.0.0.1:3306/s12day9", max_overflow=5)
  
engine.execute(
    "INSERT INTO test (id, name) VALUES ('2', 'Rambo')"
)
  
#engine.execute(
#     "INSERT INTO test (a, b) VALUES (%s, %s)",
#    ((555, "v1"),(666, "v1"),)
#)
#engine.execute(
#    "INSERT INTO test (a, b) VALUES (%(id)s, %(name)s)",
#    id=999, name="v1"
#)
  
result = engine.execute('select * from test')
result.fetchall()

　　

　　2、使用 Schema Type/SQL Expression Language/Engine/ConnectionPooling/Dialect 进行数据库操作。Engine使用Schema Type创建一个特定的结构对象，之后通过SQL Expression Language将该对象转换成SQL语句，然后通过 ConnectionPooling 连接数据库，再然后通过 Dialect 执行SQL，并获取结果。　　

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-

from sqlalchemy import create_engine, Table, Column, Integer, String, MetaData, ForeignKey

metadata = MetaData()

user = Table('users', metadata,
    Column('id', Integer, primary_key=True),
    Column('name', String(20)),
)

color = Table('color', metadata,
    Column('id', Integer, primary_key=True),
    Column('name', String(20)),
)
engine = create_engine("mysql+mysqlconnector://root:123,.abc@localhost:3306/s12day9", max_overflow=5)

metadata.create_all(engine)

　　增删改查

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-

from sqlalchemy import create_engine, Table, Column, Integer, String, MetaData, ForeignKey, select

metadata = MetaData()

user = Table('users', metadata,
    Column('id', Integer, primary_key=True),
    Column('name', String(20)),
)

color = Table('color', metadata,
    Column('id', Integer, primary_key=True),
    Column('name', String(20)),
)
engine = create_engine("mysql+mysqlconnector://root:123,.abc@127.0.0.1:3306/s12day9", max_overflow=5)

conn = engine.connect()

# 创建SQL语句，INSERT INTO "user" (id, name) VALUES (:id, :name)
#conn.execute(user.insert(),{'id':1,'name':'flash'})
#conn.close()

# 插入数据的另一种方法
#sql = user.insert().values(id=2, name='Rambo')
#conn.execute(sql)
#conn.close()

# 删除id大于1的记录 
#sql = user.delete().where(user.c.id > 1)
#conn.execute(sql)
#conn.close()

sql = user.update().values(fullname=user.c.name)
sql = user.update().where(user.c.name == 'jack').values(name='ed')

sql = select([user, ])
sql = select([user.c.id, ])
sql = select([user.c.name, color.c.name]).where(user.c.id==color.c.id)
sql = select([user.c.name]).order_by(user.c.name)
sql = select([user]).group_by(user.c.name)

result = conn.execute(sql)
print(result.fetchall())
conn.close()

　

 　　完整的例子：

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-

# 导入
from sqlalchemy import create_engine
from sqlalchemy.ext.declarative import declarative_base
from sqlalchemy import Column, Integer, String
from  sqlalchemy.orm import sessionmaker

# 创建对象的基类
Base = declarative_base() 

# 初始化数据库连接， echo为False表示不显示消息，为True则显示。
engine = create_engine("mysql+mysqlconnector://root:123,.abc@localhost:3306/s12day9",ec
ho=False)


class Host(Base):
　　# 表的名字
    __tablename__ = 'hosts'
　　# 表的结构
    id = Column(Integer,primary_key=True,autoincrement=True)
    hostname = Column(String(64),unique=True,nullable=False)
    ip_addr = Column(String(128),unique=True,nullable=False)
    port = Column(Integer,default=22)

# 生成一个SqlORM 基类

Base.metadata.create_all(engine)

　　以上代码完成SQLAlchemy的初始化和具体每个表的class定义。如果有多个表，就继续定义其他class，例如app：

class app(Base):
    __tablename__ = 'school'
    id = ...
    name = ...

　　创建数据库会话，往数据库添加记录：　

if __name__ == '__main__':
    # 创建与数据库的会话session class ,注意,这里返回给session的是个class,不是实例
    SessionCls = sessionmaker(bind=engine) 
    session = SessionCls()
    #h1 = Host(hostname='localhost',ip_addr='127.0.0.1')
    h2 = Host(hostname='ubuntu',ip_addr='192.168.2.243',port=20000)
    h3 = Host(hostname='ubuntu2',ip_addr='192.168.2.244',port=20000)
    session.add(h3)             #将h3添加到session
    #session.add_all( [h1,h2])  #批量添加 
    h2.hostname = 'ubuntu_test' #只要没提交,此时修改也没问题

    #session.rollback()
    
　　# 创建Query查询，filter是where条件，最后调用all()返回所有行，调用one()则返回唯一行
   # res=session.query(Host).filter(Host.hostname.in_(['ubuntu2','localhost'])).all() 
   # print(res)

   ### 先查询后修改
　　 #res = session.query(Host).filter(Host.hostname=="localhost").first()
    #res.hostname = "test server"

   ### 先查询后删除

         #res = session.query(Host).filter(Host.hostname=="test server").first()
         #session.delete(res)

    session.commit() #提交　　

更多内容详见：

    http://www.jianshu.com/p/e6bba189fcbd

    http://docs.sqlalchemy.org/en/latest/core/expression_api.html　　

　　3、使用 ORM/Schema Type/SQL Expression Language/Engine/ConnectionPooling/Dialect 所有组件对数据进行操作。根据类创建对象，对象转换成SQL，执行SQL。　

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
 
from sqlalchemy.ext.declarative import declarative_base
from sqlalchemy import Column, Integer, String
from sqlalchemy.orm import sessionmaker
from sqlalchemy import create_engine
 
engine = create_engine("mysql+mysqlconnector://root:123,.abc@127.0.0.1:3306/s12day9", max_overflow=5)
 
Base = declarative_base()
 
 
class User(Base):
    __tablename__ = 'users'
    id = Column(Integer, primary_key=True)
    name = Column(String(50))
 
# 寻找Base的所有子类，按照子类的结构在数据库中生成对应的数据表信息
# Base.metadata.create_all(engine)
 
Session = sessionmaker(bind=engine)
session = Session()
 
 
# ########## 增 ##########
# u = User(id=2, name='sb')
# session.add(u)
# session.add_all([
#     User(id=3, name='sb'),
#     User(id=4, name='sb')
# ])
# session.commit()
 
# ########## 删除 ##########
# session.query(User).filter(User.id > 2).delete()
# session.commit()
 
# ########## 修改 ##########
# session.query(User).filter(User.id > 2).update({'cluster_id' : 0})
# session.commit()
# ########## 查 ##########
# ret = session.query(User).filter_by(name='sb').first()
 
# ret = session.query(User).filter_by(name='sb').all()
# print ret
 
# ret = session.query(User).filter(User.name.in_(['sb','bb'])).all()
# print ret
 
# ret = session.query(User.name.label('name_label')).all()
# print ret,type(ret)
 
# ret = session.query(User).order_by(User.id).all()
# print ret
 
# ret = session.query(User).order_by(User.id)[1:3]
# print ret
# session.commit()

　　

三、外键关联

　　由上面的例子可以看出，ORM就是把数据库表的行与相应的对象建立关联，互相转换。

　　由于关系数据库的多个表还可以用外键实现一对多、多对多等关联，相应地，ORM框架也可以提供两个对象之间的一对多、多对多等功能。

　　

　　例如，如果一个Group拥有多个Host，就可以定义一对多（一个组可以对应多个主机，但一个主机只能对应一个组）关系如下：

class Host(Base):
    __tablename__ = 'hosts'
    id = Column(Integer,primary_key=True,autoincrement=True)
    hostname = Column(String(64),unique=True,nullable=False)
    ip_addr = Column(String(128),unique=True,nullable=False)
    port = Column(Integer,default=22)
    group_id = Column(Integer,ForeignKey('group.id'))　　　　

class Group(Base):
    __tablename__ = 'group'
    id = Column(Integer,primary_key=True)
    name = Column(String(64),unique=True,nullable=False)
    # host_id = Column(Integer,ForeignKey('host.id'))        # 如果host_id写在Group里，就相当于一对一了，一个组对应一台主机，所以一定要写在host里面

　　

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-

from sqlalchemy import create_engine
from sqlalchemy import Table, Column, Integer, String, ForeignKey
from sqlalchemy.orm import relationship
from sqlalchemy.ext.declarative import declarative_base
from  sqlalchemy.orm import sessionmaker

Base = declarative_base()

engine = create_engine("mysql+mysqlconnector://root:123,.abc@localhost:3306/s12day9",echo=True)


class Host(Base):
    __tablename__ = 'hosts'
    id = Column(Integer,primary_key=True,autoincrement=True)
    hostname = Column(String(64),unique=True,nullable=False)
    ip_addr = Column(String(128),unique=True,nullable=False)
    port = Column(Integer,default=22)
    group_id = Column(Integer,ForeignKey('group.id'))

class Group(Base):
    __tablename__ = 'group'
    id = Column(Integer,primary_key=True)
    name = Column(String(64),unique=True,nullable=False)
    # host_id = Column(Integer,ForeignKey('host.id'))

Base.metadata.create_all(engine) #创建所有表结构

if __name__ ==  '__main__':
    SessionCls = sessionmaker(bind=engine)
    session = SessionCls()
    session.commit()

2016-06-28 23:27:58,944 INFO sqlalchemy.engine.base.Engine SHOW VARIABLES LIKE 'sql_mode'
2016-06-28 23:27:58,944 INFO sqlalchemy.engine.base.Engine {}
2016-06-28 23:27:58,951 INFO sqlalchemy.engine.base.Engine SELECT DATABASE()
2016-06-28 23:27:58,951 INFO sqlalchemy.engine.base.Engine {}
2016-06-28 23:27:58,957 INFO sqlalchemy.engine.base.Engine SELECT CAST('test plain returns' AS CHAR(60)) AS anon_1
2016-06-28 23:27:58,957 INFO sqlalchemy.engine.base.Engine {}
2016-06-28 23:27:58,961 INFO sqlalchemy.engine.base.Engine SELECT CAST('test unicode returns' AS CHAR(60)) AS anon_1
2016-06-28 23:27:58,962 INFO sqlalchemy.engine.base.Engine {}
2016-06-28 23:27:58,964 INFO sqlalchemy.engine.base.Engine DESCRIBE `hosts`
2016-06-28 23:27:58,964 INFO sqlalchemy.engine.base.Engine {}
2016-06-28 23:27:58,965 INFO sqlalchemy.engine.base.Engine ROLLBACK
2016-06-28 23:27:58,967 INFO sqlalchemy.engine.base.Engine DESCRIBE `group`
2016-06-28 23:27:58,967 INFO sqlalchemy.engine.base.Engine {}
2016-06-28 23:27:58,969 INFO sqlalchemy.engine.base.Engine ROLLBACK
2016-06-28 23:27:58,972 INFO sqlalchemy.engine.base.Engine 
CREATE TABLE `group` (
	id INTEGER NOT NULL AUTO_INCREMENT, 
	name VARCHAR(64) NOT NULL, 
	PRIMARY KEY (id), 
	UNIQUE (name)
)


2016-06-28 23:27:58,972 INFO sqlalchemy.engine.base.Engine {}
2016-06-28 23:27:59,018 INFO sqlalchemy.engine.base.Engine COMMIT
2016-06-28 23:27:59,019 INFO sqlalchemy.engine.base.Engine 
CREATE TABLE hosts (
	id INTEGER NOT NULL AUTO_INCREMENT, 
	hostname VARCHAR(64) NOT NULL, 
	ip_addr VARCHAR(128) NOT NULL, 
	port INTEGER, 
	group_id INTEGER, 
	PRIMARY KEY (id), 
	UNIQUE (hostname), 
	UNIQUE (ip_addr), 
	FOREIGN KEY(group_id) REFERENCES `group` (id)
)


2016-06-28 23:27:59,019 INFO sqlalchemy.engine.base.Engine {}
2016-06-28 23:27:59,064 INFO sqlalchemy.engine.base.Engine COMMIT

　　注：SQLAlchemy无法修改表结构（如果需要可以使用SQLAlchemy开发者开源的另外一个软件Alembic来完成），所以这里先删除hosts表（测试环境）再重新创建。

更多功能参见文档，猛击这里下载PDF

总结： 

　　ORM框架的作用就是把数据库表的一行记录与一个对象互相做自动转换。

　　正确使用ORM的前提是了解关系数据库的原理。