sqlalchemy基础教程

一、基本配置

• 连接数据库

　　外部连接数据库时，用于表名数据库身份的一般是一个URL。在sqlalchemy中将该URL包装到一个引擎中，利用这个引擎可以扩展出很多ORM中的对象。

from sqlalchemy import create_engine
from sqlalchemy.orm import sessionmaker

engine = create_engine('mysql+mysqldb://gaogao:123456@localhost:3360/demodb')

Session = sessionmaker(bind=engine)

• 表的表示

SQLALchemy一次只让操作一个库，所以操作基本上操作对象就是表。sqlalchemy就是将表抽象成一个类.

from sqlalchemy import create_engine
from sqlalchemy.ext.declarative import declarative_base
from sqlalchemy import String,Column,Integer

engine =create_engine('mysql+mysqldb://gaogao:123456@localhost:3360/demodb')
Session = sessionmaker(bind=engine)

Base = declarative_base()

class Student(Base):
　　　　__tablename__ = 'Students'
            Sno = Column(String(10),primary_key=True)
            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（唯一），设置index可以让系统自动根据这个字段为基础建立索引

    
            def __repr__(self):
                        return "<Student>{}:{}".format(self.Sname,self.Sno)

　其中 __repr__方法不是必须的，只是写在这里来使得调试时更加容易分清楚是谁

有了这个类就相当于建立出了一张表，可以编写多个类来建立起多张表，要注意它们都要继承Base类哦！

• 启动实质性的连接

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。

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

•   关于数据库中数据的对象在session中的四种状态

  　　ORM模型很方便地将数据库中的一条条记录转变成了python中的一个个对象，有时候我们会想当然地把两者完全等同起来，但是不要忘了，两者之间还必须有session这个中间的桥梁。因为有session在中间做控制，所以必须注目对象和记录之间一个状态上的差别。一般而言，一个数据的对象可以有四种不同的和session关联的状态。从代码的流程上看：

session = Session()    #创建session对象
frank = Person(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。

new_session = Session()
print new_session.query(Person).get(1).name    #可以查询到数据
new_session.close()

　　

• 通过SQLAlchemy操作数据库

  　　首先要说的是下面的内容默认都是通过ORM来进行操作，如果直接执行SQL的话，那么可以调用session.execute("SQL").fetchone/all()，这个和MySQLdb是一个意思，返回的也都是元组（的列表）这样子的数据。

  　　操作数据库无非是增删查改，而正如上面所说的，通过SQLAlchemy的ORM方式来操作数据库的话都是基于session这个会话对象的。下面就来简单说说如何进行增删查改

  　　这里想额外提一下的是，基于SQLAlchemy和ORM的操作不能独立于表类定义的。从下面的实例中可以看到，比如session做一个查询操作，后面要跟query(类名)。一般来说，最好能保证类中属性和数据库中表结构的完全对应，这是坠吼的。如果实在不能保证，比如有个现成的表在数据库中然而我只能知道部分表的信息，所以我只能构造出一个“阉割版”的类，这样的话是什么情况呢?经试验，编码层面的校验是以类为准，比如某个类中没写某个属性，那么即便这个属性确实存在于表中也无法访问到它，会报错“AttributeError”，而访问那些类和表中都存在的属性是可行的。这是针对类比表少了东西的情况，如果类比表多了一些属性，那么直接报错，不会给ORM机会访问库里的数据。从要构造类来模拟表结构这个角度看，ORM似乎还不如MySQLdb。。不过不要忘了，ORM的优势就是在于把数据转化为语言中的对象。所以构造一个类来模拟表结构的工作也无可厚非。。

  　　●  新增

  　　向一个表插入数据的话相当于是需要插入若干个这个表类的实例。所以可以初始化一些表类的实例后把它们作为数据源，通过session.add或者add_all方法来插入新数据。

  ###之前代码中出现的变量这里不再声明了###
  student = Student(Sno='10001',Sname='Frnak',Ssex='M',Sage=22,Sdept='SFS')
  
  session.add(student)
  session.commit()    #不要忘了commit
  session.close()
  
  #可以通过一些手段实例化一批student出来放到一个列表students中，然后调用add_all
  session.add_all(students)
  session.commit()
  session.close()

  　　●  查询

  session.query(Student).filter(Student.Sname == 'Frank').first()

  　　这是一条比较经典的ORM查询语句，需要注意的地方很多。首先用了query方法来查询，方法参数指明了查询哪张表，这个参数应该是某个类，而跟类中的__tablename__的值是没多大关系的。然后调用了filter方法，filter方法的参数有些特别，是一个判断表达式（注意是两个等号！），它表示查询的条件。注意左边的字段名一定要加上类名.字段名，如果只写字段名SQLAlchemy将无法识别这个字段。最后是first()方法来表明返回第一个查询到的结果，也可以调用all()来返回所有结果的列表。如果没有这个first或者all的话那么返回的东西如果打印出来是一个SQL语句，对应着这个ORM查询。当查询结果不符合预期时可以打印出这个SQL来看一看问题在哪里。语句最终返回的一行数据的对象（或者它们组成的列表，first和all的区别），每个这种对象都可以通过object.attribute的方式来访问每个字段的值。

  　　在filter这个位置，还可以添加多种多样的过滤器来实现灵活的查询，比如

  　　filter(Student.Sname != 'Frank')

  　　filter(Student.id >= 10)

  　　除了filter方法外还可以用filter_by方法，filter_by和filter的区别在于filter_by里面写得是kwargs形式的参数，且参数不用带表名。比如上面的filter(Student.Sname=='Frank')可以改写成filter_by(Sname="Frank")。个人感觉filter_by更加符合常规思维一点。不过它只能用于等值查询，要不等值，大于，小于查询的时候还是得用filter。

  　　另外还有like方法进行模糊查询。用法是filter(Student.Sname.like("F%"))，这个是查找所有F开头名字的学生的记录。

  　　还有in_方法来进行“包括”过滤，用法filter(Student.Sname.in_(['Frank','Takanashi']))。如果在filter方法所有参数最前面加上一个~，就是“非包括”过滤，比如刚才那个加上的话就是查询所有不叫Frank和Takanashi的学生了。

  　　有is_方法，主要用来进行判空操作。filter(Student.Sdept.is_(None))就选择出了所有未填写院系信息的学生的记录，如果是filter(Student.Sdept.isnot(None))就是选择非空记录。其实is_和isnot可以通过filter中的==和!=来实现，两种方法效果是一样的。

  　　~在filter参数中表示非逻辑，上面讲过了

  　　还有and_和or_两个方法来表示并或逻辑，两者不是filter返回对象自带的方法，需要额外从sqlalchemy导入：

  from sqlalchemy import and_,or_
  print session.query(Student).filter(and_(Student.Sdept == 'SFS' , Student.Sage < 22)).all()
  #上句选出了所有外院但是年龄小于22的学生记录，经测试也可以写3个及以上的条件参数
  #or_方法也是类似的，不再多说

  　　上面说的所有代替filter的方法顶多是代替了filter，后面还是要加上first或者all来获取具体结果。还有一个不需要额外加first和all的方法，就是在query的返回后面直接加get("主键的值")来获取特定主键的那一行数据的对象。

  　　以上所有查询中query中只有一个参数（而且基本上都是表名），这其实相当于是SELECT 表名.* FROM 表名 [WHERE xxx]。其实在query方法参数中可以写子级字段，也可以写多个参数。比如:

  session.query(Student.id,Student.name).filter(Student.name.like("F%")).all()    #查询了所有名字F开头的学生的学号和姓名

   　　有意思的是，如果query参数写的只是一个表名，那么返回的列表是对象的列表。而如果我写出来若干个字段名的话，返回的列表其中每一项都是一个tuple，一个tuple里面就是一行内指定字段的值了。

  　　●  删除

  　　删除相对简单一些：

  target = session.query(Student).get("10001")
  session.delete(target)
  session.commit()

  　　●  修改

  　　修改的话直接在对象身上修改，修改可以反映到数据库中去

  target = session.query(Student).filter(Student.Sname == "Kim").first()
  target.Sname = "Kimmy"
  session.commit()
  session.close()
  
  ##之后在到数据库后台，或者这里查询看到的就是Kimmy了
  print session.query(Student).filter_by(Sname="Kimmy").first()    #有结果

  ■　　表之间的关系

  　　作为关系型数据库，关系可以说是最重要的一种逻辑结构了。上述所有涉及到表的设计中，都没有涉及到表之间的关系的确认。下面简单讲一下表之间的关系如何表现出来。

  　　从编码层面上来讲，要进行两个表的关联主要做两件事，1.明确外键。2.用relationship函数关联两者。只声明了外键是什么没有relationship函数返回的属性做桥梁的话，关系在操作上的便利性体现不出来；如果只声明了关系而不明确外键的话，SQLAlchemy会不知道两者通过何种字段关联，从而报错。

  　　下面来考虑这样一个场景：有一张User表，上面有id和name两个字段，一个id当然只有一个名字。另一张表Address记录了邮箱地址，有id,addr和user_id三个字段，因为一个user可能有多个邮箱地址，所以没有直接用user_id作为主键，而另起了一个主键。现在我想通过一个名字，查询到所有这个人的邮箱地址可以怎么做？一般而言，我可能会先查询User表中的id，然后去Address表的user_id字段中找相同的id。这样操作比较繁琐。如果可以为两张表添加一个关系，联系两张表在一起，这样从编码的角度来说就可以一句话就解决问题，比如：

  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+mysqldb://weiyz:123@localhost:3306/test")
  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')
  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。
  
      user = relationship('User')

  　　经过上面的对表的定义，数据库中的users和address两张表就通过外键有了联系，为了利用好这种联系，我们就可以灵活运用User类中的addresses属性和Address类中的user属性了。这里说的运用，既可以指在类内直接调用，比如在Address中可以加入一个__repr__(self)方法，返回的信息中当然最好有地址所属人的名字，在没有联系时很难做到这一点，但是有了联系之后，现在只需要self.user.name就可以了。

  　　再比如说，回到这节最前面说到的那个场景。想通过一个名字直接搜到他的所有邮箱地址，那么就可以直接调用属性：

  　　session.query(User).filter_by(name="xxx").first().addresses

  　　神奇的一点是，SQLAlchemy会根据关系的对应情况自动给关系相关属性的类型。比如这里的User下面的addresses自动是一个list类型，而Address下面的user由于设定了外键的缘故，一个地址最多只能应对一个用户，所以自动识别成一个非列表类型。

•   用backref做一点小改进

　　上面的例子中，我们分别为User和Address两个类分别添加了连到对方的关系。这么写好像略显繁琐一点，用from sqlalchemy.orm import backref的这个backref可以更加方便地一次性写清双向的关系。这就是直接把backref='user'作为参数添加在addresses = relationship('Adress',backref='user')中，然后把user=relationship(xxx)直接删掉。或者反过来把backref添加在user中再把addresses删掉。

• 关于relationship方法的一些参数

　　relationship方法除了传递一个类名和可以加上backref之外，还有一些其他的参数。比如还有uselist=True/False这样一个参数。让uselist成为False之后，所有原先因为有多条结果而成为list类型的关系属性，比如上面例子中的User类下的addresses这个属性，会变成一个单个的变量。同时对于确实是有多个结果的情况系统会给出一个警告。总之，让uselist=False之后可以让这个关系每次通过关系来调用数据的时候都是fetchone而不是fetchall。

　　relationship还有另外一个参数，就是lazy。这个参数更加复杂一些。一般而言，就像上面的例子一样，我们通过关系属性来通过一个表的查询对象查询另一个表中的数据，形式上来说是直接.addresses就得到结果了。这是lazy="select"（默认是select）的结果。有时候，直接这么获得的数据比较多比较大，比如一个人有成千上万个邮箱地址的话，或许我不想这么直白地列出所有数据，而是对这些数据做一个二次加工。这时候就要用到lazy="dynamic"模式。在这个模式下，.addresses得到的仍然是一个query对象，所以我们可以进一步调用filter之类的方法来缩小范围。为了提高lazy的使用正确性，SQLAlchemy还规定了，不能再多对一，一对一以及uselist=False的这些模式的关系中使用。

• 关于多对多关系

  　　上面这个例子一个用户对应多个地址，而一个地址只对应一个用户，所以说是一个一对多关系。在现实问题中还有很多多对多关系，比如老师和班级，一个老师可能在很多班级任教，而一个班级显然也有很多不同科目的老师。这种就是多对多关系。

  　　在利用ORM进行多对多关系的抽象时通常需要一个第三表来承载这种关系，且在老师和班级表中都不能设置外键，一旦设置外键就表明这个每一行这个字段的值只能对应一个值了，又变回一对多关系。总之多对多关系可以像下例中一样构造：

class Class(Base):
    __tablename__ = 'class'
    class_id = Column(Integer,primary_key=True)
    name = Column(String(20),nullable=False)
    #这里不加teacher = Column(Integer,ForeignKey('teacher.teacher_id'))之类的字段，因为这样又会变回一对多关系
    #为了篇幅其他字段就不加了，意思意思
    class_teacher = relationship('ClassTeacher',backref='class')

class Teacher(Base):
    __tablename__ = 'teacher'
    teacher_id = Column(Integer,primary_key=True)
    name = Column(String(20),nullable=False)
    #同样，这里也不用加class = xxx
    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(Interger,ForeignKey('teacher.teacher_id'),primary_key=True)
    class_id = Column(Interger,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

###可以看到，通过第三表做桥梁，把多对多关系架构了起来。实际运用可以参考下面###

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

    """这里比较绕了，首先class是查询得到的Class表中的一条记录的对象，调用class_teacher属性，通过在Class中设置的关系链接到ClassTeacher表中，得到一个列表
，每项都是这个class相关的teacher的关系（不是teacher对象本身而是ClassTeacher对象，可以理解成是一种关系的对象）。
然后根据在Teacher中定义的backref，通过ClassTeacher反向调用teacher就可以获得Teacher对象了。接下来再调用name属性就没什么可说的了。"""

　　

看图更清楚。。

例子通俗的解释：