Python自动化运维之18、Python操作 MySQL、pymysql、SQLAchemy

一、MySQL

1、概述

什么是数据库 ？
　答：数据的仓库，和Excel表中的行和列是差不多的，只是有各种约束和不同数据类型的表格

什么是 MySQL、Oracle、SQLite、Access、MS SQL Server等 ？
　答：他们均是一个软件，都有两个主要的功能：

• a. 将数据保存到文件或内存
• b. 接收特定的命令，然后对文件进行相应的操作
  
  PS：如果有了以上软件，无须自己再去创建文件和文件夹，而是直接传递 命令 给上述软件，让其来进行文件操作，他们统称为数据库管理系统（DBMS，Database Management System）

什么是SQL ？
　答：上述提到MySQL等软件可以接受命令，并做出相应的操作，由于命令中可以包含删除文件、获取文件内容等众多操作，对于编写的命令就是是SQL语句。SQL语句是结构化语言（Structured Query Language）的缩写，SQL是一种专门用来与数据库通信的语言。

2、下载安装

MySQL是一个关系型数据库管理系统，由瑞典MySQL AB 公司开发，目前属于 Oracle 旗下公司。MySQL 最流行的关系型数据库管理系统，在 WEB 应用方面MySQL是最好的 RDBMS (Relational Database Management System，关系数据库管理系统) 应用软件之一。

想要使用MySQL来存储并操作数据，则需要做几件事情：
　　a. 安装MySQL服务端
　　b. 安装MySQL客户端
　　b. 【客户端】连接【服务端】
　　c. 【客户端】发送命令给【服务端MySQL】服务的接受命令并执行相应操作(增删改查等)

下载
        http://dev.mysql.com/downloads/mysql/
安装
        windows:
            点点点
        Linux:
            yum install mysql-server
        Mac:
            点点点

3、数据库操作

(1)、显示数据

SHOW DATABASES;

默认数据库：
　　mysql - 用户权限相关数据
　　test - 用于用户测试数据
　　information_schema - MySQL本身架构相关数据

(2)、使用数据库

USE db_name;

(3)、显示所有表

SHOW TABLES;

(4)、用户授权

用户管理：

创建用户
    create user '用户名'@'IP地址' identified by '密码';
删除用户
    drop user '用户名'@'IP地址';
修改用户
    rename user '用户名'@'IP地址'; to '新用户名'@'IP地址';;
修改密码
    set password for '用户名'@'IP地址' = Password('新密码')
 
PS：用户权限相关数据保存在mysql数据库的user表中，所以也可以直接对其进行操作（不建议）

授权管理：

show grants for '用户'@'IP地址'                                     -- 查看权限
grant  权限 on 数据库.表 to   '用户'@'IP地址' identified by '密码'     -- 授权并创建密码
revoke 权限 on 数据库.表 from '用户'@'IP地址'                         -- 取消权限

-->有哪些权限：

all privileges  除grant外的所有权限
select          仅查权限
select,insert   查和插入权限
...
usage                   无访问权限
alter                   使用alter table
alter routine           使用alter procedure和drop procedure
create                  使用create table
create routine          使用create procedure
create temporary tables 使用create temporary tables
create user             使用create user、drop user、rename user和revoke  all privileges
create view             使用create view
delete                  使用delete
drop                    使用drop table
execute                 使用call和存储过程
file                    使用select into outfile 和 load data infile
grant option            使用grant 和 revoke
index                   使用index
insert                  使用insert
lock tables             使用lock table
process                 使用show full processlist
select                  使用select
show databases          使用show databases
show view               使用show view
update                  使用update
reload                  使用flush
shutdown                使用mysqladmin shutdown(关闭MySQL)
super                   使用change master、kill、logs、purge、master和set global。还允许mysqladmin调试登陆
replication client      服务器位置的访问
replication slave       由复制从属使用

-->数据库范围：

对于目标数据库以及内部其他：
    数据库名.*           数据库中的所有
    数据库名.表          指定数据库中的某张表
    数据库名.存储过程     指定数据库中的存储过程
    *.*                所有数据库

-->用户范围：

用户名@IP地址         用户只能在改IP下才能访问
用户名@192.168.1.%   用户只能在改IP段下才能访问(通配符%表示任意)
用户名@%             用户可以再任意IP下访问(默认IP地址为%)

4、表操作

(1)、创建表

create table 表名(
    列名  类型  是否可以为空，
    列名  类型  是否可以为空
)

约束(1)是否可空null

是否可空，null表示空，非字符串
    not null    - 不可空
    null        - 可空

约束(2)默认值default

默认值，创建列时可以指定默认值，当插入数据时如果未主动设置，则自动添加默认值
    create table tb1(
        nid int not null defalut 2,
        num int not null
    )

约束(3)自增auto_increment

自增，如果为某列设置自增列，插入数据时无需设置此列，默认将自增（表中只能有一个自增列）
    create table tb1(
        nid int not null auto_increment primary key,
        num int null
    )
    或
    create table tb1(
        nid int not null auto_increment,
        num int null,
        index(nid)
    )
    注意：1、对于自增列，必须是索引（含主键）。
         2、对于自增可以设置步长和起始值
             show session variables like 'auto_inc%';
             set session auto_increment_increment=2;
             set session auto_increment_offset=10;

             shwo global  variables like 'auto_inc%';
             set global auto_increment_increment=2;
             set global auto_increment_offset=10;

约束(4)主键primary key

主键，一种特殊的唯一索引，不允许有空值，如果主键使用单个列，则它的值必须唯一，如果是多列，则其组合必须唯一。
    create table tb1(
        nid int not null auto_increment primary key,
        num int null
    )
    或
    create table tb1(
        nid int not null,
        num int not null,
        primary key(nid,num)
    )

约束(5)唯一键unique key

    create table tb1(
        nid int not null auto_increment primary key,
        num int null unique key,
    )

约束(6)外键foreign key

外键，一个特殊的索引，只能是指定内容
    creat table color(
        nid int not null primary key,
        name char(16) not null
    )

    create table fruit(
        nid int not null primary key,
        smt char(32) null ,
        color_id int not null,
        constraint fk_cc foreign key (color_id) references color(nid)
    )

(2)、删除表

drop table 表名

(3)、清空表

delete from 表名
truncate table 表名  # 和上面的区别在于，这条语句能够使自增id恢复到0

(4)、修改表

添加列：alter table 表名 add 列名 类型
删除列：alter table 表名 drop column 列名
修改列：
        alter table 表名 modify column 列名 类型;  -- 类型
        alter table 表名 change 原列名 新列名 类型; -- 列名，类型
 
添加主键：
        alter table 表名 add primary key(列名);
删除主键：
        alter table 表名 drop primary key;
        alter table 表名  modify  列名 int, drop primary key;
 
添加外键：alter table 从表 add constraint 外键名称（形如：FK_从表_主表） foreign key 从表(外键字段) references 主表(主键字段);
删除外键：alter table 表名 drop foreign key 外键名称
 
修改默认值：ALTER TABLE testalter_tbl ALTER i SET DEFAULT 1000;
删除默认值：ALTER TABLE testalter_tbl ALTER i DROP DEFAULT;

(5)、基本数据类型

MySQL的数据类型大致分为：数值、时间和字符串

http://www.runoob.com/mysql/mysql-data-types.html

五、基本操作

1、增加数据

insert into 表 (列名,列名...) values (值,值,值...)
insert into 表 (列名,列名...) values (值,值,值...),(值,值,值...)
insert into 表 (列名,列名...) select (列名,列名...) from 表

2、删除数据

delete from 表
delete from 表 where id＝1 and name＝'alex'

3、修改数据

update 表 set name ＝ 'alex' where id>1

4、查询数据

select * from 表
select * from 表 where id > 1
select nid,name,gender as gg from 表 where id > 1

5、其他

1、条件
    select * from 表 where id > 1 and name != 'alex' and num = 12;

    select * from 表 where id between 5 and 16;

    select * from 表 where id in (11,22,33)
    select * from 表 where id not in (11,22,33)
    select * from 表 where id in (select nid from 表)

2、通配符
    select * from 表 where name like 'ale%'  - ale开头的所有（多个字符串）
    select * from 表 where name like 'ale_'  - ale开头的所有（一个字符）

3、限制
    select * from 表 limit 5;            - 前5行
    select * from 表 limit 4,5;          - 从第4行开始的5行
    select * from 表 limit 5 offset 4    - 从第4行开始的5行

4、排序
    select * from 表 order by 列 asc              - 根据 “列” 从小到大排列
    select * from 表 order by 列 desc             - 根据 “列” 从大到小排列
    select * from 表 order by 列1 desc,列2 asc    - 根据 “列1” 从大到小排列，如果相同则按列2从小到大排序

5、分组
    select num from 表 group by num
    select num,nid from 表 group by num,nid
    select num,nid from 表  where nid > 10 group by num,nid order nid desc
    select num,nid,count(*),sum(score),max(score),min(score) from 表 group by num,nid

    select num from 表 group by num having max(id) > 10

    特别的：group by 必须在where之后，order by之前

6、连表
    无对应关系则不显示
    select A.num, A.name, B.name
    from A,B
    Where A.nid = B.nid

    无对应关系则不显示
    select A.num, A.name, B.name
    from A inner join B
    on A.nid = B.nid

    A表所有显示，如果B中无对应关系，则值为null
    select A.num, A.name, B.name
    from A left join B
    on A.nid = B.nid

    B表所有显示，如果B中无对应关系，则值为null
    select A.num, A.name, B.name
    from A right join B
    on A.nid = B.nid

7、组合
    组合，自动处理重合
    select nickname
    from A
    union
    select name
    from B

    组合，不处理重合
    select nickname
    from A
    union all
    select name
    from B

一些总结和练习

六、视图

　　视图是一个虚拟表（非真实存在），其本质是【根据SQL语句获取动态的数据集，并为其命名】，用户使用时只需使用【名称】即可获取结果集，并可以将其当作表来使用。

SELECT * FROM
    (SELECT nid,NAME FROM tb1 WHERE nid > 2) AS A
WHERE A.NAME > 'redhat';

1、创建视图

--格式：CREATE VIEW 视图名称 AS  SQL语句
CREATE VIEW v1 AS 
SELECT nid,name FROM A WHERE nid > 4;

2、删除视图

--格式：DROP VIEW 视图名称

DROP VIEW v1

3、修改视图

-- 格式：ALTER VIEW 视图名称 AS SQL语句

ALTER VIEW v1 AS
SELECT A.nid,B.NAME
FROM A LEFT JOIN B ON A.id = B.nid LEFT JOIN C ON A.id = C.nid
WHERE A.id > 2 AND C.nid < 5;

4、使用视图

使用视图时，将其当作表进行操作即可，由于视图是虚拟表，所以无法使用其对真实表进行创建、更新和删除操作，仅能做查询用。

select * from v1

七、触发器

　　对某个表进行【增/删/改】操作的前后如果希望触发某个特定的行为时，可以使用触发器，触发器用于定制用户对表的行进行【增/删/改】前后的行为。

1、创建基本语法

# 插入前
CREATE TRIGGER tri_before_insert_tb1 BEFORE INSERT ON tb1 FOR EACH ROW
BEGIN
    ...
END

# 插入后
CREATE TRIGGER tri_after_insert_tb1 AFTER INSERT ON tb1 FOR EACH ROW
BEGIN
    ...
END

# 删除前
CREATE TRIGGER tri_before_delete_tb1 BEFORE DELETE ON tb1 FOR EACH ROW
BEGIN
    ...
END

# 删除后
CREATE TRIGGER tri_after_delete_tb1 AFTER DELETE ON tb1 FOR EACH ROW
BEGIN
    ...
END

# 更新前
CREATE TRIGGER tri_before_update_tb1 BEFORE UPDATE ON tb1 FOR EACH ROW
BEGIN
    ...
END

# 更新后
CREATE TRIGGER tri_after_update_tb1 AFTER UPDATE ON tb1 FOR EACH ROW
BEGIN
    ...
END

delimiter //
CREATE TRIGGER tri_before_insert_tb1 BEFORE INSERT ON tb1 FOR EACH ROW
BEGIN

IF NEW. NAME == 'redhat' THEN
    INSERT INTO tb2 (NAME)
VALUES
    ('aa')
END
END//
delimiter ;

delimiter //
CREATE TRIGGER tri_after_insert_tb1 AFTER INSERT ON tb1 FOR EACH ROW
BEGIN
    IF NEW. num = 666 THEN
        INSERT INTO tb2 (NAME)
        VALUES
            ('666'),
            ('666') ;
    ELSEIF NEW. num = 555 THEN
        INSERT INTO tb2 (NAME)
        VALUES
            ('555'),
            ('555') ;
    END IF;
END//
delimiter ;

特别的：NEW表示即将插入的数据行，OLD表示即将删除的数据行。

2、删除触发器

DROP TRIGGER tri_after_insert_tb1;

3、使用触发器

触发器无法由用户直接调用，而知由于对表的【增/删/改】操作被动引发的。

insert into tb1(num) values(666)

八、存储过程

存储过程是一个SQL语句集合，当主动去调用存储过程时，其中内部的SQL语句会按照逻辑执行。

1、创建存储过程和执行过程

-- 创建存储过程

delimiter //
create procedure p1()
BEGIN
    select * from t1;
END//
delimiter ;



-- 执行存储过程

call p1()

对于存储过程，可以接收参数，其参数有三类：

• in          仅用于传入参数用
• out        仅用于返回值用
• inout     既可以传入又可以当作返回值

-- 创建存储过程
delimiter \
create procedure p1(
    in i1 int,
    in i2 int,
    inout i3 int,
    out r1 int
)
BEGIN
    DECLARE temp1 int;
    DECLARE temp2 int default 0;
    
    set temp1 = 1;

    set r1 = i1 + i2 + temp1 + temp2;
    
    set i3 = i3 + 100;

end\
delimiter ;

-- 执行存储过程
DECLARE @t1 INT default 3;
DECLARE @t2 INT;
CALL p1 (1, 2 ,@t1, @t2);
SELECT @t1,@t2;

2、删除存储过程

drop procedure proc_name;

3、执行存储过程

-- 无参数
call proc_name()

-- 有参数，全in
call proc_name(1,2)

-- 有参数，有in，out，inout
DECLARE @t1 INT;
DECLARE @t2 INT default 3;
call proc_name(1,2,@t1,@t2)

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

conn = pymysql.connect(host='127.0.0.1', port=3306, user='root', passwd='123', db='t1')
cursor = conn.cursor(cursor=pymysql.cursors.DictCursor)

# 执行存储过程
cursor.callproc('p1', args=(1, 22, 3, 4))

# 获取执行完存储的参数
cursor.execute("select @_p1_0,@_p1_1,@_p1_2,@_p1_3")
result = cursor.fetchall()

conn.commit()
cursor.close()
conn.close()


print(result)

九、函数

MySQL中提供了许多内置函数，例如：

CHAR_LENGTH(str)
    返回值为字符串str 的长度，长度的单位为字符。一个多字节字符算作一个单字符。
    对于一个包含五个二字节字符集, LENGTH()返回值为 10, 而CHAR_LENGTH()的返回值为5。

CONCAT(str1,str2,...)
    字符串拼接
    如有任何一个参数为NULL ，则返回值为 NULL。
CONCAT_WS(separator,str1,str2,...)
    字符串拼接（自定义连接符）
    CONCAT_WS()不会忽略任何空字符串。 (然而会忽略所有的 NULL）。

CONV(N,from_base,to_base)
    进制转换
    例如：
        SELECT CONV('a',16,2); 表示将 a 由16进制转换为2进制字符串表示

FORMAT(X,D)
    将数字X 的格式写为'#,###,###.##',以四舍五入的方式保留小数点后 D 位， 并将结果以字符串的形式返回。若  D 为 0, 则返回结果不带有小数点，或不含小数部分。
    例如：
        SELECT FORMAT(12332.1,4); 结果为： '12,332.1000'
INSERT(str,pos,len,newstr)
    在str的指定位置插入字符串
        pos：要替换位置其实位置
        len：替换的长度
        newstr：新字符串
    特别的：
        如果pos超过原字符串长度，则返回原字符串
        如果len超过原字符串长度，则由新字符串完全替换
INSTR(str,substr)
    返回字符串 str 中子字符串的第一个出现位置。

LEFT(str,len)
    返回字符串str 从开始的len位置的子序列字符。

LOWER(str)
    变小写

UPPER(str)
    变大写

LTRIM(str)
    返回字符串 str ，其引导空格字符被删除。
RTRIM(str)
    返回字符串 str ，结尾空格字符被删去。
SUBSTRING(str,pos,len)
    获取字符串子序列

LOCATE(substr,str,pos)
    获取子序列索引位置

REPEAT(str,count)
    返回一个由重复的字符串str 组成的字符串，字符串str的数目等于count 。
    若 count <= 0,则返回一个空字符串。
    若str 或 count 为 NULL，则返回 NULL 。
REPLACE(str,from_str,to_str)
    返回字符串str 以及所有被字符串to_str替代的字符串from_str 。
REVERSE(str)
    返回字符串 str ，顺序和字符顺序相反。
RIGHT(str,len)
    从字符串str 开始，返回从后边开始len个字符组成的子序列

SPACE(N)
    返回一个由N空格组成的字符串。

SUBSTRING(str,pos) , SUBSTRING(str FROM pos) SUBSTRING(str,pos,len) , SUBSTRING(str FROM pos FOR len)
    不带有len 参数的格式从字符串str返回一个子字符串，起始于位置 pos。带有len参数的格式从字符串str返回一个长度同len字符相同的子字符串，起始于位置 pos。 使用 FROM的格式为标准 SQL 语法。也可能对pos使用一个负值。假若这样，则子字符串的位置起始于字符串结尾的pos 字符，而不是字符串的开头位置。在以下格式的函数中可以对pos 使用一个负值。

    mysql> SELECT SUBSTRING('Quadratically',5);
        -> 'ratically'

    mysql> SELECT SUBSTRING('foobarbar' FROM 4);
        -> 'barbar'

    mysql> SELECT SUBSTRING('Quadratically',5,6);
        -> 'ratica'

    mysql> SELECT SUBSTRING('Sakila', -3);
        -> 'ila'

    mysql> SELECT SUBSTRING('Sakila', -5, 3);
        -> 'aki'

    mysql> SELECT SUBSTRING('Sakila' FROM -4 FOR 2);
        -> 'ki'

TRIM([{BOTH | LEADING | TRAILING} [remstr] FROM] str) TRIM(remstr FROM] str)
    返回字符串 str ， 其中所有remstr 前缀和/或后缀都已被删除。若分类符BOTH、LEADIN或TRAILING中没有一个是给定的,则假设为BOTH 。 remstr 为可选项，在未指定情况下，可删除空格。

    mysql> SELECT TRIM('  bar   ');
            -> 'bar'

    mysql> SELECT TRIM(LEADING 'x' FROM 'xxxbarxxx');
            -> 'barxxx'

    mysql> SELECT TRIM(BOTH 'x' FROM 'xxxbarxxx');
            -> 'bar'

    mysql> SELECT TRIM(TRAILING 'xyz' FROM 'barxxyz');
            -> 'barx'

更多：

http://doc.mysql.cn/mysql5/refman-5.1-zh.html-chapter/functions.html#encryption-functions

http://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/string-functions.html

1、自定义函数

delimiter \
create function f1(
    i1 int,
    i2 int)
returns int
BEGIN
    declare num int;
    set num = i1 + i2;
    return(num);
END \
delimiter ;

2、删除函数

drop function func_name;

3、执行函数

# 获取返回值
declare @i VARCHAR(32);
select UPPER('alex') into @i;
SELECT @i;


# 在查询中使用
select f1(11,nid) ,name from tb2;

十、索引

事务用于将某些操作的多个SQL作为原子性操作，一旦有某一个出现错误，即可回滚到原来的状态，从而保证数据库数据完整性。

delimiter \
create PROCEDURE p1(
    OUT p_return_code tinyint
)
BEGIN 
  DECLARE exit handler for sqlexception 
  BEGIN 
    -- ERROR 
    set p_return_code = 1; 
    rollback; 
  END; 
 
  DECLARE exit handler for sqlwarning 
  BEGIN 
    -- WARNING 
    set p_return_code = 2; 
    rollback; 
  END; 
 
  START TRANSACTION; 
    DELETE from tb1;
    insert into tb2(name)values('seven');
  COMMIT; 
 
  -- SUCCESS 
  set p_return_code = 0; 
 
  END\
delimiter ;

DECLARE @i TINYINT;
call p1(@i);
select @i;

十一、索引

索引，是数据库中专门用于帮助用户快速查询数据的一种数据结构。类似于字典中的目录，查找字典内容时可以根据目录查找到数据的存放位置，然后直接获取即可。

MySQL中常见索引有：

• 普通索引
• 唯一索引
• 主键索引
• 组合索引

1、普通索引

普通索引仅有一个功能：加速查询

create table in1(
    nid int not null auto_increment primary key,
    name varchar(32) not null,
    email varchar(64) not null,
    extra text,
    index ix_name (name)
)

create index index_name on table_name(column_name)

drop index_name on table_name;

show index from table_name;

注意：对于创建索引时如果是BLOB 和 TEXT 类型，必须指定length。

create index ix_extra on in1(extra(32));

2、唯一索引

唯一索引有两个功能：加速查询 和 唯一约束（可含null）

create table in1(
    nid int not null auto_increment primary key,
    name varchar(32) not null,
    email varchar(64) not null,
    extra text,
    unique ix_name (name)
)

create unique index 索引名 on 表名(列名)

drop unique index 索引名 on 表名

3、主键索引

主键有两个功能：加速查询 和 唯一约束（不可含null）

create table in1(
    nid int not null auto_increment primary key,
    name varchar(32) not null,
    email varchar(64) not null,
    extra text,
    index ix_name (name)
)

OR

create table in1(
    nid int not null auto_increment,
    name varchar(32) not null,
    email varchar(64) not null,
    extra text,
    primary key(ni1),
    index ix_name (name)
)

alter table 表名 add primary key(列名);

alter table 表名 drop primary key;
alter table 表名  modify  列名 int, drop primary key;

4、组合索引

组合索引是将n个列组合成一个索引

其应用场景为：频繁的同时使用n列来进行查询，如：where n1 = 'redhat' and n2 = 666。

create table in3(
    nid int not null auto_increment primary key,
    name varchar(32) not null,
    email varchar(64) not null,
    extra text
)

create index ix_name_email on in3(name,email);

如上创建组合索引之后，查询：

• name and email  -- 使用索引
• name                 -- 使用索引
• email                 -- 不使用索引

注意：对于同时搜索n个条件时，组合索引的性能好于多个单一索引合并。

其他

1、条件语句

delimiter \
CREATE PROCEDURE proc_if ()
BEGIN
    
    declare i int default 0;
    if i = 1 THEN
        SELECT 1;
    ELSEIF i = 2 THEN
        SELECT 2;
    ELSE
        SELECT 7;
    END IF;

END\
delimiter ;

2、循环语句

delimiter \
CREATE PROCEDURE proc_while ()
BEGIN

    DECLARE num INT ;
    SET num = 0 ;
    WHILE num < 10 DO
        SELECT
            num ;
        SET num = num + 1 ;
    END WHILE ;

END\
delimiter ;

delimiter \
CREATE PROCEDURE proc_repeat ()
BEGIN

    DECLARE i INT ;
    SET i = 0 ;
    repeat
        select i;
        set i = i + 1;
        until i >= 5
    end repeat;

END\
delimiter ;

delimiter \
CREATE PROCEDURE proc_loop ()
BEGIN
    
    declare i int default 0;
    loop_label: loop
        select i;
        set i=i+1;
        if i>=5 then
            leave loop_label;
            end if;
    end loop;

END\
delimiter ;

3、动态执行SQL语句

delimiter \
DROP PROCEDURE IF EXISTS proc_sql \
CREATE PROCEDURE proc_sql ()
BEGIN
    declare p1 int;
    set p1 = 11;
    set @p1 = p1;

    PREPARE prod FROM 'select * from tb2 where nid > ?';
    EXECUTE prod USING @p1;
    DEALLOCATE prepare prod; 

END\
delimiter ;

参考：

http://www.cnblogs.com/wupeiqi/articles/5713315.html
http://www.cnblogs.com/wupeiqi/articles/5713323.html
http://www.cnblogs.com/wupeiqi/articles/5713334.html
http://www.cnblogs.com/wupeiqi/articles/5713363.html
http://www.cnblogs.com/wupeiqi/articles/5729934.html
http://www.cnblogs.com/wupeiqi/articles/5748496.html

二、pymsql模块

pymsql是Python中操作MySQL的模块，其使用方法和MySQLdb几乎相同。这里介绍pymysql

一、下载安装：

pip install pymysql

二、使用

# 先往数据库插入点数据
mysql> CREATE DATABASE IF NOT EXISTS testdb DEFAULT CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci;

mysql> use testdb;

mysql> CREATE TABLE hosts (id int not null auto_increment primary key,ip varchar(20) not null,port int not null);

mysql> INSERT INTO hosts (ip,port) values 
       ('1.1.1.1',22),('1.1.1.2',22),
       ('1.1.1.3',22),('1.1.1.4',22),
       ('1.1.1.5',22);

1、执行SQL

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

# 创建连接
conn = pymysql.connect(host='127.0.0.1', port=3306, user='root', passwd='123456', db='testdb', charset='utf8')

# 创建游标
cursor = conn.cursor()

# 执行SQL，并返回收影响行数
r = effect_row = cursor.execute("update hosts set ip = '1.1.1.2'")
print(r)
# 执行SQL，并返回受影响行数
effect_row = cursor.execute("update hosts set ip = '1.1.1.6' where id > %s", (6,))

# 执行SQL，并返回受影响行数
effect_row = cursor.executemany("insert into hosts(ip,port) values(%s,%s)", [("1.1.1.7",21),("1.1.1.8",23)])


# 提交，不然无法保存新建或者修改的数据
conn.commit()

# 关闭游标
cursor.close()

# 关闭连接
conn.close()

2、获取新创建数据自增ID

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

conn = pymysql.connect(host='127.0.0.1', port=3306, user='root', passwd='123456', db='testdb')
cursor = conn.cursor()
cursor.executemany("insert into hosts(ip,port) values(%s,%s)", [("1.1.1.9",21),("1.1.1.10",222)])
conn.commit()
cursor.close()
conn.close()

# 获取最新自增ID
new_id = cursor.lastrowid
print(new_id)

# 获取当前行行号
current_row = cursor.rownumber
print(current_row)

3、获取查询数据

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

conn = pymysql.connect(host='127.0.0.1', port=3306, user='root', passwd='123456', db='testdb')
cursor = conn.cursor()
cursor.execute("select * from hosts")

# 获取第一行数据
row = cursor.fetchone()
print(row)
print(cursor.rownumber)

# 获取第二行数据
row_1 = cursor.fetchone()
print(row_1)
print(cursor.rownumber)

# 获取前n行数据
row_2 = cursor.fetchmany(3)
print(row_2)

# 获取所有数据
row_3 = cursor.fetchall()
print(row_3)

conn.commit()
cursor.close()
conn.close()

注：在fetch数据时按照顺序进行，可以使用cursor.scroll(num,mode)来移动游标位置，如：

• cursor.scroll(1,mode='relative')  # 相对当前位置移动
• cursor.scroll(2,mode='absolute') # 相对绝对位置移动

4、fetch数据类型

　　关于默认获取的数据是元祖类型，如果想要或者字典类型的数据，即：

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

conn = pymysql.connect(host='127.0.0.1', port=3306, user='root', passwd='123456', db='testdb')

# 游标设置为字典类型
cursor = conn.cursor(cursor=pymysql.cursors.DictCursor)
r = cursor.execute("select * from hosts")
print(r)

result = cursor.fetchone()
print(result)

conn.commit()
cursor.close()
conn.close()

三、SQLAchemy

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。

SQLAlchemy安装

pip install sqlalchemy

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：

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

一、底层处理

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


engine = create_engine("mysql+pymysql://root:123456@127.0.0.1:3306/testdb", max_overflow=5)  # max_overflow可以超出连接池5个连接

#执行SQL
cur = engine.execute(
    "INSERT INTO hosts (ip,port) VALUES ('1.1.1.11', 22)"
)

#新插入行自增ID
cur.lastrowid

#执行SQL
cur = engine.execute(
    "INSERT INTO hosts (ip,port) VALUES(%s, %s)",[('1.1.1.12', 22),('1.1.1.13', 55),]
)


#执行SQL
cur = engine.execute(
    "INSERT INTO hosts (ip,port) VALUES (%(ip)s, %(port)s)",
    ip='1.1.1.15', port=80
)

#执行SQL
cur = engine.execute('select * from hosts')
#获取第一行数据
cur.fetchone()
#获取第n行数据
cur.fetchmany(3)
#获取所有数据
cur.fetchall()

二、ORM功能使用

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。

1、创建表

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
from sqlalchemy.ext.declarative import declarative_base
from sqlalchemy import Column, Integer, String, ForeignKey, UniqueConstraint, Index
from sqlalchemy.orm import sessionmaker, relationship
from sqlalchemy import create_engine

engine = create_engine("mysql+pymysql://root:123456@127.0.0.1:3306/testdb", max_overflow=5)

Base = declarative_base()

# 创建单表
class Users(Base):
    __tablename__ = 'users'
    id = Column(Integer, primary_key=True,autoincrement=True) 
    name = Column(String(32))
    extra = Column(String(16))

    __table_args__ = (
    UniqueConstraint('id', 'name', name='uix_id_name'), # 设置组合唯一键约束
        Index('ix_id_name', 'name', 'extra'),     # 创建索引
    )


# 一对多关系
class Favor(Base):
    __tablename__ = 'favor'
    nid = Column(Integer, primary_key=True,autoincrement=True)
    caption = Column(String(50), default='playing', unique=True)


class Person(Base):
    __tablename__ = 'person'
    nid = Column(Integer, primary_key=True,autoincrement=True)
    name = Column(String(32), index=True, nullable=True)
    favor_id = Column(Integer, ForeignKey("favor.nid"))  # 设置外键,外键依赖于主表favor的主键nid
    # 与生成表结构无关，仅用于外键查询方便
    favor = relationship("Favor", backref='pers')


# 多对多
class Group(Base):
    __tablename__ = 'group'
    id = Column(Integer, primary_key=True,autoincrement=True)
    name = Column(String(64), unique=True, nullable=False)
    # group = relationship('Group',secondary=ServerToGroup,backref='host_list')

class Server(Base):
    __tablename__ = 'server'

    id = Column(Integer, primary_key=True, autoincrement=True)
    hostname = Column(String(64), unique=True, nullable=False)
    port = Column(Integer, default=22)


class ServerToGroup(Base):
    """多对多关系,则是多生成一张表用来存储主键"""
    __tablename__ = 'servertogroup'
    nid = Column(Integer, primary_key=True, autoincrement=True)
    server_id = Column(Integer, ForeignKey('server.id'))  # 设置主键
    group_id = Column(Integer, ForeignKey('group.id'))    # 设置主键


def init_db():
    """创建表的函数,调用之后会创建表"""
    Base.metadata.create_all(engine)


def drop_db():
    """删除表的函数,调用之后会删除表"""
    Base.metadata.drop_all(engine)

init_db() # 创建完最好注释,如果表已经创建,执行此步不会再创建表
# drop_db()

# 想要对表进行操作则需要绑定会话
Session = sessionmaker(bind=engine)
session = Session()

2、操作表　　

(1)增加数据

# 插入一条
obj = Users(name='redhat', extra='rh')
print(obj)
session.add(obj)

# 插入多条
session.add_all([
    Users(name='centos', extra='ct'),
    Users(name='debian', extra='db'),
    Users(name='ubuntu', extra='ub'),
    Users(name='fedora', extra='fd'),
])

# 插入完需要提交否则不生效
session.commit()

(2)删除数据　　

session.query(Users).filter(Users.id > 5).delete()
session.commit()

(3)修改数据

session.query(Users).filter(Users.id > 2).update({"name" : "opensuse"})
session.query(Users).filter(Users.id > 2).update({Users.name: Users.name + "099"}, synchronize_session=False)
#session.query(Users).filter(Users.id > 2).update({"num": Users.num + 1}, synchronize_session="evaluate") 
session.commit()

(4)查询数据(如果没有使用ORM则返回的是一个表对象)

ret = session.query(Users).all()
ret = session.query(Users.name, Users.extra).all()
ret = session.query(Users).filter_by(name='opensuse099').all()
ret = session.query(Users).filter_by(name='opensuse099').first()

(5)其他一些查询操作

#　条件
ret = session.query(Users).filter_by(name='centos').all()
ret = session.query(Users).filter(Users.id > 1, Users.name == 'centos').all()
ret = session.query(Users).filter(Users.id.between(1, 3), Users.name == 'centos').all()
ret = session.query(Users).filter(Users.id.in_([1,3,4])).all()
ret = session.query(Users).filter(~Users.id.in_([1,3,4])).all()
ret = session.query(Users).filter(Users.id.in_(session.query(Users.id).filter_by(name='centos'))).all()

from sqlalchemy import and_, or_
ret = session.query(Users).filter(and_(Users.id > 3, Users.name == 'centos')).all()
ret = session.query(Users).filter(or_(Users.id < 2, Users.name == 'centos')).all()
ret = session.query(Users).filter(
    or_(
        Users.id < 2,
        and_(Users.name == 'centos', Users.id > 3),
        Users.extra != ""
    )).all()


# 通配符
ret = session.query(Users).filter(Users.name.like('e%')).all()
ret = session.query(Users).filter(~Users.name.like('e%')).all()

# 限制
ret = session.query(Users)[1:2]

# 排序
ret = session.query(Users).order_by(Users.name.desc()).all()
ret = session.query(Users).order_by(Users.name.desc(), Users.id.asc()).all()

# 分组
from sqlalchemy.sql import func

ret = session.query(Users).group_by(Users.extra).all()
ret = session.query(
    func.max(Users.id),
    func.sum(Users.id),
    func.min(Users.id)).group_by(Users.name).all()

ret = session.query(
    func.max(Users.id),
    func.sum(Users.id),
    func.min(Users.id)).group_by(Users.name).having(func.min(Users.id) >2).all()

# 连表

ret = session.query(Users, Favor).filter(Users.id == Favor.nid).all()

ret = session.query(Person).join(Favor).all()

ret = session.query(Person).join(Favor, isouter=True).all()


# 组合
q1 = session.query(Users.name).filter(Users.id > 2)
q2 = session.query(Favor.caption).filter(Favor.nid < 2)
ret = q1.union(q2).all()

q1 = session.query(Users.name).filter(Users.id > 2)
q2 = session.query(Favor.caption).filter(Favor.nid < 2)
ret = q1.union_all(q2).all()

三、一对多、多对多的连表查询

一对多

(1)、新创建个数据库sqldb

mysql> create database sqldb default character set utf8 collate utf8_general_ci;

(2)、通过ORM生成表 

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
from sqlalchemy import create_engine
from sqlalchemy.ext.declarative import declarative_base
from sqlalchemy import Column, Integer, String, ForeignKey, UniqueConstraint, Index
from sqlalchemy.orm import sessionmaker, relationship


engine = create_engine("mysql+pymysql://root:123456@127.0.0.1:3306/sqldb", max_overflow=5)

Base = declarative_base()


# 一对多关系
class User(Base):
    __tablename__ = 'user'
    nid = Column(Integer, primary_key=True,autoincrement=True)
    username = Column(String(50))
    group_id = Column(Integer, ForeignKey("group.nid"))
    # 虚拟关系与Group建立关系，相当于会User生成一个group字段，Group表生成一个uuu字段，实际是不会生成这些字段只是虚拟的关系,其实只是生成了sql语句
    group = relationship("Group", backref='uuu')

    def __repr__(self):
        """只是打印的时候输出的内容和数据库取数据没有关系"""
        temp = "%s:%s:%s" %(self.nid,self.username,self.group_id)
        return temp


class Group(Base):
    __tablename__ = 'group'
    nid = Column(Integer, primary_key=True,autoincrement=True)
    caption = Column(String(50))


def init_db():
    Base.metadata.create_all(engine)

def drop_db():
    Base.metadata.drop_all(engine)

init_db()
#drop_db()

Session = sessionmaker(bind=engine)
session = Session()

(3)、增加数据，执行完需要注释掉

session.add_all([
    Group(caption='chuzhong'),
    Group(caption='gaozhong'),
    Group(caption='daxue'),

])


session.add_all([
    User(username='redhat', group_id=1),
    User(username='centos', group_id=2),
    User(username='fedora', group_id=3),
    User(username='debian', group_id=2),
    User(username='ubuntu', group_id=1),
    User(username='geentoo', group_id=3),
    User(username='archlinux', group_id=1),
    User(username='windows', group_id=2),
    User(username='suse', group_id=3),
])
session.commit()

(4)、内连接

# select * from user left join group on user.group_id = group.nid
sql = session.query(User,Group).join(Group)        # 打印SQL语句
print(sql)

ret = session.query(User,Group).join(Group).all()  # 默认是内连接
print(ret)

(5)、外连接

sql = session.query(User,Group).join(Group,isouter=True)        # 打印sql语句
print(sql)

ret = session.query(User,Group).join(Group,isouter=True).all()  # isouter=True 指定外连接,默认是做外连接
print(ret)

(6)、练习：

-->获取User表完整信息,两种方式

# 通过传统方式
sql = session.query(User.username,Group.caption).join(Group,isouter=True)
print(sql)

ret = session.query(User.username,Group.caption).join(Group,isouter=True).all()  
print(ret)


# 通过虚拟关系
# 一般relationship 外键设置在哪张表，relationship就设置在哪表，通过这张表查询就叫正向查询，
ret = session.query(User).all()
for obj in ret:
    # obj代指user表的每一行数据
    # obj.group代指group对象
    print(obj.nid,obj.username,obj.group_id,
          obj.group,obj.group.nid,obj.group.caption)

-->通过Group表属于daxue的有多少username,两种方式

# 传统方式
ret = session.query(User.username, Group.caption).join(Group, isouter=True).filter(Group.caption == 'daxue').all()
print(ret)

# 通过虚拟关系
# 反向查询
obj = session.query(Group).filter(Group.caption == 'daxue').first()
print(obj.nid)
print(obj.caption)
print(obj.uuu)

多对多　　

(1)、通过ORM生成表　　

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
from sqlalchemy import create_engine
from sqlalchemy.ext.declarative import declarative_base
from sqlalchemy import Column, Integer, String, ForeignKey, UniqueConstraint, Index
from sqlalchemy.orm import sessionmaker, relationship


engine = create_engine("mysql+pymysql://root:123456@127.0.0.1:3306/sqldb", max_overflow=5)

Base = declarative_base()


# 多对多关系
class Host(Base):
    __tablename__ = 'host'
    nid = Column(Integer, primary_key=True,autoincrement=True)
    hostname = Column(String(50))
    ip = Column(String(32))
    port = Column(String(32))


class HostUser(Base):
    __tablename__ = 'host_user'
    nid = Column(Integer, primary_key=True,autoincrement=True)
    username = Column(String(32))

class HostToHostUser(Base):
    __tablename__ = 'host_to_host_user'
    nid = Column(Integer, primary_key=True,autoincrement=True)  # 保留主键,以后通过找主键删除数据方便

    host_id = Column(Integer,ForeignKey('host.nid'))
    host_user_id = Column(Integer,ForeignKey('host_user.nid'))

    host = relationship('Host',backref='h')
    host_user = relationship('HostUser',backref='u')


def init_db():
    Base.metadata.create_all(engine)

def drop_db():
    Base.metadata.drop_all(engine)

init_db()
# drop_db()

Session = sessionmaker(bind=engine)
session = Session()

(2)增加数据，执行完需要注释掉

session.add_all([
    Host(hostname='c1',ip='1.1.1.1',port='22'),
    Host(hostname='c2',ip='1.1.1.2',port='22'),
    Host(hostname='c3',ip='1.1.1.3',port='22'),
    Host(hostname='c4',ip='1.1.1.4',port='22'),
    Host(hostname='c5',ip='1.1.1.5',port='22'),
])


session.add_all([
    HostUser(username='root'),
    HostUser(username='redhat'),
    HostUser(username='centos'),
    HostUser(username='ubuntu'),
])


session.add_all([
    HostToHostUser(host_id=1,host_user_id=1),
    HostToHostUser(host_id=1,host_user_id=2),
    HostToHostUser(host_id=1,host_user_id=3),
    HostToHostUser(host_id=2,host_user_id=2),
    HostToHostUser(host_id=2,host_user_id=4),
    HostToHostUser(host_id=2,host_user_id=3),
])
session.commit()

练习：

获取Host中所有用户

第一种方式：传统方式　　

# 第一步获取Host中用户等于c1的对象
host_obj = session.query(Host).filter(Host.hostname == 'c1').first()
# host_obj.nid 获取用户等于c1的nid

# 第二步通过HostToHostUser表找到HostUser外键对应的host_user_id
host_2_host_user = session.query(HostToHostUser.host_user_id).filter(HostToHostUser.host_id == host_obj.nid).all()
print(host_2_host_user)
[(1,),(2,),(3,)]
r = zip(*host_2_host_user)
 print(list(r)[0])
[1,2,3]

# 第三步通过第二步找到HostUser中nid对应的HostUser.username
users = session.query(HostUser.username).filter(HostUser.nid.in_(list(r)[0])).all()
print(users)


可以把上面的步骤全部合并到一起
# session.query(Host.nid).filter(Host.hostname == 'c1')
# session.query(HostToHostUser.host_user_id).filter(HostToHostUser.host_id == session.query(Host.nid).filter(Host.hostname == 'c1'))
r = session.query(HostUser.username).filter(HostUser.nid.in_(session.query(HostToHostUser.host_user_id).filter(HostToHostUser.host_id == session.query(Host.nid).filter(Host.hostname == 'c1')))).all()
print(r)

第二种方式：虚拟关系(relationship是在外键表HostToHostUser表中)

# 通过relation虚拟关系中的h字段反向查找，查找到第三表中的对象，然后通过正向查找
host_obj = session.query(Host).filter(Host.hostname == 'c1').first()
for item in host_obj.h:
    print(item.host_user.username)

第三种方式：虚拟关系(relationship是在Host表中)需要修改下表结构　　

class HostToHostUser(Base):
    __tablename__ = 'host_to_host_user'
    nid = Column(Integer, primary_key=True,autoincrement=True)  # 保留主键,以后通过找主键删除数据方便

    host_id = Column(Integer,ForeignKey('host.nid'))
    host_user_id = Column(Integer,ForeignKey('host_user.nid'))

# 多对多关系
class Host(Base):
    __tablename__ = 'host'
    nid = Column(Integer, primary_key=True,autoincrement=True)
    hostname = Column(String(50))
    ip = Column(String(32))
    port = Column(String(32))
    
    # 关系表在User表中,realationship(A,AB.__table,B中的虚拟字段)
    host_user = relationship('HostUser',
                             secondary=HostToHostUser.__table__,
                             backref='h')

class HostUser(Base):
    __tablename__ = 'host_user'
    nid = Column(Integer, primary_key=True,autoincrement=True)
    username = Column(String(32))

此时直接就可以从Host表查找到HostUser表中的数据而不用涉及HostToHostUser外键表了

host_obj = session.query(Host).filter(Host.hostname == 'c1').first()
for item in host_obj.host_user:
    print(item.username)