SQlALchemy session详解

系列文章：

1. Python SQLAlchemy入门教程

概念

session用于创建程序和数据库之间的会话，所有对象的载入和保存都需通过session对象 。

通过sessionmaker调用创建一个工厂，并关联Engine以确保每个session都可以使用该Engine连接资源：

from sqlalchemy.orm import sessionmaker

# 创建session
DbSession = sessionmaker(bind=engine)
session = DbSession()

操作

session的常见操作方法包括：

1. flush：预提交，提交到数据库文件，还未写入数据库文件中
2. commit：提交了一个事务，把内存的数据直接写入数据库
3. rollback：回滚
4. close：关闭

在事务处理时，需注意一下两点：

1. 在事务处理过程发生异常时，进行rollback操作，否则会在下次操作时报错：

Can’t reconnect until invalid transaction is rolled back 

2. 一般情况下，在一个事务处理完成之后要关闭session，以确保数据操作的准确性。

建议封装上下文方法：

from contextlib import contextmanager

@contextmanager
def session_maker(session=session):
    try:
        yield session
        session.commit()
    except:
        session.rollback()
        raise
    finally:
        session.close()

调用：

def update_user():
    with session_maker() as db_session:
        db_session.query(Users).filter_by(name='test2').update({'email': 'test2@qq.com'})

线程安全

session不是线程安全的，并且我们一般session对象都是全局的，那么在多线程情况下，当多个线程共享一个session时，数据处理就会发生错误。

为了保证线程安全，需使用scoped_session方法:

db_session = scoped_session(sessionmaker(bind=engine))

内部原理

session对象包含了三个重要的部分：

1. 标识映射（Identity Map）
2. 对象的状态 / 状态跟踪
3. 事务

标识映射

标识映射是与ORM关联的集合，通过标识映射保证了数据库操作的准确性。

具体的实现原理是：维护一个Python字典（IdentityMap），关联这个Session对象到数据库ID的映射，当应用程序想要获取一个session对象时，若该对象不存在，标识映射会加载该对象并缓存，若该对象已存在，则直接获取。这样的好处是：

1. 已经被请求过的session对象缓存下来，不需要连接加载多次，造成额外的开销；
2. 避免了数据不一致

状态跟踪

一个Session对象从创建到销毁，依次经历四种状态，分别是：

1. Transient：刚new出来的对象，还不在会话中，也没有保存到数据库。
2. Pending：transient的对象调用add后，就会变成pending状态，这时会加入sqlalchemy的监管范围，数据并未更新到数据库。
3. Persistent：该状态表明数据库里已经记录了该对象，在两种情况下对象处于该状态：一是通过flush()方法刷新pending对象，二是从数据库query()得到对象。
4. Detached：在会话中的事务提交之后，所有的对象都将是Detached状态。

所谓的状态跟踪，就是跟踪以上四个状态，保证数据的准确性并在合理的时机丢弃对象以保证合理开销，那么具体是怎么实现的呢?

我们可以看到，只有在pending状态时，对象的内存数据和数据库中的数据不一致，在Persistent状态时，内存数据和数据库数据已经一致，那么此后任意时刻丢弃该对象数据都是可以的，这时就需要找个合适的时机丢弃对象，过早或过晚都有其缺陷。于是，就让垃圾回收器来做决定，在内存不够的时候释放对象，回收内存。

Session对象采用了弱引用机制，所谓弱引用，就是说，在保存了对象的引用的情况下，对象仍然可能被垃圾回收器回收。在某一时刻通过引用访问对象时，对象可能存在也可能不存在，如果对象不存在，就重新从数据库中加载对象。而如果不希望对象被回收，只需要另外保存一个对象的强引用即可 。

session对象包括三个属性：

1. new：刚加入会话的对象
2. dirty：刚被修改的对象
3. deleted：在会话中被删除的对象

三个属性共同的特点就是内存的数据和数据库数据不一致，也就是对象处于pending状态，这也就表明了session保存了所有对象处于pending状态的强引用。

以上。

代码可参照：my github