Flask入门到放弃(四)—— 数据库
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数据库操作
ORM
ORM 全拼
Object-Relation Mapping,中文意为 对象-关系映射。主要实现模型对象到关系数据库数据的映射
优点 :
- 只需要面向对象编程, 不需要面向数据库编写代码. 对数据库的操作都转化成对类属性和方法的操作.
- 不用编写各种数据库的
sql语句
.
-
不再需要关注当前项目使用的是哪种数据库。
缺点 :
- 相比较直接使用SQL语句操作数据库,有性能损失.
- 根据对象的操作转换成SQL语句,根据查询的结果转化成对象, 在映射过程中有性能损失.
Flask-SQLAlchemy
flask默认提供模型操作,但是并没有提供ORM,所以一般开发的时候我们会采用flask-SQLAlchemy模块来实现ORM操作。
SQLAlchemy是一个关系型数据库框架,它提供了高层的 ORM 和底层的原生数据库的操作。flask-sqlalchemy 是一个简化了 SQLAlchemy 操作的flask扩展。
SQLAlchemy: https://www.sqlalchemy.org/
安装 flask-sqlalchemy
pip install flask-sqlalchemy
如果连接的是 mysql 数据库,需要安装 mysqldb 驱动
pip install flask-mysqldb
安装flask-mysqldb时,注意
安装 flask-mysqldb的时候,python底层依赖于一个底层的模块 mysql-client模块 如果没有这个模块,则会报错如下: Command "python setup.py egg_info" failed with error code 1 in /tmp/pip-install-21hysnd4/mysqlclient/
解决方案:
apt-get install libmysqlclient-dev python3-dev 运行上面的安装命令如果报错: dpkg 被中断,您必须手工运行 ‘sudo dpkg --configure -a’ 解决此问题。 则根据提示执行命令以下命令,再次安装mysqlclient sudo dpkg --configure -a apt-get install libmysqlclient-dev python3-dev 解决了mysqlclient问题以后,重新安装 flask-mysqldb即可。 pip install flask-mysqldb
数据库连接设置
在 Flask-SQLAlchemy 中,数据库使用URL指定,而且程序使用的数据库必须保存到Flask配置对象的 SQLALCHEMY_DATABASE_URI 键中
config.py,配置文件代码:
class Config(object): DEBUG = True SECRET_KEY = "*(%#4sxcz(^(#$#8423" # 数据库链接配置: #数据类型://登录账号:登录密码@数据库主机IP:数据库访问端口/数据库名称 SQLALCHEMY_DATABASE_URI = "mysql://root:123@127.0.0.1:3306/flask_students"
- 其他设置:
# 动态追踪修改设置,如未设置只会提示警告 SQLALCHEMY_TRACK_MODIFICATIONS = True #查询时会显示原始SQL语句 SQLALCHEMY_ECHO = True
- 配置完成需要去 MySQL 中创建项目所使用的数据库
$ mysql -uroot -p123 mysql > create database flask_students charset=utf8mb4;
常用的SQLAlchemy字段类型
类型名 | python中类型 | 说明 |
---|---|---|
Integer | int | 普通整数,一般是32位 |
SmallInteger | int | 取值范围小的整数,一般是16位 |
BigInteger | int或long | 不限制精度的整数 |
Float | float | 浮点数 |
Numeric | decimal.Decimal | 普通数值,一般是32位 |
String | str | 变长字符串 |
Text | str | 变长字符串,对较长或不限长度的字符串做了优化 |
Unicode | unicode | 变长Unicode字符串 |
UnicodeText | unicode | 变长Unicode字符串,对较长或不限长度的字符串做了优化 |
Boolean | bool | 布尔值 |
Date | datetime.date | 日期 |
Time | datetime.datetime | 日期和时间 |
LargeBinary | str | 二进制文件 |
常用的SQLAlchemy列选项
选项名 | 说明 |
---|---|
primary_key | 如果为True,代表表的主键 |
unique | 如果为True,代表这列不允许出现重复的值 |
index | 如果为True,为这列创建索引,提高查询效率 |
nullable | 如果为True,允许有空值,如果为False,不允许有空值 |
default | 为这列定义默认值 |
常用的SQLAlchemy关系选项
选项名 | 说明 |
---|---|
backref | 在关系的另一模型中添加反向引用,用于设置外键名称,在1查多的 |
primary join | 明确指定两个模型之间使用的连表条件 |
uselist | 如果为False,不使用列表,而使用标量值 |
order_by | 指定关系中记录的排序方式 |
secondary | 指定多对多关系中关系表的名字 |
secondary join | 在SQLAlchemy中无法自行决定时,指定多对多关系中的二级连表条件 |
数据库基本操作
- 在Flask-SQLAlchemy中,插入、修改、删除操作,均由数据库会话管理。 会话用 db.session 表示。在准备把数据写入数据库前,要先将数据添加到会话中然后调用 commit() 方法提交会话。
-
最基本的查询是返回表中所有数据,可以通过过滤器进行更精确的数据库查询。
定义模型类
我们后面会把模型创建到单独的文件中,但是现在我们先把模型类写在manage.py文件中。
from flask import Flask from config import Config app = Flask(__name__,template_folder='templates') app.config.from_object(Config) """模型的创建""" from flask_sqlalchemy import SQLAlchemy db = SQLAlchemy(app) class Course(db.Model): # 定义表名 __tablename__ = 'tb_course' # 定义字段对象 id = db.Column(db.Integer, primary_key=True) name = db.Column(db.String(64), unique=True) price = db.Column(db.Numeric(6,2)) # repr()方法类似于django的__str__,用于打印模型对象时显示的字符串信息 def __repr__(self): return 'Course:%s'% self.name class Student(db.Model): __tablename__ = 'tb_student' id = db.Column(db.Integer, primary_key=True) name = db.Column(db.String(64), unique=True) email = db.Column(db.String(64),unique=True) age = db.Column(db.SmallInteger) sex = db.Column(db.Boolean,default=1) def __repr__(self): return 'Student:%s' % self.name class Teacher(db.Model): __tablename__ = 'tb_teacher' id = db.Column(db.Integer, primary_key=True) name = db.Column(db.String(64), unique=True) def __repr__(self): return 'Teacher:%s' % self.name @app.route("/") def index(): return "ok" if __name__ == '__main__': app.run()
模型之间的关联
一对多
class Course(db.Model): ... teacher_id = db.Column(db.Integer, db.ForeignKey('tb_teacher.id')) class Teacher(db.Model): ... # 课程与老师之间的关联 courses = db.relationship('Course', backref='teacher', lazy='subquery') ...
- 其中realtionship描述了Course和Teacher的关系。第一个参数为对应参照的类"Course"
- 第二个参数backref为类Teacher申明新属性的方法
- 第三个参数lazy决定了什么时候SQLALchemy从数据库中加载数据 如果设置为子查询方式(subquery),则会在加载完Teacher对象后,就立即加载与其关联的对象,这样会让总查询数量减少,但如果返回的条目数量很多,就会比较慢 设置为 subquery 的话,teacher.courses 返回所有当前老师关联的课程列表
-
设置为 dynamic 的话,Teacher.courses返回查询对象,并没有做真正的查询,可以利用查询对象做其他逻辑,比如:先排序再返回结果
多对多
achievement = db.Table('tb_achievement', db.Column('student_id', db.Integer, db.ForeignKey('tb_student.id')), db.Column('course_id', db.Integer, db.ForeignKey('tb_course.id')) ) class Course(db.Model): ... students = db.relationship('Student',secondary=achievement, backref='courses', lazy='dynamic') class Student(db.Model): ...
常用的SQLAlchemy查询过滤器
过滤器 | 说明 |
---|---|
filter() | 把过滤器添加到原查询上,返回一个新查询 |
filter_by() | 把等值过滤器添加到原查询上,返回一个新查询 |
limit() | 使用指定的值限定原查询返回的结果 |
offset() | 偏移原查询返回的结果,返回一个新查询 |
order_by() | 根据指定条件对原查询结果进行排序,返回一个新查询 |
group_by() | 根据指定条件对原查询结果进行分组,返回一个新查询 |
常用的SQLAlchemy查询结果的方法
方法 | 说明 |
---|---|
all() | 以列表形式返回查询的所有结果 |
first() | 返回查询的第一个结果,如果未查到,返回None |
first_or_404() | 返回查询的第一个结果,如果未查到,返回404 |
get() | 返回指定主键对应的行,如不存在,返回None |
get_or_404() | 返回指定主键对应的行,如不存在,返回404 |
count() | 返回查询结果的数量 |
paginate() | 返回一个Paginate对象,它包含指定范围内的结果 |
创建和删除表
创建表
db.create_all() # 注意,create_all()方法执行的时候,需要放在模型的后面 # 上面这段语句,后面我们需要转移代码到flask-script的自定义命令中。 # 执行了一次以后,需要注释掉。
删除表
db.drop_all()
数据操作
添加一条数据
student1 = Student(name='xiaoming') db.session.add(student1) db.session.commit() #再次插入一条数据 student2 = Role(name='xiaohong') db.session.add(student2) db.session.commit()
一次插入多条数据
st1 = Student(name='wang',email='wang@163.com',age=22) st2 = Student(name='zhang',email='zhang@189.com',age=22) st3 = Student(name='chen',email='chen@126.com',age=22) st4 = Student(name='zhou',email='zhou@163.com',age=22) st5 = Student(name='tang',email='tang@163.com',age=22) st6 = Student(name='wu',email='wu@gmail.com',age=22) st7 = Student(name='qian',email='qian@gmail.com',age=22) st8 = Student(name='liu',email='liu@163.com',age=22) st9 = Student(name='li',email='li@163.com',age=22) st10 = Student(name='sun',email='sun@163.com',age=22) db.session.add_all([st1,st2,st3,st4,st5,st6,st7,st8,st9,st10]) db.session.commit()
filter_by精确查询
例如:返回名字等于wang的所有人
Student.query.filter_by(name='xiaoming').all()
first()返回查询到的第一个对象【first获取一条数据,all获取多条数据】
Student.query.first()
all()返回查询到的所有对象
Student.query.all()
filter模糊查询,返回名字结尾字符为g的所有数据。
Student.query.filter(Student.name.endswith('g')).all()
get():参数为主键,如果主键不存在没有返回内容
Student.query.get()
逻辑非,返回名字不等于wang的所有数据
Student.query.filter(Student.name!='wang').all()
not_ 相当于取反
from sqlalchemy import not_ Student.query.filter(not_(Student.name=='wang')).all()
逻辑与,需要导入and,返回and()条件满足的所有数据
from sqlalchemy import and_ Student.query.filter(and_(Student.name!='wang',Student.email.endswith('163.com'))).all()
逻辑或,需要导入or_
from sqlalchemy import or_ Student.query.filter(or_(Student.name!='wang',Student.email.endswith('163.com'))).all()
查询数据后删除
student = Student.query.first() db.session.delete(student) db.session.commit()
更新数据
student = Student.query.first() student.name = 'dong' db.session.commit()
关联查询
假设:老师和课程的关系是一对多的关系,一个老师可以授课多个课程,一个课程只由一个老师授课。
- 查询老师授课的所有课程
#查询讲师表id为1的老师 teacher = Teacher.query.get(1) #查询当前老师的所有课程, 根据模型中关联关系来查询数据 print(teacher.courses)
- 查询课程所属讲师
course = Course.query.get(2) print(course) # 根据外键只能查询到ID数值, SQLAlchemy不会帮我们把ID转换成模型 print( course.teacher_id ) # 要获取外键对应的模型数据,需要找到主键模型里面的 db.relationship 里面的 backref print( course.teacher.name )
数据库迁移
- 在开发过程中,需要修改数据库模型,而且还要在修改之后更新数据库。最直接的方式就是删除旧表,但这样会丢失数据。
- 更好的解决办法是使用数据库迁移框架,它可以追踪数据库模式的变化,然后把变动应用到数据库中。
- 在Flask中可以使用Flask-Migrate扩展,来实现数据迁移。并且集成到Flask-Script中,所有操作通过命令就能完成。
- 为了导出数据库迁移命令,Flask-Migrate提供了一个MigrateCommand类,可以附加到flask-script的manager对象上。
首先要在虚拟环境中安装Flask-Migrate。
pip install flask-migrate
代码文件内容:
from flask import Flask from config import Config from flask_migrate import Migrate,MigrateCommand from flask_script import Manager,Command app = Flask(__name__,template_folder='templates') app.config.from_object(Config) manage = Manager(app) """模型的创建""" from flask_sqlalchemy import SQLAlchemy db = SQLAlchemy(app) #第一个参数是Flask的实例,第二个参数是Sqlalchemy数据库实例 migrate = Migrate(app,db) #manager是Flask-Script的实例,这条语句在flask-Script中添加一个db命令 manage.add_command('db',MigrateCommand) # 多对多的关系 # 关系表的声明方式 achieve = db.Table('tb_achievement', db.Column('student_id', db.Integer, db.ForeignKey('tb_student.id')), db.Column('course_id', db.Integer, db.ForeignKey('tb_course.id')) ) class Course(db.Model): # 定义表名 __tablename__ = 'tb_course' # 定义字段对象 id = db.Column(db.Integer, primary_key=True) name = db.Column(db.String(64), unique=True) price = db.Column(db.Numeric(6,2)) teacher_id = db.Column(db.Integer, db.ForeignKey('tb_teacher.id')) students = db.relationship('Student', secondary=achieve, backref='courses', lazy='subquery') # repr()方法类似于django的__str__,用于打印模型对象时显示的字符串信息 def __repr__(self): return 'Course:%s'% self.name class Student(db.Model): __tablename__ = 'tb_student' id = db.Column(db.Integer, primary_key=True) name = db.Column(db.String(64), unique=True) email = db.Column(db.String(64),unique=True) age = db.Column(db.SmallInteger,nullable=False) sex = db.Column(db.Boolean,default=1) def __repr__(self): return 'Student:%s' % self.name class Teacher(db.Model): __tablename__ = 'tb_teacher' id = db.Column(db.Integer, primary_key=True) name = db.Column(db.String(64), unique=True) # 课程与老师之间的多对一关联 courses = db.relationship('Course', backref='teacher', lazy='subquery') def __repr__(self): return 'Teacher:%s' % self.name @app.route("/") def index(): return "ok" if __name__ == '__main__': manage.run()
创建迁移版本仓库
#这个命令会创建migrations文件夹,所有迁移文件都放在里面。 python main.py db init
创建迁移版本
- 自动创建迁移版本有两个函数 upgrade():函数把迁移中的改动应用到数据库中。
- downgrade():函数则将改动删除。
python main.py db migrate -m 'initial migration' # 这里等同于django里面的 makemigrations,生成迁移版本文件
升级版本库的版本
python main.py db upgrade
降级版本库的版本
python main.py db downgrade
版本库的历史管理
可以根据history命令找到版本号,然后传给downgrade命令:
python manage.py db history 输出格式:<base> -> 版本号 (head), initial migration
回滚到指定版本
python manage.py db downgrade # 默认返回上一个版本 python manage.py db downgrade 版本号 # 返回到指定版本号对应的版本
数据迁移的步骤:
1. 初始化数据迁移的目录 python manage.py db init 2. 数据库的数据迁移版本初始化 python manage.py db migrate -m 'initial migration' 3. 升级版本[创建表/创建字段/修改字段] python manage.py db upgrade 4. 降级版本[删除表/删除字段/恢复字段] python manage.py db downgrade
模块推荐
文档: https://faker.readthedocs.io/en/master/locales/zh_CN.html
github: https://github.com/joke2k/faker
flask-session
允许设置session到指定存储的空间中, 文档:
安装命令: https://pythonhosted.org/Flask-Session/
pip install flask-Session
使用session之前,必须配置一下配置项:
SECRET_KEY = "*(%#4sxcz(^(#$#8423" # session秘钥
redis保存session的基本配置
配置文件信息:
import redis class Config(object): DEBUG = True SECRET_KEY = "*(%#4sxcz(^(#$#8423" # 数据库链接配置: #数据类型://登录账号:登录密码@数据库主机IP:数据库访问端口/数据库名称 SQLALCHEMY_DATABASE_URI = "mysql://root:123@127.0.0.1:3306/flask_students" # 设置mysql的错误跟踪信息显示 SQLALCHEMY_TRACK_MODIFICATIONS = True # 打印每次模型操作对应的SQL语句 SQLALCHEMY_ECHO = True # 把session保存到redis中 # session存储方式为redis SESSION_TYPE="redis" # 如果设置session的生命周期是否是会话期, 为True,则关闭浏览器session就失效 SESSION_PERMANENT = False # 是否对发送到浏览器上session的cookie值进行加密 SESSION_USE_SIGNER = False # 保存到redis的session数的名称前缀 SESSION_KEY_PREFIX = "session:" # session保存数据到redis时启用的链接对象 SESSION_REDIS = redis.Redis(host='127.0.0.1', port='6379') # 用于连接redis的配置
主文件信息main.py,代码:
from flask import Flask from config import Config from flask_session import Session from flask import session app = Flask(__name__,template_folder='templates') app.config.from_object(Config) Session(app) @app.route("/") def index(): return "ok" @app.route("/set_session") def set_session(): """设置session""" session["username"] = "小明" return "ok" if __name__ == '__main__': app.run()
SQLAlchemy存储session的基本配置
需要手动创建session表,在项目第一次启动的时候,使用
db.create_all()来完成创建。
db = SQLAlchemy(app) app.config['SESSION_TYPE'] = 'sqlalchemy' # session类型为sqlalchemy app.config['SESSION_SQLALCHEMY'] = db # SQLAlchemy对象 app.config['SESSION_SQLALCHEMY_TABLE'] = 'session' # session要保存的表名称 app.config['SESSION_PERMANENT'] = True # 如果设置为True,则关闭浏览器session就失效。 app.config['SESSION_USE_SIGNER'] = False # 是否对发送到浏览器上session的cookie值进行加密 app.config['SESSION_KEY_PREFIX'] = 'session:' # 保存到session中的值的前缀 Session(app)
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