20.Python笔记之SqlAlchemy使用

Date:2016-03-27
Title:20.Python笔记之SqlAlchemy使用
Tags:python
Category:Python

作者：刘耀
博客：www.liuyao.me

一、SQLAlchemy

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。

ORM方法论基于三个核心原则：

简单：以最基本的形式建模数据。

传达性：数据库结构被任何人都能理解的语言文档化。

精确性：基于数据模型创建正确标准化了的结构。

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：

'数据库类型+数据库驱动名称://用户名:口令@机器地址:端口号/数据库名'

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

注：

2.7版本使用mysqldb
3.5版本使用pymysql
请用pip或者源码包安装，确保环境可以正常使用。**
确保远程数据库服务器可以正常使用，并且拥有全新可以远程登录，
例如：
登录数据库：mysql -uroot	-p
创建数据库：create database liuyao;
授权库：grant all on liuyao.* to liuyao@"%" identified by 'liuyao';
更新：flush privileges;

1.基本操作：

1）链接数据库：create_engine()

engine = create_engine("mysql+mysqldb://liuyao:liuyao@121.42.195.15:3306/liuyao", max_overflow=5)

create_engine() 会返回一个数据库引擎，
mysql+mysqldb”指定了使用 MySQL-Python 来连接，
使用用户名‘liuyao’和密码‘liuyao’来链接数据库
121.42.195.15是数据库链接地址可以是localhost，127.0.0.1
‘liuyao’是数据库名
max_overflow是最大连接数
其他方法：
“charset”指定了连接时使用的字符集（可省略）=utf8
 echo 参数为 True 时，会显示每条执行的 SQL 语句，生产环境下可关闭。

2）字段和数据类型及操作方法

在sqlalchemy.schema包里有数据库关系的描述，列举几个最常用的：

字段：Column

索引：Index

表：Table

数据类型在sqlalchemy.types包，列举几个最常用的:

二进制：BIGINT

布尔：BOOLEAN

字符：CHAR

可变字符：VARCHAR

日期：DATETIME

其他方法 execute,update,insert,select,delete,join等 自行补脑

3)创建表结构

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。

from sqlalchemy import create_engine, Table, Column, Integer, /
String, MetaData, ForeignKey
import MySQLdb
#创建数据库连接
engine = create_engine("mysql+mysqldb://liuyao:liuyao@121.42.195.15:3306/liuyao", max_overflow=5)
# 获取元数据
metadata = MetaData()
# 定义表
user = Table('user', 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)),
	)
# 创建数据表，如果数据表存在，则忽视
metadata.create_all(engine)
结果：
mysql> show tables;
+------------------+
| Tables_in_liuyao |
+------------------+
| color            |
| user             |
+------------------+
2 rows in set (0.00 sec)

3）插入一条数据

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 python3
#coding:utf8
from sqlalchemy import create_engine

engine = create_engine("mysql+mysqldb://liuyao:liuyao@121.42.195.15:3306/
liuyao", max_overflow=5)
engine.execute(
	"INSERT INTO liuyao.color(id, name) VALUES ('1', 'liuyao');"
)
result = engine.execute('select * from color')
print(result.fetchall())
结果：
[(1L, 'liuyao'), (2L, 'v1')]

4) 增删改查

先创建数据库

#!/usr/bin/env python3
#coding:utf8
from sqlalchemy import create_engine, Table, Column, Integer, String,MetaData, ForeignKey
metadata = MetaData()	
#创建数据库引擎
engine = create_engine("mysql+mysqldb://liuyao:liuyao@121.42.195.15:3306/
liuyao", max_overflow=5)
conn = engine.connect()
#创建一个表叫做user 在liuyao库里
user = Table('user', 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)),
)		
metadata.create_all(engine)

增加

# 创建SQL语句，INSERT INTO "user" (id, name) VALUES (:id, :name)
conn.execute(user.insert(),{'id':7,'name':'seven'})
conn.close()
# 或者按照下面的方式创建
# sql = user.insert().values(id=123, name='wu')
# conn.execute(sql)	
# conn.close()
结果：
mysql> show tables;
+------------------+
| Tables_in_liuyao |
+------------------+
| color            |
| user             |
+------------------+
2 rows in set (0.00 sec)

mysql> select * from user;
+----+-------+
| id | name  |
+----+-------+
|  7 | seven |
+----+-------+
1 row in set (0.00 sec)

删除

#删除一条user表里的 条件是id大于1的
sql = user.delete().where(user.c.id > 1)
#执行
conn.execute(sql)
#关闭链接
conn.close()
结果：
mysql> select * from user;
Empty set (0.00 sec)

mysql> 
#因表里只有一条数据，删除之后，没有任何数据存在

修改/更新

先创建几条数据步骤略
显示如下：
mysql> select * from user;
+----+--------+
| id | name   |
+----+--------+
|  1 | liuyao |
|  2 | liuyao |
|  3 | yaoyao |
|  4 | yao    |
+----+--------+
4 rows in set (0.00 sec)
#更新
#把名字为liuyao的修改为no1
sql = user.update().where(user.c.name == 'liuyao').values(name='no1')
conn.execute(sql)
conn.close()
结果：
mysql> select * from user;
+----+--------+
| id | name   |
+----+--------+
|  1 | no1    |
|  2 | no1    |
|  3 | yaoyao |
|  4 | yao    |
+----+--------+
4 rows in set (0.00 sec)

查询

注：请导入查询模块

from sqlalchemy import select 其他模块同上
#查询user表里的内容
sql = select([user, ])
res =conn.execute(sql)
print res.fetchall()
conn.close()
结果：
[(1L, 'no1'), (2L, 'no1'), (3L, 'yaoyao'), (4L, 'yao')]
#查询user表下的id
sql = select([user.c.id, ])
res =conn.execute(sql)
print res.fetchall()
conn.close()
结果:
[(1L,), (2L,), (3L,), (4L,)]
#查询user表和color表的name，条件是user表的id1=color的id1
sql = select([user.c.name, color.c.name]).where(user.c.id==color.c.id)
结果：
[('no1', 'liuyao'), ('no1', 'v1')]
#查询user表的name，并按照条件排序
#按照名字排序	
sql = select([user.c.name]).order_by(user.c.name)
res =conn.execute(sql)
print res.fetchall()
conn.close()
结果：
[('no1',), ('no1',), ('yao',), ('yaoyao',)]
#按照id排序
sql = select([user.c.name]).order_by(user.c.id)
res =conn.execute(sql)
print res.fetchall()
conn.close()
结果：
[('no1',), ('no1',), ('yaoyao',), ('yao',)]
#查询user表的name，并按照条件分组
sql = select([user]).group_by(user.c.name)
res =conn.execute(sql)
print res.fetchall()
conn.close()
结果：
[(1L, 'no1'), (4L, 'yao'), (3L, 'yaoyao')]
#按照id
结果：
[(1L, 'no1'), (2L, 'no1'), (3L, 'yaoyao'), (4L, 'yao')]

5）继承SqlORM类来操作数据库

#!/usr/bin/env python3
#coding:utf8
from sqlalchemy import create_engine
from sqlalchemy.ext.declarative import declarative_base
from sqlalchemy import Column, Integer, String
from  sqlalchemy.orm import sessionmaker
Base = declarative_base() #生成一个SqlORM 基类
engine = create_engine("mysql+mysqldb://liuyao:liuyao@121.42.195.15:3306/liuyao",echo=True)
#echo如果为True，那么当他执行整个代码的数据库的时候会显示过程
#创建一个类继承Base基类
class Host(Base):
	#表名为hosts
	__tablename__ = 'hosts'
	#表结构
	#primary_key等于主键
	#unique唯一
	#nullable非空
	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)

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

if __name__ == '__main__':
	SessionCls = sessionmaker(bind=engine)
	#bind绑定
	#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 
	session = SessionCls()
	#插入字段
	h1 = Host(hostname='qd115',ip_addr='115.29.51.8')
	h2 = Host(hostname='ubuntu',ip_addr='139.129.5.191',port=80)
	h3 = Host(hostname='mysql',ip_addr='121.42.195.15',port=3306)
	#添加一个
	#session.add(h3)
	#可以添加多个字段
	session.add_all( [h1,h2,h3])
	#修改字段名字,只要没提交,此时修改也没问题
	#h2.hostname = 'ubuntu_test'
	#支持数据回滚
	#session.rollback()
	#提交
	session.commit()

结果：
mysql> select * from hosts;
+----+----------+---------------+------+
| id | hostname | ip_addr       | port |
+----+----------+---------------+------+
|  1 | qd115    | 115.29.51.8   |   22 |
|  2 | ubuntu   | 139.129.5.191 |   80 |
|  4 | mysql    | 121.42.195.15 | 3306 |
+----+----------+---------------+------+
3 rows in set (0.00 sec)

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。

6.继承类式增删改查：

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。

Query对象可以返回可迭代的值(iterator value)，然后我们可以通过for in来查询。不过Query对象的all()、one()以及first()方法将返回非迭代值(non-iterator value)，比如说all()返回的是一个列表first()方法限制并仅作为标量返回结果集的第一条记录：

1)先创建相关数据库

#!/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
#创建数据库
engine = create_engine("mysql+mysqldb://liuyao:liuyao@121.42.195.15:3306/liuyao", max_overflow=5)
#生成一个SqlORM 基类
Base = declarative_base()	
#定义表结构
class User(Base):
	#表名
	__tablename__ = 'users'
	#定义id,主键唯一,
	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)
#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
Session = sessionmaker(bind=engine)
session = Session()
#获取session，然后把对象添加到session，
#最后提交并关闭。Session对象可视为当前数据库连接。

2.增加

########### 增 ##########
#定义一个字段
zengjia = User(id=2, name='sbliuyao')
#添加字段
session.add(zengjia)
#添加多个字段
session.add_all([
	User(id=3, name='sbyao'),
	User(id=4, name='liuyao')
])
#提交以上操作
session.commit()

结果：
mysql> select * from users;
+----+----------+
| id | name     |
+----+----------+
|  2 | sbliuyao |
|  3 | sbyao    |
|  4 | liuyao   |
+----+----------+
3 rows in set (0.00 sec)

3.删除

# ########## 删除 ##########
#删除user表，id大于2的字段
session.query(User).filter(User.id > 2).delete()
session.commit()
结果：
mysql> select * from users;
+----+----------+
| id | name     |
+----+----------+
|  2 | sbliuyao |
+----+----------+
1 row in set (0.00 sec)

4.修改

因上次操作已经删除好多数据
请重新执行插入字段操作
session.add_all([
	User(id=3, name='sbyao'),
	User(id=4, name='liuyao'),
	User(id=5, name='mayun')
])
session.commit()
结果：
mysql> select * from users;
+----+----------+
| id | name     |
+----+----------+
|  2 | sbliuyao |
|  3 | sbyao    |
|  4 | liuyao   |
|  5 | mayun    |
+----+----------+
4 rows in set (0.00 sec)

在执行以下操作
#user表里的id等于2的字段修改为id=6
session.query(User).filter(User.id == 2).update({'id' : 6})
session.commit()
结果：
mysql> select * from users;
+----+----------+
| id | name     |
+----+----------+
|  3 | sbyao    |
|  4 | liuyao   |
|  5 | mayun    |
|  6 | sbliuyao |
+----+----------+
4 rows in set (0.00 sec)
其他方法：
#把user表里id大于2的name全部换成woshiyaoge
session.query(User).filter(User.id > 2).update({'name' :'woshiyaoge'})
session.commit()

mysql> select * from users;
+----+------------+
| id | name       |
+----+------------+
|  3 | woshiyaoge |
|  4 | woshiyaoge |
|  5 | woshiyaoge |
|  6 | woshiyaoge |
+----+------------+
4 rows in set (0.00 sec)

5.查询

数据库如下：
mysql> select * from users;
+----+------------+
| id | name       |
+----+------------+
|  3 | woshiyaoge |
|  4 | woshiyaoge |
|  5 | woshiyaoge |
|  6 | woshiyaoge |
|  7 | sbyao      |
|  8 | liuyao     |
|  9 | mayun      |
+----+------------+
7 rows in set (0.00 sec)

方式1：

#查询user表下面name=liuyao的字段
ret = session.query(User).filter_by(name='liuyao').all()
#打印实例
print ret
for i in ret:
#打印结果
print(i.id,i.name,)
结果：
[<__main__.User object at 0x0000000002F55860>]
(8L, 'liuyao')
这种查询方法可以返回一个User对象以及它的name属性字段的值。

方式2：
#查询user表里字段是name=liuyao的第一条数据
ret = session.query(User).filter_by(name='liuyao').first()
print ret.name
print ret.id
结果：
liuyao
8

方式3：
#查询user表里字段是name是liuyao或者mayun的信息打印出来
ret = session.query(User).filter(User.name.in_(['liuyao','mayun'])).all()
print ret
for i in ret:
	print(i.name,i.id)
结果：
[<__main__.User object at 0x00000000030F1E48>, <__main__.User object at 0x000000000311D8D0>]
('liuyao', 8L)
('mayun', 9L)

方式4：
#可以给返回的结果起一个别名，或者叫标签：可有可无
ret = session.query(User.name.label('')).all()
print ret,type(ret)
这里的关键是label方法，它的意思是把User的name字段改个名字叫name_label，
其相当于执行以下的SQL语句：
SELECT users.name AS name_label
FROM users
结果：
[('woshiyaoge',), ('woshiyaoge',), ('woshiyaoge',), ('woshiyaoge',), ('sbyao',), ('liuyao',), ('mayun',)] <type 'list'>

方式5：
#查询User表根据id排序
ret = session.query(User).order_by(User.id).all()
print ret
for i in ret:
print(i.name)
结果：
[<__main__.User object at 0x00000000031978D0>, <__main__.User object at 0x0000000003197978>, <__main__.User object at 0x00000000031979E8>, <__main__.User object at 0x0000000003197A58>, <__main__.User object at 0x000000000316BE10>, <__main__.User object at 0x000000000316BE48>, <__main__.User object at 0x0000000003197940>]
woshiyaoge
woshiyaoge
woshiyaoge
woshiyaoge
sbyao
liuyao
mayun

方式6：
#查询user表里根据id排序输入0到3的字段
ret = session.query(User).order_by(User.id)[0:3]
print ret
for i in ret:
print(i.name)
结果：
[<__main__.User object at 0x00000000030F59E8>, <__main__.User object at 0x00000000030C9E80>, <__main__.User object at 0x00000000030C9C88>]
woshiyaoge
woshiyaoge
woshiyaoge
方式7：
# 创建Query查询，filter是where条件，最后调用one()返回唯一行，如果调用all()则返回所有行:
user = session.query(User).filter(User.id=='5').one()
#打印类型和对象的name属性:
print 'type:', type(user)
print 'name:', user.name

7.外键关联

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。

1）一对多(一个User可以有多个Address)

外键引用relationship()

例:
#!/usr/bin/env python3
#coding:utf8
#导入所需模块
from sqlalchemy import create_engine,func
from sqlalchemy.ext.declarative import declarative_base
from sqlalchemy import Column, Integer, String,ForeignKey
from  sqlalchemy.orm import sessionmaker,relationship
#生成sqlorm基类
Base = declarative_base()
#创建数据库连接 
engine = create_engine("mysql+mysqldb://liuyao:liuyao@121.42.195.15:3306/liuyao", max_overflow=5)
#目的是一个人可以拥有多本书，那么在数据库里的一对多关系
class User(Base):
	#表名
	__tablename__ = 'user'
	#id字段
	id = Column(String(20), primary_key=True)
	#名字字段
	name = Column(String(20))
	# 一对多:#内容不是表名而是定义的表结构名字
	books = relationship('Book')
class Book(Base):
	#表面
	__tablename__ = 'book'
	#id字段
	id = Column(String(20), primary_key=True)
	#名字字段
	name = Column(String(20))
	# “多”的一方的book表是通过外键关联到user表的:
	#ForeignKey是外键 关联user表的id字段
	user_id = Column(String(20), ForeignKey('user.id'))
#创建所需表
Base.metadata.create_all(engine)

if __name__ == '__main__':
	#绑定,生成回话
	SessionCls = sessionmaker(bind=engine)
	session = SessionCls()
	#创建用户
	liuyao = User(id='1',name='liuyao')
	ali=User(id='2',name='ali')
	#添加字段
	session.add_all([liuyao,ali])
	#提交
	session.commit()
	#创建白鹿原这本书，指定谁是拥有者
	Whitedeer = Book(id='1',name='White_deer',user_id = '1')
	#创建三体这本书，指定谁是拥有者
	Threebody = Book(id='2',name='Three_body',user_id = '2')
	#添加字段
	session.add_all([Whitedeer,Threebody])
	#提交
	session.commit()

结果：

表：
mysql> show tables;
+------------------+
| Tables_in_liuyao |
+------------------+
| book             |
| user             |
+------------------+
 rows in set (0.00 sec)

user表：
mysql> select * from user;
+----+--------+
| id | name   |
+----+--------+
| 1  | liuyao |
| 2  | ali    |
+----+--------+
2 rows in set (0.00 sec)

book表#已经显示关联哪个user表id
mysql> select * from book;
+----+------------+---------+
| id | name       | user_id |
+----+------------+---------+
| 1  | White_deer | 1       |
| 2  | Three_body | 2       |
+----+------------+---------+
2 rows in set (0.00 sec)

2）多对多

建立一个双向一对多关系,“反向”是一个许多人,指定一个额外的relationship()函数
并连接两个使用relationship.back_populates参数
简单来说, relationship函数是sqlalchemy对关系之间提供的一种便利的调用方式, backref参数则对关系提供反向引用的声明。在最新版本的sqlalchemy中对relationship引进了back_populates参数。

先创建数据库：

#!/usr/bin/env python3
#coding:utf8
from sqlalchemy import Column, Sequence, String, Integer, ForeignKey
from sqlalchemy import create_engine # 导入创建连接驱动
from sqlalchemy.ext.declarative import declarative_base
from sqlalchemy.orm import sessionmaker
from sqlalchemy.orm import relationship, backref
# 这个url可以用urlparse解析, 其中echo=True表示执行时显示sql语句
engine = create_engine("mysql+mysqldb://liuyao:liuyao@121.42.195.15:3306/liuyao", max_overflow=5)
#生成了declarative基类, 以后的model继承此类
Base = declarative_base()
class Parent(Base):
	__tablename__ = 'parent'
	id = Column(Integer, primary_key=True)
	name = Column(String(64),unique=True,nullable=False)
	children = relationship("Child", back_populates="parent")
class Child(Base):
	__tablename__ = 'child'
	id = Column(Integer, primary_key=True)
	name = Column(String(64),unique=True,nullable=False)
	parent_id = Column(Integer, ForeignKey('parent.id'))
	parent = relationship("Parent", back_populates="children")
Base.metadata.create_all(engine) #创建所有表结构
if __name__ == '__main__':
SessionCls = sessionmaker(bind=engine)
#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
session = SessionCls()
mama = Parent(id='1',name='mamaxx')
baba = Parent(id='2',name='babaoo')
session.add_all([mama,baba])
# onesb = Child(id='1',name='onesb',parent_id='2')
# twosb = Child(id='2',name='twosb',parent_id='2')
#session.add_all([onesb,twosb])
session.commit()

3.）多对多之三表外键关联

#!/usr/bin/env python3
#coding:utf8
from sqlalchemy import create_engine,func,Table
from sqlalchemy.ext.declarative import declarative_base
from sqlalchemy import Column, Integer, String,ForeignKey
from  sqlalchemy.orm import sessionmaker,relationship
Base = declarative_base()
#关系表
Host2Group = Table('host_2_group',Base.metadata,
               Column('host_id',ForeignKey('hosts.id'),primary_key=True),
               Column('group_id',ForeignKey('group.id'),primary_key=True),
               )
engine = create_engine("mysql+mysqldb://liuyao:liuyao@121.42.195.15:3306/liuyao", max_overflow=5)
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)
	groups = relationship('Group',
                      secondary= Host2Group,
                      backref = 'host_list')
class Group(Base):
	__tablename__ = 'group'
	id = Column(Integer,primary_key=True)
	name = Column(String(64),unique=True,nullable=False)

if __name__ == '__main__':
	SessionCls = sessionmaker(bind=engine)
	session = SessionCls()
	g1 = Group(name='g1')
	g2 = Group(name='g2')
	g3 = Group(name='g3')
	g4 = Group(name='g4')
	session.add_all([g1,g2,g3,g4])
	session.commit()