HelloDjango 第 04 篇：Django 迁移、操作数据库

文中涉及的示例代码，已同步更新到 HelloGitHub-Team 仓库

我们已经编写了博客数据库模型的代码，但那还只是 Python 代码而已，django 还没有把它翻译成数据库语言，因此实际上这些数据库表还没有真正的在数据库中创建。

迁移数据库

为了让 django 完成翻译，创建好这些数据库表，我们再一次请出我的工程管理助手 manage.py。切换到 manage.py 文件所在的目录（项目根目录）下，分别运行 pipenv run python manage.py makemigrations 和 pipenv run python manage.py migrate 命令：

> pipenv run python manage.py makemigrations
Migrations for 'blog':
  blog\migrations\0001_initial.py
    - Create model Category
    - Create model Tag
    - Create model Post
    
> pipenv run python manage.py migrate
Operations to perform:
  Apply all migrations: admin, auth, blog, contenttypes, sessions
Running migrations:
  Applying contenttypes.0001_initial... OK
  Applying auth.0001_initial... OK
  Applying admin.0001_initial... OK
  Applying admin.0002_logentry_remove_auto_add... OK
  Applying admin.0003_logentry_add_action_flag_choices... OK
  Applying contenttypes.0002_remove_content_type_name... OK
  Applying auth.0002_alter_permission_name_max_length... OK
  Applying auth.0003_alter_user_email_max_length... OK
  Applying auth.0004_alter_user_username_opts... OK
  Applying auth.0005_alter_user_last_login_null... OK
  Applying auth.0006_require_contenttypes_0002... OK
  Applying auth.0007_alter_validators_add_error_messages... OK
  Applying auth.0008_alter_user_username_max_length... OK
  Applying auth.0009_alter_user_last_name_max_length... OK
  Applying auth.0010_alter_group_name_max_length... OK
  Applying auth.0011_update_proxy_permissions... OK
  Applying blog.0001_initial... OK
  Applying sessions.0001_initial... OK

当我们执行了 python manage.py makemigrations 后，django 在 blog 应用的 migrations\ 目录下生成了一个 0001_initial.py 文件，这个文件是 django 用来记录我们对模型做了哪些修改的文件。目前来说，我们在 models.py 文件里创建了 3 个模型类，django 把这些变化记录在了 0001_initial.py 里。

不过此时还只是告诉了 django 我们做了哪些改变，为了让 django 真正地为我们创建数据库表，接下来又执行了 python manage.py migrate 命令。django 通过检测应用中 migrations\ 目录下的文件，得知我们对数据库做了哪些操作，然后它把这些操作翻译成数据库操作语言，从而把这些操作作用于真正的数据库。

你可以看到命令的输出除了 Applying blog.0001_initial... OK 外，django 还对其它文件做了操作。这是因为除了我们自己建立的 blog 应用外，django 自身还内置了很多应用，这些应用本身也是需要存储数据的。可以在 settings.py 的 INSTALLED_APP 设置里看到这些应用，当然我们目前不必关心这些。

blogproject/settings.py

INSTALLED_APPS = [
    'django.contrib.admin',
    'django.contrib.auth',
    'django.contrib.contenttypes',
    'django.contrib.sessions',
    'django.contrib.messages',
    'django.contrib.staticfiles',
    'blog',
]

对于了解数据库语言的人，你可以运行下面的命令看看 django 究竟为我们做了什么：

> pipenv run python manage.py sqlmigrate blog 0001

你将看到输出了经 django 翻译后的数据库表创建语句，这有助于你理解 django ORM 的工作机制。

选择数据库版本

我们没有安装任何的数据库软件，django 就帮我们迁移了数据库。这是因为我们使用了 Python 内置的 SQLite3 数据库。

SQLite3 是一个十分轻巧的数据库，它仅有一个文件。你可以看一到项目根目录下多出了一个 db.sqlite3 的文件，这就是 SQLite3 数据库文件，django 博客的数据都会保存在这个数据库文件里。

django 在 settings.py 里为我们做了一些默认的数据库配置：

blogproject/settings.py

## 其它配置选项...
DATABASES = {
    'default': {
        'ENGINE': 'django.db.backends.sqlite3',
        'NAME': os.path.join(BASE_DIR, 'db.sqlite3'),
    }
}
## 其它配置选项...

可以看到默认的数据库引擎就是使用的 SQLite3。

当然一些人倾向于使用 MySQL 等大型数据库，至于 django 如何配置 MySQL 这里就不赘述了，你可以自行使用搜索引擎或者查阅 django 的官方文档解决。对于一个小型博客而言，SQLite3 数据库足以胜任。

用 django 的方式操作数据库

数据库最主要的操作就是往里面存入数据、从中取出数据、修改已保存的数据和删除不再需要的数据（合称 CURD）。和创建数据库表一样，django 为这些操作提供了一整套方法，从而把我们从数据库语言中解放出来。我们不用学习如何利用数据库语言去完成这些操作，只要简单地调用几个 Python 函数就可以满足我们的需求。

存数据

先在命令行中来探索一下这些函数，感受一下如何用 django 的方式来操作数据库。在 manage.py 所在目录下运行 pipenv run python manage.py shell 命令：

> pipenv run python manage.py shell
Python 3.6.4 (v3.6.4:d48eceb, Dec 19 2017, 06:54:40) [MSC v.1900 64 bit (AMD64)] on win32
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
(InteractiveConsole)
>>>

这打开了一个交互式命令行。

首先我们来创建一个分类和一个标签：

>>> from blog.models import Category, Tag, Post
>>> c = Category(name='category test')
>>> c.save()
>>> t = Tag(name='tag test')
>>> t.save()

我们首先导入 3 个之前写好的模型类，然后实例化了一个 Category 类和一个 Tag 类，为他们的属性 name 赋了值。为了让 django 把这些数据保存进数据库，调用实例的 save 方法即可。

再创建一篇文章试试，但创建文章之前，我们需要先创建一个 User，用于指定文章的作者。创建 User 的命令 django 已经帮我们写好了，依然是通过 manage.py 来运行。首先按住 Ctrl + c 退出命令交互栏（一次退不出就连续多按几次），运行 pipenv run python manage.py createsuperuser 命令并根据提示创建用户：

> pipenv run python manage.py createsuperuser
Username (leave blank to use 'zmrenwu@163.com'): myuser
Email address: a@aa.com
Password:
Password (again):
Superuser created successfully.

运行 python manage.py createsuperuser 开始创建用户，之后会提示你输入用户名、邮箱、密码和确认密码，按照提示输入即可。注意一点的是密码输入过程中不会有任何字符显示，不要误以为你的键盘出问题了，正常输入即可。最后出现 Superuser created successfully. 说明用户创建成功了。

再次运行 python manage.py shell 进入 Python 命令交互栏，开始创建文章：

>>> from blog.models import Category, Tag, Post
>>> from django.utils import timezone
>>> from django.contrib.auth.models import User

>>> user = User.objects.get(username='myuser')
>>> c = Category.objects.get(name='category test')

>>> p = Post(title='title test', body='body test', created_time=timezone.now(), modified_time=timezone.now(), category=c, author=user)
>>> p.save()

由于我们重启了 shell，因此需要重新导入了 Category、Tag、Post 以及 User。我们还导入了一个 django 提供的辅助模块 timezone，这是因为我们需要调用它的 now() 方法为 created_time 和 modified_time 指定时间，容易理解 now 方法返回当前时间。然后我们根据用户名和分类名，通过 get 方法取出了存在数据库中的 User 和 Category（取数据的方法将在下面介绍）。接着我们为文章指定了 title、body 、created_time、modified_time值，并把它和前面创建的 Category 以及 User 关联了起来。允许为空 excerpt、tags 我们就没有为它们指定值了。

注意：

我们这里使用 get 方法根据 Category 的 name 属性的值获取分类的一条记录。Category.objects.get(name='category test') 的含义是从数据库中取出 name 的值为 category test 的分类记录。确保数据库中只有一条值为 category test 的记录，否则 get 方法将返回一个 MultipleObjectsReturned 异常。如果你不小心已经存了多条记录，请删掉多余的记录。如何删除数据请看下文。

取数据

数据已经存入数据库了，现在要把它们取出来看看：

>>> Category.objects.all()
<QuerySet [<Category: Category object>]>
>>> Tag.objects.all()
<QuerySet [<Tag: Tag object>]>
>>> Post.objects.all()
<QuerySet [<Post: Post object>]>
>>>

objects 是我们的模型管理器，它为我们提供一系列从数据库中取数据方法，这里我们使用了 all 方法，表示我们要把对应的数据全部取出来。可以看到 all 方法都返回了数据，这些数据应该是我们之前存进去的，但是显示的字符串有点奇怪，无法看出究竟是不是我们之前存入的数据。为了让显示出来的数据更加人性化一点，我们为 3 个模型分别增加一个 __str__ 方法：

blog/models.py

class Category(models.Model):
    ...

    def __str__(self):
        return self.name
    
class Tag(models.Model):
    ...

    def __str__(self):
		return self.name
    
class Post(models.Model):
	...
    
    def __str__(self):
        return self.title

定义好 __str__ 方法后，解释器显示的内容将会是 __str__ 方法返回的内容。这里 Category 返回分类名 name ，Tag 返回标签名，而 Post 返回它的 title。

先按 Ctrl + c 退出 Shell，再重新运行 python manage.py shell 进入 Shell。

>>> from blog.models import Category, Tag, Post
>>> Category.objects.all()
<QuerySet [<Category: category test>]>

>>> Tag.objects.all()
<QuerySet [<Tag: tag test>]>

>>> Post.objects.all()
<QuerySet [<Post: title test>]>

>>> Post.objects.get(title='title test')
<Post: title test>

可以看到返回的是我们之前存入的数据。

此外我们在创建文章时提到了通过 get 方法来获取数据，这里 all 方法和 get 方法的区别是：all 方法返回全部数据，是一个类似于列表的数据结构（QuerySet）；而 get 返回一条记录数据，如有多条记录或者没有记录，get 方法均会抛出相应异常。

改数据

尝试修改数据：

>>> c = Category.objects.get(name='category test')
>>> c.name = 'category test new'
>>> c.save()
>>> Category.objects.all()
<QuerySet [<Category: test category new>]>

首先通过 get 方法根据分类名 name 获取值为 category test 到分类，修改它的 name 属性为新的值 category test new，然后调用 save 方法把修改保存到数据库，之后可以看到数据库返回的数据已经是修改后的值了。Tag、Post 的修改也一样。

删数据

删除掉数据：

>>> p = Post.objects.get(title='title test')
>>> p
<Post: title test>
>>> p.delete()
(1, {'blog.Post_tags': 0, 'blog.Post': 1})
>>> Post.objects.all()
<QuerySet []>

先根据标题 title 的值从数据库中取出 Post，保存在变量 p 中，然后调用它的 delete 方法，最后看到 Post.objects.all() 返回了一个空的 QuerySet（类似于一个列表），表明数据库中已经没有 Post，Post 已经被删除了。

这就是 django 对数据库增、删、改、查的操作。除了上述演示的方法外，django 还为我们提供了大量其它的方法，这些方法有一部分会在教程中使用，用到时我会讲解它们的用法。但以后你开发自己的项目时，你就需要通过阅读 django 的官方文档 来了解有哪些方法可用以及如何使用它们。