flask web开发笔记 -- 数据库

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关系数据库基于关系，有主键、外键等。它存储数据高效，避免了重复；修改数据方便。缺点是连接的成本过高。

NoSQL尽量避免连接，但是增加了数据冗余，修改数据麻烦，不过查询快速。

对于中小型的应用，两者的效率差别不大。

python数据库框架

Flask对数据库没有限制，你可以使用MySQL, Postgres, SQLite, Redis, MongoDB或CouchDB等。另外还有数据抽象层SQLAlchemy和MongoEngine等。

选择数据库时需要关注：

• 易用性：抽象层，比如ORM(object-relational mapper)或者ODM(object-document mapper)通常更有优势。

• 性能：通常ORM或ODM因为需要多一次转换，性能更低，但是影响不是很大。

• 移植性：要注意不同数据库和云平台等的移植性。

• Flask集成：使用Flask的扩展通常更好。

使用Flask-SQLAlchemy进行数据库管理

安装pip install flask-sqlalchemy。各种数据的链接形式如下：

下面我们示例一下连接sqlite：

from flask.ext.sqlalchemy import SQLAlchemy
basedir = os.path.abspath(os.path.dirname(__file__))app = Flask(__name__)app.config[‘SECRET_KEY‘] = ‘hard to guess string‘app.config[‘SQLALCHEMY_DATABASE_URI‘] =\    ‘sqlite:///‘ + os.path.join(basedir, ‘data.sqlite‘)app.config[‘SQLALCHEMY_COMMIT_ON_TEARDOWN‘] = True

SQLALCHEMY_COMMIT_ON_TEARDOWN会在每次请求结束后自动提交数据库改变。

模型定义

模型是应用程序使用的持久性实体。ORM下模型通常是Python类的属性和数据库表的列的对应。定义示例如下：

class Role(db.Model):
    __tablename__ = ‘roles‘
    id = db.Column(db.Integer, primary_key=True)
    name = db.Column(db.String(64), unique=True)
    users = db.relationship(‘User‘, backref=‘role‘, lazy=‘dynamic‘)

    def __repr__(self):
        return ‘<Role %r>‘ % self.nameclass User(db.Model):
    __tablename__ = ‘users‘
    id = db.Column(db.Integer, primary_key=True)
    username = db.Column(db.String(64), unique=True, index=True)
    role_id = db.Column(db.Integer, db.ForeignKey(‘roles.id‘))

    def __repr__(self):
        return ‘<User %r>‘ % self.username

最常用的SQLAlchemy列类型如下：

最常见的SQLAlchemy选项：

关系

上面有两行是表示关系：

users = db.relationship(‘User‘, backref=‘role‘)role_id = db.Column(db.Integer, db.ForeignKey(‘roles.id‘))

Role类中的users属性代表关系基于对象的视图。能返回指定角色的相关人员列表。db.relationship()中如果对方表还没有定义好，可以用字符串表示。backref定义了反向关系，给User模型添加了role属性，它可以对象的形式代替Role模型的外键role_id。当外键由多个组成时，还需要考虑一些其他参数：

数据库操作

创建表

$  python hello.py shell

In [1]: from hello import db

In [2]: db.create_all()In [3]: db.drop_all()In [4]: db.create_all()

第一次执行db.create_all()的时候会生成data.sqlite文件。

插入行

先插入一些角色和用户。

In [1]: from hello import Role, User

In [2]: admin_role = Role(name=‘Admin‘)In [3]: mod_role = Role(name=‘Moderator‘)In [4]: user_role = Role(name=‘User‘)In [5]: user_john = User(username=‘john‘, role=admin_role)In [6]: user_susan = User(username=‘susan‘, role=user_role)In [7]: user_david = User(username=‘david‘, role=user_role)

现在上述角色和用户是没有写入数据库的：

In [8]: print(admin_role.id)NoneIn [9]: print(mod_role.id)NoneIn [10]: print(user_role.id)None

下面写入数据库：

In [12]: from hello import db

In [13]: db.session.add_all([admin_role, mod_role, user_role,user_john, user_susan, user_david])In [14]: db.session.commit()In [15]: print(admin_role.id)1In [16]: print(mod_role.id)2In [17]: print(user_role.id)3

注意这里session表示数据库会话。另外也可以单条的形式写入：db.session.add(admin_role)。db.session.commit()会按事务形式操作，db.session.rollback()还支持回滚。

修改行

add()可用于更新行：

In [18]: admin_role.name = ‘Administrator‘In [19]: db.session.add(admin_role)In [20]: db.session.commit()

删除行

add()可用于更新行：

In [21]: db.session.delete(mod_role)In [22]: db.session.commit()

查询行

In [23]: Role.query.all()Out[23]: [<Role u‘Administrator‘>, <Role u‘User‘>]n [24]: User.query.all()Out[24]: [<User u‘john‘>, <User u‘susan‘>, <User u‘david‘>]In [25]: User.query.filter_by(role=user_role).all()Out[25]: [<User u‘susan‘>, <User u‘david‘>]In [26]: str(User.query.filter_by(role=user_role))Out[26]: 实际的sql语句In [27]: user_role = Role.query.filter_by(name=‘User‘).first()In [28]: user_role
Out[28]: <Role u‘User‘>In [29]: users = user_role.users

In [30]: users
Out[30]: <sqlalchemy.orm.dynamic.AppenderBaseQuery at 0x7f57338b4690>In [31]: users[0].role
Out[31]: <Role u‘User‘>In [32]: user_role.users.order_by(User.username).all()Out[32]: [<User u‘david‘>, <User u‘susan‘>]In [33]: user_role.users.count
Out[33]: <bound method AppenderBaseQuery.count of <sqlalchemy.orm.dynamic.AppenderBaseQuery object at 0x7f57338b4e50>>

注意app/models.py中的定义：

users = db.relationship(‘User‘, backref=‘role‘, lazy=‘dynamic‘)

上面的dynamic是一定要指定的，要不然后面不能指定其他过滤条件，默认查询所有，负担比较重。

在视图函数中使用数据库

可以在hello.py的视图函数直接使用使用数据库，修改如下：

import osfrom flask import Flask, render_template, session, redirect, url_forfrom flask.ext.script import Managerfrom flask.ext.bootstrap import Bootstrapfrom flask.ext.moment import Momentfrom flask.ext.wtf import Formfrom wtforms import StringField, SubmitFieldfrom wtforms.validators import Requiredfrom flask.ext.sqlalchemy import SQLAlchemy

basedir = os.path.abspath(os.path.dirname(__file__))app = Flask(__name__)app.config[‘SECRET_KEY‘] = ‘hard to guess string‘app.config[‘SQLALCHEMY_DATABASE_URI‘] =\    ‘sqlite:///‘ + os.path.join(basedir, ‘data.sqlite‘)app.config[‘SQLALCHEMY_COMMIT_ON_TEARDOWN‘] = Truemanager = Manager(app)bootstrap = Bootstrap(app)moment = Moment(app)db = SQLAlchemy(app)class Role(db.Model):
    __tablename__ = ‘roles‘
    id = db.Column(db.Integer, primary_key=True)
    name = db.Column(db.String(64), unique=True)
    users = db.relationship(‘User‘, backref=‘role‘, lazy=‘dynamic‘)

    def __repr__(self):
        return ‘<Role %r>‘ % self.nameclass User(db.Model):
    __tablename__ = ‘users‘
    id = db.Column(db.Integer, primary_key=True)
    username = db.Column(db.String(64), unique=True, index=True)
    role_id = db.Column(db.Integer, db.ForeignKey(‘roles.id‘))

    def __repr__(self):
        return ‘<User %r>‘ % self.usernameclass NameForm(Form):
    name = StringField(‘What is your name?‘, validators=[Required()])
    submit = SubmitField(‘Submit‘)@app.errorhandler(404)def page_not_found(e):
    return render_template(‘404.html‘), 404@app.errorhandler(500)def internal_server_error(e):
    return render_template(‘500.html‘), 500@app.route(‘/‘, methods=[‘GET‘, ‘POST‘])def index():
    form = NameForm()
    if form.validate_on_submit():
        user = User.query.filter_by(username=form.name.data).first()
        if user is None:
            user = User(username=form.name.data)
            db.session.add(user)
            session[‘known‘] = False
        else:
            session[‘known‘] = True
        session[‘name‘] = form.name.data        return redirect(url_for(‘index‘))
    return render_template(‘index.html‘, form=form, name=session.get(‘name‘),
                           known=session.get(‘known‘, False))if __name__ == ‘__main__‘:
    manager.run()

模板也需要进行相应的修改：

{% extends "base.html" %}{% import "bootstrap/wtf.html" as wtf %}{% block title %}Flasky{% endblock %}{% block page_content %}<div class="page-header">
    <h1>Hello, {% if name %}{{ name }}{% else %}Stranger{% endif %}!</h1>
    {% if not known %}
    <p>Pleased to meet you!</p>
    {% else %}
    <p>Happy to see you again!</p>
    {% endif %}</div>{{ wtf.quick_form(form) }}{% endblock %}

与python shell集成

在hello.py增加：

from flask.ext.script import Manager, Shelldef make_shell_context():
    return dict(app=app, db=db, User=User, Role=Role)manager.add_command("shell", Shell(make_context=make_shell_context))

执行结果

$ python hello.py shell

In [1]: app
Out[1]: <Flask ‘hello‘>In [2]: db
Out[2]: <SQLAlchemy engine=‘sqlite:////home/andrew/flasky/data.sqlite‘>In [3]: User
Out[3]: __main__.User

使用Flask-Migrate进行数据迁移

flask-migrate基于Alembic，安装：pip install flask-migrate。加入数据迁移一般只需要添加几行：

$ python hello.py shellfrom flask.ext.migrate import Migrate, MigrateCommand# ...migrate = Migrate(app, db)manager.add_command(‘db‘, MigrateCommand)

下面创建数据迁移目录：

$ python hello.py db init
  Creating directory /home/andrew/flasky/migrations ... done
  Creating directory /home/andrew/flasky/migrations/versions ... done
  Generating /home/andrew/flasky/migrations/env.pyc ... done
  Generating /home/andrew/flasky/migrations/script.py.mako ... done
  Generating /home/andrew/flasky/migrations/README ... done
  Generating /home/andrew/flasky/migrations/alembic.ini ... done
  Generating /home/andrew/flasky/migrations/env.py ... done
  Please edit configuration/connection/logging settings in
  ‘/home/andrew/flasky/migrations/alembic.ini‘ before proceeding.

创建自动迁移脚本：

python hello.py db migrate -m "initial migration"INFO [alembic.migration] Context impl SQLiteImpl.INFO [alembic.migration] Will assume non-transactional DDL.INFO [alembic.autogenerate] Detected added table ‘roles‘INFO [alembic.autogenerate] Detected added table ‘users‘INFO [alembic.autogenerate.compare] Detected added index‘ix_users_username‘ on ‘[‘username‘]‘Generating /home/flask/flasky/migrations/versions/1bc594146bb5_initial_migration.py...done$ python hello.py db upgrade
INFO [alembic.migration] Context impl SQLiteImpl.INFO [alembic.migration] Will assume non-transactional DDL.INFO [alembic.migration] Running upgrade None -> 1bc594146bb5, initial migration

Alembic的手工创建脚本使用命令revision，自动创建使用命令migrate。手工创建生成空的upgrade()和downgrade()，自动创建则可能丢失东西。

参考资料

• Comparison_of_web_application_frameworks

• Flask web framework

• 作者博客：http://my.oschina.net/u/1433482
  

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