python Day 2 - 編寫資料庫模組

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在一個Web App中，所有資料，包括使用者資訊、發布的日誌、評論等，都儲存在資料庫中。在awesome-python-app中，我們選擇MySQL作為資料庫。

Web App裡面有很多地方都要訪問資料庫。訪問資料庫需要建立資料庫連接、遊標對象，然後執行SQL語句，最後處理異常，清理資源。這些訪問資料庫的代碼如果分散到各個函數中，勢必無法維護，也不利於代碼複用。

此外，在一個Web App中，有多個使用者會同時訪問，系統以多進程或多線程模式來處理每個使用者的請求。假設以多線程為例，每個線程在訪問資料庫時，都必須建立僅屬於自身的串連，對別的線程不可見，否則，就會造成資料庫操作混亂。

所以，我們還要建立一個簡單可靠的資料庫訪問模型，在一個線程中，能既安全又簡單地操作資料庫。

為什麼不選擇SQLAlchemy？SQLAlchemy太龐大，過度地物件導向設計導致API太複雜。

所以我們決定自己設計一個封裝基本的SELECT、INSERT、UPDATE和DELETE操作的db模組：transwarp.db。

設計db介面

設計底層模組的原則是，根據上層調用者設計簡單易用的API介面，然後，實現模組內部代碼。

假設transwarp.db模組已經編寫完畢，我們希望以這樣的方式來調用它：

首先，初始化資料庫連接資訊，通過create_engine()函數：

from transwarp import dbdb.create_engine(user=‘root‘, password=‘password‘, database=‘test‘, host=‘127.0.0.1‘, port=3306)

然後，就可以直接操作SQL了。

如果需要做一個查詢，可以直接調用select()方法，返回的是list，每一個元素是用dict表示的對應的行：

users = db.select(‘select * from user‘)# users =># [#     { "id": 1, "name": "Michael"},#     { "id": 2, "name": "Bob"},#     { "id": 3, "name": "Adam"}# ]

如果要執行INSERT、UPDATE或DELETE操作，執行update()方法，返回受影響的行數：

n = db.update(‘insert into user(id, name) values(?, ?)‘, 4, ‘Jack‘)

update()函數簽名為：

 

update(sql, *args)

統一用?作為預留位置，並傳入可變參數來綁定，從根本上避免SQL注入攻擊。

每個select()或update()調用，都隱含地自動開啟並關閉了資料庫連接，這樣，上層調用者就完全不必關心資料庫底層串連。

但是，如果要在一個資料庫連接裡執行多個SQL語句怎麼辦？我們用一個with語句實現：

with db.connection():    db.select(‘...‘)    db.update(‘...‘)    db.update(‘...‘)

如果要在一個資料庫事務中執行多個SQL語句怎麼辦？我們還是用一個with語句實現：

with db.transaction():    db.select(‘...‘)    db.update(‘...‘)    db.update(‘...‘)

實現db模組

由於模組是全域對象，模組變數是全域唯一變數，所以，有兩個重要的模組變數：

# db.py# 資料庫引擎對象:class _Engine(object):    def __init__(self, connect):        self._connect = connect    def connect(self):        return self._connect()engine = None# 持有資料庫連接的內容物件:class _DbCtx(threading.local):    def __init__(self):        self.connection = None        self.transactions = 0    def is_init(self):        return not self.connection is None    def init(self):        self.connection = _LasyConnection()        self.transactions = 0    def cleanup(self):        self.connection.cleanup()        self.connection = None    def cursor(self):        return self.connection.cursor()_db_ctx = _DbCtx()

由於_db_ctx是threadlocal對象，所以，它持有的資料庫連接對於每個線程看到的都是不一樣的。任何一個線程都無法訪問到其他線程持有的資料庫連接。

有了這兩個全域變數，我們繼續實現資料庫連接的上下文，目的是自動擷取和釋放串連：

class _ConnectionCtx(object):    def __enter__(self):        global _db_ctx        self.should_cleanup = False        if not _db_ctx.is_init():            _db_ctx.init()            self.should_cleanup = True        return self    def __exit__(self, exctype, excvalue, traceback):        global _db_ctx        if self.should_cleanup:            _db_ctx.cleanup()def connection():    return _ConnectionCtx()

 

python Day 2 - 編寫資料庫模組