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python Day 2 - 编写数据库模块
在一个Web App中,所有数据,包括用户信息、发布的日志、评论等,都存储在数据库中。在awesome-python-app中,我们选择MySQL作为数据库。
Web App里面有很多地方都要访问数据库。访问数据库需要创建数据库连接、游标对象,然后执行SQL语句,最后处理异常,清理资源。这些访问数据库的代码如果分散到各个函数中,势必无法维护,也不利于代码复用。
此外,在一个Web App中,有多个用户会同时访问,系统以多进程或多线程模式来处理每个用户的请求。假设以多线程为例,每个线程在访问数据库时,都必须创建仅属于自身的连接,对别的线程不可见,否则,就会造成数据库操作混乱。
所以,我们还要创建一个简单可靠的数据库访问模型,在一个线程中,能既安全又简单地操作数据库。
为什么不选择SQLAlchemy?SQLAlchemy太庞大,过度地面向对象设计导致API太复杂。
所以我们决定自己设计一个封装基本的SELECT、INSERT、UPDATE和DELETE操作的db模块:transwarp.db
。
设计db接口
设计底层模块的原则是,根据上层调用者设计简单易用的API接口,然后,实现模块内部代码。
假设transwarp.db
模块已经编写完毕,我们希望以这样的方式来调用它:
首先,初始化数据库连接信息,通过create_engine()
函数:
from transwarp import dbdb.create_engine(user=‘root‘, password=‘password‘, database=‘test‘, host=‘127.0.0.1‘, port=3306)
然后,就可以直接操作SQL了。
如果需要做一个查询,可以直接调用select()
方法,返回的是list,每一个元素是用dict表示的对应的行:
users = db.select(‘select * from user‘)# users =># [# { "id": 1, "name": "Michael"},# { "id": 2, "name": "Bob"},# { "id": 3, "name": "Adam"}# ]
如果要执行INSERT、UPDATE或DELETE操作,执行update()
方法,返回受影响的行数:
n = db.update(‘insert into user(id, name) values(?, ?)‘, 4, ‘Jack‘)
update()
函数签名为:
update(sql, *args)
统一用?
作为占位符,并传入可变参数来绑定,从根本上避免SQL注入攻击。
每个select()
或update()
调用,都隐含地自动打开并关闭了数据库连接,这样,上层调用者就完全不必关心数据库底层连接。
但是,如果要在一个数据库连接里执行多个SQL语句怎么办?我们用一个with语句实现:
with db.connection(): db.select(‘...‘) db.update(‘...‘) db.update(‘...‘)
如果要在一个数据库事务中执行多个SQL语句怎么办?我们还是用一个with语句实现:
with db.transaction(): db.select(‘...‘) db.update(‘...‘) db.update(‘...‘)
实现db模块
由于模块是全局对象,模块变量是全局唯一变量,所以,有两个重要的模块变量:
# db.py# 数据库引擎对象:class _Engine(object): def __init__(self, connect): self._connect = connect def connect(self): return self._connect()engine = None# 持有数据库连接的上下文对象: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()
由于_db_ctx
是threadlocal
对象,所以,它持有的数据库连接对于每个线程看到的都是不一样的。任何一个线程都无法访问到其他线程持有的数据库连接。
有了这两个全局变量,我们继续实现数据库连接的上下文,目的是自动获取和释放连接:
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()
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