SQL Databases

特點(diǎn)是什么摸袁？（得空補(bǔ)充）

NoSQL Databases

特點(diǎn)是什么靶擦？（得空補(bǔ)充）

SQL or NoSQL?

相比各自的優(yōu)勢(shì)是什么？（得空補(bǔ)充）

Python Database Frameworks

• 你可以使用哪些數(shù)據(jù)庫(kù)
  不管是否開源的數(shù)據(jù)庫(kù)桥狡，F(xiàn)lask都有對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)引擎的package比如：MySQL缨伊、 Postgres、 SQLite蘸秘、 Redis官卡、MongoDB 或 CouchDB。

• 你還可以使用什么
  如果這些還不夠醋虏，還有一些數(shù)據(jù)庫(kù)抽象層package比如SQLAlchemy寻咒、 MongoEngine能讓你在更高的層次操作數(shù)據(jù)（以對(duì)象形式）而非以table、document颈嚼、query languages的形式毛秘。

• 選擇數(shù)據(jù)庫(kù)有哪些參考依據(jù)

  • 易用性：SQL Vs NoSQL, 后者當(dāng)然完勝了
  • 效率：后者在對(duì)象到數(shù)據(jù)庫(kù)模型轉(zhuǎn)化中會(huì)有一定開銷，但這可以忽略不計(jì)，反過(guò)來(lái)叫挟，后者對(duì)生成率的促進(jìn)遠(yuǎn)超過(guò)造成的開銷艰匙。
  • 可移植性：盡管很多數(shù)據(jù)庫(kù)抽象層只提供對(duì)一種數(shù)據(jù)庫(kù)的支持，但是有的更高層次的數(shù)據(jù)庫(kù)抽象層幾乎支持所有的數(shù)據(jù)庫(kù)抹恳，比如：SQLAlchemy ORM员凝。
  • Flask集成：如果能以Flask的extension的形式存在意味著可以省去很多手寫的代碼。

• 本書選擇的數(shù)據(jù)庫(kù)
  綜上奋献，本書選擇Flask-SQLAlchemy（作為SQLAlchemy的擴(kuò)展）作為數(shù)據(jù)庫(kù)工具健霹。

使用Flask-SQLAlchemy進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)管理

Flask-SQLAlchemy是一個(gè)使用了SQLAlchemy的擴(kuò)展。 SQLAlchemy 是一個(gè)強(qiáng)大的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)框架秽荞，它能夠支持多種數(shù)據(jù)庫(kù)并提供了高層的ORM和底層的原生數(shù)據(jù)庫(kù)操作骤公。

• 安裝

(venv) $ pip install flask-sqlalchemy

• 數(shù)據(jù)庫(kù)URL
  在Flask-SQLAlchemy中，數(shù)據(jù)庫(kù)被表示為一個(gè)URL扬跋，如下所示：

  MySQL mysql://username:password@hostname/database
  Postgres postgresql://username:password@hostname/database
  SQLite (Unix) sqlite:////absolute/path/to/database
  SQLite (Windows) sqlite:///c:/absolute/path/to/database

  hostname對(duì)應(yīng)一臺(tái)主機(jī)阶捆，username和password好理解，對(duì)于sqlite數(shù)據(jù)庫(kù)是沒(méi)有用戶名密碼的钦听，所以它只是目錄下的一個(gè)文件而已洒试。

• 配置
  數(shù)據(jù)庫(kù)URL被在配置在: SQLALCHEMY_DATABASE_URI，還有另一個(gè)重要的屬性被配置在SQLALCHEMY_COMMIT_ON_TEARDOWN（ 用來(lái)在每次請(qǐng)求結(jié)束時(shí)候提交數(shù)據(jù)庫(kù)改動(dòng)朴上，通常設(shè)置為True）垒棋。

• 實(shí)例
  如下是一個(gè)配置SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)的例子, db實(shí)例化了一個(gè)SQLAlchemy對(duì)象并提供了所有Flask-SQLAlchemy具備的功能：

import os
#..
from flask.ext.sqlalchemy import SQLAlchemy
basedir = os.path.abspath(os.path.dirname(__file__))
app = Flask(__name__)
app.config['SQLALCHEMY_DATABASE_URI'] =\
    'sqlite:///' + os.path.join(basedir, 'data.sqlite')
app.config['SQLALCHEMY_COMMIT_ON_TEARDOWN'] = True
db = SQLAlchemy(app)

Model定義

class Role(db.Model):
    __tablename__ = 'roles'
    id = db.Column(db.Integer, primary_key=True) 
    name = db.Column(db.String(64), unique=True)

    def __repr__(self):
        return '<Role %r>' % self.name

class User(db.Model):
    __tablename__ = 'users'
    id = db.Column(db.Integer, primary_key=True)
    username = db.Column(db.String(64), unique=True, index=True)
    
    def __repr__(self):
        return '<User %r>' % self.username

類變量 __tablename__ 定義了表名（盡管默認(rèn)會(huì)有名字，但是是非復(fù)數(shù)形式的不太好）痪宰，所有的屬性都定義為db.Column的實(shí)例對(duì)象叼架，db.Column的第一個(gè)參數(shù)是類別第二個(gè)參數(shù)是可選配置參數(shù)（所有table都要有primary key），__repr__()方法是為了方便調(diào)試和測(cè)試用衣撬。

Relationships

如下示例展示了一個(gè)一對(duì)多的關(guān)系(對(duì)于配置的理解不深先照樣寫吧乖订！)，該書附錄了一張表格列出了db.relationship常用的配置參數(shù)說(shuō)明具练，需要時(shí)參考：

class Role(db.Model): 
    # ...
    users = db.relationship('User', backref='role')

class User(db.Model):
    # ...
    role_id = db.Column(db.Integer, db.ForeignKey('roles.id'))

Database操作

學(xué)習(xí)這些數(shù)據(jù)庫(kù)操作的的最好辦法是在Python Shell中乍构，如下幾個(gè)部分將開始學(xué)習(xí)最常見的數(shù)據(jù)庫(kù)操作（本章前面的構(gòu)建model的代碼應(yīng)用到hello.py中）：

# shell方式需要安裝flask-script,create_all會(huì)創(chuàng)建所有的model
(venv) $ python hello.py shell 
>>> from hello import db
>>> db.create_all()

#重新設(shè)計(jì)表結(jié)構(gòu)以后需要drop掉之前的表
>>> db.drop_all()
>>> db.create_all()

>>> from hello import Role, User
>>> admin_role = Role(name='Admin')
>>> mod_role = Role(name='Moderator')
>>> user_role = Role(name='User')
>>> user_john = User(username='john', role=admin_role) 
>>> user_susan = User(username='susan', role=user_role) 
>>> user_david = User(username='david', role=user_role)

# 因?yàn)闆](méi)有commit所有的對(duì)象都還沒(méi)有id
>>> print(admin_role.id) None
>>> print(mod_role.id) None
>>> print(user_role.id) None

# 用db.session管理對(duì)象的持續(xù)化
>>> db.session.add(admin_role)
>>> db.session.add(mod_role)
>>> db.session.add(user_role)
>>> db.session.add(user_john)
>>> db.session.add(user_susan)
>>> db.session.add(user_david)

>>> db.session.commit()

# 數(shù)據(jù)已經(jīng)提交帶數(shù)據(jù)庫(kù)
>>> print(admin_role.id) 1
>>> print(mod_role.id) 2
>>> print(user_role.id) 3

# 修改屬性
 >>> admin_role.name = 'Administrator'
>>> db.session.add(admin_role)
>>> db.session.commit()

# 刪除
>>> db.session.delete(mod_role)
>>> db.session.commit()

# 查詢
 >>> Role.query.all()
[<Role u'Administrator'>, <Role u'User'>]
>>> User.query.all()
[<User u'john'>, <User u'susan'>, <User u'david'>]

# 過(guò)濾器
 >>> User.query.filter_by(role=user_role).all()
[<User u'susan'>, <User u'david'>]

# 查詢方法和過(guò)濾器是多種多樣的，該書列出了兩個(gè)表格可供查詢扛点，參考page61.

# 還可以獲取到原生的查詢語(yǔ)句
>>> str(User.query.filter_by(role=user_role))
'SELECT users.id AS users_id, users.username AS users_username,
users.role_id AS users_role_id FROM users WHERE :param_1 = users.role_id'

# 注意哥遮，關(guān)閉了shell窗口以后，意味著你要重新import db陵究、Role,重新構(gòu)建之前定義過(guò)的對(duì)象眠饮，如下：
>>> from hello import db
>>> from hello import Role
>>> user_role = Role.query.filter_by(name='User').first()

# 關(guān)聯(lián)查詢
 >>> users = user_role.users
>>> users
[<User u'susan'>, <User u'david'>]
>>> users[0].role
<Role u'User'>

# 如上查詢，如果想要應(yīng)用filter是不行的铜邮。因?yàn)閡ser_role.usres已經(jīng)調(diào)用了all()方法君仆，要使用filter需要在py中進(jìn)行修改：

class Role(db.Model): 
# ...
users = db.relationship('User', backref='role', lazy='dynamic') 
# ...

>>> user_role.users.order_by(User.username).all()
[<User u'david'>, <User u'susan'>]
>>> user_role.users.count()
2

Python Shell集成Model

如果每次打開Shell都要手動(dòng)導(dǎo)入未免太繁瑣了，F(xiàn)lask-Script提供了配置可以自動(dòng)導(dǎo)入對(duì)象：

from flask.ext.script import Shell
def make_shell_context():
    return dict(app=app, db=db, User=User, Role=Role)

manager.add_command("shell", Shell(make_context=make_shell_context))

在View Functions中操作數(shù)據(jù)庫(kù)

將數(shù)據(jù)庫(kù)操作應(yīng)用到View Function中，如下是一個(gè)例子：

index.py

@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
        form.name.data = ''

        return redirect(url_for('index'))
    return render_template('index.html',
        form = form, name = session.get('name'), known = session.get('known', False))

templates/index.html

{% extends "commonBase.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 %}

使用Flask-Migrate來(lái)做數(shù)據(jù)庫(kù)的Migrations

開發(fā)進(jìn)行到一定階段返咱，你會(huì)發(fā)現(xiàn)model的結(jié)構(gòu)需要發(fā)生改變钥庇，F(xiàn)lask-SQLAlchemy從Model來(lái)構(gòu)建數(shù)據(jù)庫(kù)表結(jié)構(gòu)只會(huì)發(fā)生在以前表不存在的時(shí)候，當(dāng)然你也可以不管數(shù)據(jù)丟失先刪除數(shù)據(jù)庫(kù)咖摹。

更好的做法是使用數(shù)據(jù)庫(kù)遷移框架评姨，就像代碼能夠進(jìn)行版本控制一樣，一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)遷移框架能夠跟蹤數(shù)據(jù)庫(kù)的變化萤晴，并且漸進(jìn)的應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)的改變吐句。

SQLAlchemy的開發(fā)者寫了一個(gè)名叫Alembic的框架，但是我們并不打算直接使用它店读，而是使用Flask-Migrate extension擴(kuò)展來(lái)和Flask-Script集成嗦枢，全部通過(guò)命令行來(lái)達(dá)到目的。

Creating a Migration Repository

(venv) $ pip install flask-migrate

如下展示而來(lái)該擴(kuò)展的配置方式：

from flask.ext.migrate import Migrate, MigrateCommand 
# ...
migrate = Migrate(app, db)
manager.add_command('db', MigrateCommand)

使用db的子命令來(lái)構(gòu)建一個(gè)資源庫(kù)：

  (venv) $ python index.py db init

Creating a Migration Script

Alembic migrations能夠有手動(dòng)和自動(dòng)兩種模式可用屯断。

手動(dòng)的migration要?jiǎng)?chuàng)建空的工具方法upgrade()和downgrade()文虏，自動(dòng)migration會(huì)自動(dòng)查找當(dāng)前數(shù)據(jù)庫(kù)和model definitions的不同之處來(lái)完成upgrade()和downgrade()。

一個(gè)自動(dòng) migration 的例子：

(venv) $ python index.py db migrate -m "initial migration"

Upgrading the Database

一旦migration完成殖演，你就可以通過(guò)db upgrade 來(lái)更新數(shù)據(jù)庫(kù)了氧秘，你可以把data.sqlite刪除以后再執(zhí)行命令。

(venv) $ python hello.py db upgrade

貫穿全書都會(huì)圍繞migration來(lái)推進(jìn)趴久，本書只是簡(jiǎn)單介紹丸相，后面有更詳細(xì)的內(nèi)容。