当前位置: 首页 > article >正文

Python数据库编程与ORM

Python数据库编程与ORM一、数据库连接基础Python通过DB-API 2.0规范PEP 249统一了数据库接口。不同数据库使用不同的驱动但API一致。import sqlite3# SQLite内置无需安装conn sqlite3.connect(example.db)cursor conn.cursor()# 创建表cursor.execute(CREATE TABLE IF NOT EXISTS users (id INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,name TEXT NOT NULL,email TEXT UNIQUE,age INTEGER,created_at TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP))# 插入数据使用参数化查询防止SQL注入cursor.execute(INSERT INTO users (name, email, age) VALUES (?, ?, ?),(Alice, aliceexample.com, 30))# 批量插入users [(Bob, bobexample.com, 25),(Charlie, charlieexample.com, 35),(Diana, dianaexample.com, 28),]cursor.executemany(INSERT INTO users (name, email, age) VALUES (?, ?, ?),users)conn.commit()# 查询cursor.execute(SELECT * FROM users WHERE age ?, (26,))rows cursor.fetchall()for row in rows:print(row)conn.close()二、上下文管理器与连接池2.1 安全的数据库操作from contextlib import contextmanagercontextmanagerdef get_db_connection(db_path):conn sqlite3.connect(db_path)conn.row_factory sqlite3.Row # 返回字典风格的行try:yield connconn.commit()except Exception:conn.rollback()raisefinally:conn.close()contextmanagerdef get_cursor(conn):cursor conn.cursor()try:yield cursorfinally:cursor.close()# 使用with get_db_connection(example.db) as conn:with get_cursor(conn) as cursor:cursor.execute(SELECT * FROM users)for row in cursor.fetchall():print(dict(row))2.2 简单连接池import queueimport threadingclass ConnectionPool:def __init__(self, db_path, max_connections5):self.db_path db_pathself.pool queue.Queue(maxsizemax_connections)self.lock threading.Lock()self._size 0self._max max_connectionsdef get_connection(self):try:return self.pool.get_nowait()except queue.Empty:with self.lock:if self._size self._max:self._size 1conn sqlite3.connect(self.db_path)conn.row_factory sqlite3.Rowreturn conn# 等待可用连接return self.pool.get(timeout10)def return_connection(self, conn):self.pool.put(conn)contextmanagerdef connection(self):conn self.get_connection()try:yield connconn.commit()except Exception:conn.rollback()raisefinally:self.return_connection(conn)# 使用pool ConnectionPool(example.db, max_connections10)with pool.connection() as conn:cursor conn.cursor()cursor.execute(SELECT COUNT(*) FROM users)print(cursor.fetchone()[0])三、MySQL与PostgreSQL3.1 MySQL使用pymysqlimport pymysqlconfig {host: localhost,port: 3306,user: root,password: password,database: mydb,charset: utf8mb4,cursorclass: pymysql.cursors.DictCursor,}conn pymysql.connect(**config)try:with conn.cursor() as cursor:cursor.execute(SELECT * FROM users WHERE status %s LIMIT %s,(active, 10))results cursor.fetchall()finally:conn.close()3.2 PostgreSQL使用psycopg2import psycopg2from psycopg2.extras import RealDictCursorconn psycopg2.connect(hostlocalhost,port5432,dbnamemydb,userpostgres,passwordpassword)with conn.cursor(cursor_factoryRealDictCursor) as cursor:cursor.execute(SELECT * FROM users WHERE age BETWEEN %s AND %s,(20, 30))users cursor.fetchall()conn.commit()conn.close()四、SQLAlchemy CoreSQLAlchemy提供两层APICoreSQL表达式和ORM对象关系映射。from sqlalchemy import create_engine, MetaData, Table, Columnfrom sqlalchemy import Integer, String, Float, DateTime, ForeignKeyfrom sqlalchemy import select, insert, update, delete, func, and_, or_# 创建引擎engine create_engine(sqlite:///example.db,echoFalse, # True会打印SQL语句pool_size5,max_overflow10,)# 定义表结构metadata MetaData()users Table(users, metadata,Column(id, Integer, primary_keyTrue),Column(name, String(50), nullableFalse),Column(email, String(100), uniqueTrue),Column(age, Integer),)orders Table(orders, metadata,Column(id, Integer, primary_keyTrue),Column(user_id, Integer, ForeignKey(users.id)),Column(amount, Float),Column(status, String(20)),)metadata.create_all(engine)# 使用Core APIwith engine.connect() as conn:# 插入conn.execute(insert(users).values(nameEve, emaileveexample.com, age22))# 查询stmt select(users).where(users.c.age 25).order_by(users.c.name)result conn.execute(stmt)for row in result:print(row.name, row.age)# 聚合stmt select(func.count(), func.avg(users.c.age)).select_from(users)count, avg_age conn.execute(stmt).fetchone()# 连接查询stmt (select(users.c.name, orders.c.amount).join(orders, users.c.id orders.c.user_id).where(orders.c.status completed))result conn.execute(stmt)conn.commit()五、SQLAlchemy ORMfrom sqlalchemy.orm import DeclarativeBase, Mapped, mapped_column, relationshipfrom sqlalchemy.orm import Session, sessionmakerfrom datetime import datetimefrom typing import Optionalclass Base(DeclarativeBase):passclass User(Base):__tablename__ usersid: Mapped[int] mapped_column(primary_keyTrue)name: Mapped[str] mapped_column(String(50))email: Mapped[str] mapped_column(String(100), uniqueTrue)age: Mapped[Optional[int]] mapped_column(defaultNone)created_at: Mapped[datetime] mapped_column(default_factorydatetime.now)# 关系orders: Mapped[list[Order]] relationship(back_populatesuser)def __repr__(self):return fUser(id{self.id}, name{self.name})class Order(Base):__tablename__ ordersid: Mapped[int] mapped_column(primary_keyTrue)user_id: Mapped[int] mapped_column(ForeignKey(users.id))amount: Mapped[float]status: Mapped[str] mapped_column(String(20), defaultpending)user: Mapped[User] relationship(back_populatesorders)def __repr__(self):return fOrder(id{self.id}, amount{self.amount})# 创建表Base.metadata.create_all(engine)# Session操作SessionLocal sessionmaker(bindengine)with SessionLocal() as session:# 创建user User(nameFrank, emailfrankexample.com, age32)session.add(user)session.flush() # 获取自动生成的IDorder Order(user_iduser.id, amount99.99)session.add(order)# 查询users session.query(User).filter(User.age 25).all()# 新式查询推荐from sqlalchemy import selectstmt select(User).where(User.age 25).order_by(User.name)users session.scalars(stmt).all()# 关联查询stmt (select(User).join(User.orders).where(Order.amount 50).distinct())users_with_big_orders session.scalars(stmt).all()# 更新user session.get(User, 1)if user:user.name Updated Name# 批量更新session.execute(update(User).where(User.age 20).values(statusminor))# 删除session.execute(delete(Order).where(Order.status cancelled))session.commit()六、数据库迁移Alembic# 安装: pip install alembic# 初始化: alembic init migrations# alembic.ini 配置# sqlalchemy.url sqlite:///example.db# migrations/env.py 中设置 target_metadata# target_metadata Base.metadata# 创建迁移脚本# alembic revision --autogenerate -m add phone column# 生成的迁移文件示例def upgrade():op.add_column(users, sa.Column(phone, sa.String(20)))def downgrade():op.drop_column(users, phone)# 执行迁移# alembic upgrade head# alembic downgrade -1七、Repository模式from abc import ABC, abstractmethodfrom typing import TypeVar, Generic, OptionalT TypeVar(T)class Repository(ABC, Generic[T]):abstractmethoddef get_by_id(self, id: int) - Optional[T]:passabstractmethoddef get_all(self) - list[T]:passabstractmethoddef add(self, entity: T) - T:passabstractmethoddef update(self, entity: T) - T:passabstractmethoddef delete(self, id: int) - None:passclass UserRepository(Repository[User]):def __init__(self, session: Session):self.session sessiondef get_by_id(self, id: int) - Optional[User]:return self.session.get(User, id)def get_all(self) - list[User]:return self.session.scalars(select(User)).all()def get_by_email(self, email: str) - Optional[User]:stmt select(User).where(User.email email)return self.session.scalars(stmt).first()def add(self, user: User) - User:self.session.add(user)self.session.flush()return userdef update(self, user: User) - User:self.session.merge(user)return userdef delete(self, id: int) - None:user self.get_by_id(id)if user:self.session.delete(user)def search(self, name_query: str, min_age: int 0) - list[User]:stmt (select(User).where(and_(User.name.ilike(f%{name_query}%),User.age min_age)).order_by(User.name))return self.session.scalars(stmt).all()八、异步数据库操作from sqlalchemy.ext.asyncio import create_async_engine, AsyncSessionfrom sqlalchemy.ext.asyncio import async_sessionmaker# 异步引擎async_engine create_async_engine(sqliteaiosqlite:///example.db)AsyncSessionLocal async_sessionmaker(async_engine, class_AsyncSession)async def get_users():async with AsyncSessionLocal() as session:stmt select(User).where(User.age 25)result await session.scalars(stmt)return result.all()async def create_user(name: str, email: str):async with AsyncSessionLocal() as session:user User(namename, emailemail)session.add(user)await session.commit()await session.refresh(user)return user九、查询优化# 1. 预加载关联数据避免N1问题from sqlalchemy.orm import joinedload, selectinload# 懒加载默认- 访问user.orders时才查询导致N1users session.scalars(select(User)).all()# JOIN预加载 - 一次查询获取所有数据stmt select(User).options(joinedload(User.orders))users session.scalars(stmt).unique().all()# 子查询预加载 - 两次查询stmt select(User).options(selectinload(User.orders))users session.scalars(stmt).all()# 2. 只查询需要的列stmt select(User.name, User.email).where(User.age 25)# 3. 分页stmt select(User).offset(20).limit(10)# 4. 使用索引class User(Base):__tablename__ users__table_args__ (Index(idx_user_email, email),Index(idx_user_age_name, age, name),)十、总结数据库编程要点1. 始终使用参数化查询防止SQL注入2. 使用连接池管理数据库连接3. 合理使用事务保证数据一致性4. ORM适合业务逻辑复杂的场景Core适合性能敏感的批量操作5. 注意N1查询问题合理使用预加载6. 使用Alembic管理数据库迁移

相关文章:

Python数据库编程与ORM

Python数据库编程与ORM一、数据库连接基础Python通过DB-API 2.0规范(PEP 249)统一了数据库接口。不同数据库使用不同的驱动,但API一致。import sqlite3# SQLite(内置,无需安装) conn sqlite3.connect(exam…...

去人类中心化研究引擎:AI如何突破学科壁垒驱动科研创新

1. 项目概述:一个“去人类中心化”的研究引擎最近在GitHub上看到一个挺有意思的项目,叫“De-Anthropocentric-Research-Engine”,直译过来就是“去人类中心化研究引擎”。第一眼看到这个标题,你可能和我一样,脑子里会冒…...

接入Taotoken后感受到的API调用延迟降低与错误率改善

🚀 告别海外账号与网络限制!稳定直连全球优质大模型,限时半价接入中。 👉 点击领取海量免费额度 接入Taotoken后感受到的API调用延迟降低与错误率改善 1. 背景与切换契机 作为一名长期在项目中集成大模型能力的开发者&#xff0…...

AI文本检测技术解析:从原理到实践,构建内容真实性鉴别工具

1. 项目概述:AI写作检测工具的核心价值最近在GitHub上看到一个挺有意思的项目,叫“AI-Writing-Detection”。光看名字,你大概就能猜到它是干什么的——检测一段文本是不是AI写的。这玩意儿现在可太有用了。自从大语言模型(LLM&…...

职得Offer校园求职助手Pro深度评测:一个AI Agent陪你跑完求职全流程

一、 职得Offer是什么?—— 不止是工具,更是全程陪伴的AI求职伙伴 在AI应用爆发的今天,面对市面上众多的简历模板、面经题库和招聘平台,求职者尤其是学生群体,依然会陷入“信息过载却无从下手”的困境。“职得Offer校…...

CM201-1-CH刷机避坑指南:S905L3B+UWE5621DS芯片组合刷机时,为什么必须取消‘擦除flash’?

CM201-1-CH刷机避坑指南:S905L3BUWE5621DS芯片组合的特殊性解析 每次刷机操作都像一场精密手术,而CM201-1-CH这款搭载S905L3B主控与UWE5621DS无线芯片组合的机顶盒,则像一位"特殊体质"的患者——常规操作可能导致不可逆的"医疗…...

保姆级教程:在STM32MP157开发板上跑通LVGL 8.3.11(含FrameBuffer配置与触控校准)

嵌入式Linux GUI开发实战:STM32MP157移植LVGL 8.3.11全流程解析 当一块ARM开发板首次点亮LVGL的炫酷界面时,那种成就感堪比程序员世界的"Hello World"。本文将带你深入STM32MP157开发板的LVGL移植全过程,从FrameBuffer配置到触控校…...

避开这3个坑,你的HMC7044时钟输出才稳定:从VCO选择到奇数分频实战

HMC7044时钟系统设计避坑指南:从VCO选型到分频配置的工程实践 在高速数字系统设计中,时钟信号的稳定性往往决定着整个系统的性能上限。作为业界广泛使用的高性能时钟发生器,HMC7044凭借其出色的抖动性能和灵活的配置选项,成为众多…...

ClawPowers-Skills:开发者实战技能库与个人工具箱构建指南

1. 项目概述与核心价值最近在GitHub上看到一个挺有意思的项目,叫“ClawPowers-Skills”,作者是up2itnow0822。乍一看这个标题,你可能会有点摸不着头脑——“ClawPowers”是什么?“Skills”又具体指什么?这其实是一个典…...

STM32F429IGT6项目实战:基于STM32CubeMX的SDRAM配置与性能优化

1. 为什么需要SDRAM配置 在嵌入式开发中,尤其是使用STM32F429IGT6这类高性能MCU时,SDRAM(同步动态随机存取存储器)的配置往往成为项目成败的关键。我曾在多个图形界面项目中深刻体会到,当需要处理高分辨率图像或大量数…...

基于CPX与LSM303的电子罗盘制作:从I2C通信到传感器校准全解析

1. 项目概述与核心价值如果你玩过嵌入式开发,尤其是涉及姿态感知或导航的项目,大概率会碰到一个经典问题:如何让设备“知道”自己面朝哪个方向?加速度计能告诉你设备是平放还是倾斜,陀螺仪能告诉你转得多快&#xff0c…...

面试时被问“你的缺点是什么”,这样回答反而加分

面试中,当面试官看似随意地问出“你的缺点是什么”时,空气往往会突然安静几秒。对软件测试工程师而言,这个问题尤其微妙——我们每天都在和“找茬”打交道,对缺陷和风险有着本能的敏感。然而,面试官抛出这个问题&#…...

基于SpringBoot的门禁与访客管理系统毕业设计

博主介绍:✌ 专注于Java,python,✌关注✌私信我✌具体的问题,我会尽力帮助你。一、研究目的本研究旨在构建一个基于Spring Boot框架的门禁与访客管理系统以解决传统门禁系统在智能化管理方面存在的局限性。当前多数门禁系统仍采用封闭式架构设计导致数据…...

Linux进程诊断利器whatdiditdo:实时快照工具原理与实战

1. 项目概述:一个“透明”的进程监控器最近在折腾一个自动化脚本,它时不时会卡住,但日志里又看不出个所以然。排查这种问题,最直接的想法就是看看这个进程到底在“干什么”——它在读写哪些文件?调用了哪些系统调用&am…...

ARMv8系统寄存器详解与L2MERRSR_EL1应用

1. ARM系统寄存器概述在ARMv8架构中,系统寄存器是处理器内部用于控制和监控CPU运行状态的关键组件。这些寄存器不同于通用寄存器,它们专门用于系统级操作,如内存管理、异常处理、性能监控等。系统寄存器通过特定的指令进行访问,在…...

TLM通信:从基础操作到UVM高级连接模式

1. TLM通信基础:从信号级到事务级的跨越 第一次接触TLM这个概念时,我正被一堆信号线搞得焦头烂额。当时在做一个以太网MAC验证项目,每次调试都要跟踪几十根信号线的时序,简直像在解一团乱麻。直到同事提醒我:"为什…...

RISC-V SoC上DNN加速的内存优化与FTL算法实践

1. RISC-V SoC上的DNN加速内存优化挑战在边缘计算场景下,深度神经网络(DNN)的部署面临严峻的内存带宽挑战。典型的RISC-V异构SoC(如Siracusa)采用多级软件管理内存架构,包含L1紧耦合存储器(32KB)、L2共享缓…...

汽车电源管理系统:同步降压转换器与LDO设计解析

1. 汽车电源管理系统概述在汽车电子系统中,电源管理单元(PMU)扮演着至关重要的角色。现代车辆中,电子控制单元(ECU)数量已超过100个,从发动机控制模块到信息娱乐系统,每个子系统都需要稳定可靠的电源供应。汽车电源环境具有独特的…...

Figma中文汉化插件完整指南:3分钟让Figma界面说中文的终极方案

Figma中文汉化插件完整指南:3分钟让Figma界面说中文的终极方案 【免费下载链接】figmaCN 中文 Figma 插件,设计师人工翻译校验 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/fi/figmaCN 还在为Figma的英文界面而烦恼吗?对于中文设计师来…...

Cursor AI计算器:无缝集成开发工作流的智能计算解决方案

1. 项目概述:一个为开发者量身定制的光标计算器最近在GitHub上看到一个挺有意思的项目,叫kingdomseed/cursor-calculator。光看名字,你可能会想,这不就是个计算器吗?有什么好说的。但如果你是一个深度依赖代码编辑器&a…...

基于API网关与Go的物联网设备管理平台架构设计与实践

1. 项目概述:一个为冲浪模拟器设计的API网关最近在折腾一个很有意思的项目,叫WindsurfPoolAPI。乍一看这个名字,你可能会联想到风帆冲浪或者游泳池,但实际上,它是一个为“冲浪模拟器”这类设备或应用场景设计的后端API…...

你的群晖NAS性能过剩了吗?试试用它跑个万兆测速服务,榨干内网带宽

如何用群晖NAS搭建专业级内网测速平台:从硬件压榨到性能调优全指南 当你为家庭或工作室部署了万兆网络环境后,最令人抓狂的莫过于花了大价钱升级设备,却无法确认实际带宽是否达标。那些标榜"万兆兼容"的交换机、网卡和NAS&#xff…...

倍福官网改版后,如何用F12开发者工具找回消失的Twincat3老版本安装包(附4024.11下载链接)

倍福官网改版后如何找回消失的Twincat3老版本安装包 作为一名自动化工程师,你是否遇到过这样的困境:项目需要特定版本的Twincat3进行维护或兼容性测试,但倍福官网改版后,历史版本下载入口却神秘消失了?这种情况在工业软…...

LSMO薄膜金属-绝缘体相变及其随机性应用研究

1. 理解LSMO薄膜中的随机性现象La0.67Sr0.33MnO3(LSMO)是一种典型的强关联电子体系材料,其独特的金属-绝缘体相变(MIT)特性为开发新型计算范式提供了物理基础。这种材料在相变临界区域表现出的随机性行为,源…...

大语言模型百科全书:LLMSurvey项目解析与QLoRA微调实战

1. 项目概述:一份关于大语言模型的“百科全书”如果你最近在关注人工智能,特别是大语言模型(LLM)领域,那么你很可能已经感受到了信息过载的冲击。每天都有新的模型发布、新的评测榜单刷新、新的技术论文涌现。对于研究…...

Rust构建的轻量级文件搜索工具fltr:高性能文本检索新选择

1. 项目概述:一个轻量级、高性能的本地文件搜索工具在开发或日常文件管理工作中,我们常常面临一个看似简单却极其恼人的问题:如何在成千上万的文件中,快速、精准地找到包含特定关键词或符合特定模式的那一个?无论是定位…...

开源、有文档、能上线的 .NET + Vue 通用权限系统

前言在日常项目开发中,权限管理几乎是每个系统都绕不开的基础模块。从用户登录、菜单控制到数据隔离,一套稳定、灵活、可扩展的权限体系,往往决定了整个项目的成败。然而,从零开始搭建这样的平台,不仅耗时耗力&#xf…...

Amphenol ICC RJE1Y62A8327E401线束解析

在工业自动化、通信系统和高端电子设备中,线束组件不仅是连接器件的基础,更是保证系统信号完整性、电源稳定性和长期可靠运行的关键部件。今天,我们深度解析Amphenol ICC (Commercial Products)旗下的工业级线束型号RJE1Y62A8327E401&#xf…...

Redis向量搜索实战:基于redis-vl-python构建高性能语义检索系统

1. 项目概述:当Redis遇上向量搜索如果你最近在关注数据库和AI应用开发,大概率会听到“向量数据库”这个词。传统的Redis,那个我们用来做缓存、消息队列、排行榜的“瑞士军刀”,现在也开始拥抱这个新潮流了。redis/redis-vl-python…...

超大规模云服务外计算资源交易:虽有风险但概念已验证,或成新资源获取选项

经济合理性这一趋势积极面易理解。一是价格,有多余计算能力的非超大规模云服务提供商成本结构等与主要供应商不同,闲置资源或低价出售,对控制成本企业重要。二是效率,利用已有计算能力满足需求,无需新建数据中心等&…...