Python筑基之旅-MySQL数据库(二)

目录

一、第三方库

1、mysql-connector-python

1-1、由来

1-2、优缺点  

1-2-1、优点

1-2-1-1、官方支持

1-2-1-2、纯Python实现

1-2-1-3、全面支持

1-2-1-4、兼容性

1-2-1-5、易于使用

1-2-2、缺点

1-2-2-1、性能

1-2-2-2、安装

1-2-2-3、社区支持

1-2-2-4、扩展性

1-3、功能

1-3-1、数据库连接

1-3-2、SQL语句执行

1-3-3、数据类型转换

1-3-4、自动重连与事务处理

1-3-5、SSL加密连接

1-3-6、兼容性与灵活性

2、PyMySQL

2-1、由来

2-2、优缺点

2-2-1、优点

2-2-1-1、简单易用

2-2-1-2、纯Python实现

2-2-1-3、线程安全

2-2-1-4、支持大部分MySQL功能

2-2-1-5、连接池支持

2-2-2、缺点

2-2-2-1、性能

2-2-2-2、资源消耗

2-2-2-3、依赖关系

2-2-2-4、功能限制

2-2-2-5、安全性

2-3、功能

2-3-1、数据库连接

2-3-2、执行SQL语句

2-3-3、事务管理

2-3-4、数据类型转换

2-3-5、连接池

2-3-6、数据库管理

2-3-7、扩展性和灵活性

3、PeeWee

3-1、由来

3-2、优缺点

3-2-1、优点

3-2-1-1、轻量级

3-2-1-2、简单易用

3-2-1-3、支持多种数据库后端

3-2-1-4、良好的性能

3-2-1-5、与Django/Flask的集成

3-2-2、缺点

3-2-2-1、不支持自动化Schema迁移

3-2-2-2、社区支持相对较少

3-2-2-3、功能相对较少

3-3、功能

3-3-1、定义数据库模型

3-3-2、数据库连接和管理

3-3-3、执行CRUD操作

3-3-4、强大的查询构建器

3-3-5、支持多种数据库后端

3-3-6、数据迁移

3-3-7、性能优化

4、SQLAlchemy

4-1、由来

4-2、优缺点

4-2-1、优点

4-2-1-1、易用性

4-2-1-2、灵活性

4-2-1-3、对象关系映射(ORM)

4-2-1-4、查询构建器

4-2-1-5、事务管理

4-2-1-6、性能优化

4-2-1-7、扩展性

4-2-2、缺点

4-2-2-1、学习曲线

4-2-2-2、性能开销

4-2-2-3、调试困难

4-2-2-4、代码冗余

4-3、功能

4-3-1、对象关系映射(ORM)

4-3-2、查询构建器

4-3-3、关系管理

4-3-4、会话管理

4-3-5、数据库迁移

4-3-6、原生SQL支持

4-3-7、连接池

4-3-8、事件监听

4-3-9、扩展性

4-3-10、文档和社区支持

二、推荐阅读

1、Python函数之旅

2、Python算法之旅

3、博客个人主页

一、第三方库

1、mysql-connector-python

1-1、由来

        mysql-connector-python是Oracle官方提供的用于Python连接到MySQL数据库的库，它的由来主要是为了提供一个官方的、纯Python实现的MySQL客户端，使Python开发者能够方便地连接到MySQL数据库并执行各种数据库操作，如查询、插入、更新和删除等。

        随着Python的普及和MySQL数据库的广泛使用，许多Python开发者需要一种方式来与MySQL数据库进行交互，mysql-connector-python就是为了满足这一需求而诞生的，它遵循Python DB-API 2.0 规范(PEP 249)，这意味着它提供了与其他数据库连接库相似的接口和功能，使得开发者可以更容易地使用它，而无需重新学习新的API。

        mysql-connector-python提供了全面的功能来连接、查询和管理MySQL数据库，它支持多种连接方式，包括TCP/IP、Unix套接字以及命名管道；此外，它还支持SSL加密连接，确保了数据传输的安全性；在数据类型转换方面，驱动自动将Python对象(如字符串、整数和日期)转化为对应的MySQL数据类型，并将数据库返回的结果转化为Python对象，简化了数据操作。

        总之，mysql-connector-python库的由来是为了提供一个官方的、纯Python实现的MySQL客户端库，以满足Python开发者与MySQL数据库进行交互的需求。

1-2、优缺点  

        mysql-connector-python是Oracle官方提供的Python连接MySQL数据库的库，其主要的优缺点如下：

1-2-1、优点

1-2-1-1、官方支持

        由于这是Oracle官方提供的库，因此可以确保它与MySQL数据库的兼容性和稳定性，这也意味着它通常会比第三方库获得更早的更新和修复。

1-2-1-2、纯Python实现

        mysql-connector-python是用纯Python编写的，这意味着它不需要任何外部依赖(除了Python本身和MySQL客户端库)即可运行，这使得它在不同的操作系统和环境中都能很好地工作，减少了安装和配置的复杂性。

1-2-1-3、全面支持

        它支持大多数MySQL特性，包括事务处理、存储过程、游标等，此外，它还支持SSL加密连接，以确保数据传输的安全性。

1-2-1-4、兼容性

        它不仅与MySQL兼容，还与其他MySQL兼容的数据库(如MariaDB、Percona Server等)兼容，这使得它可以在更广泛的环境中使用。

1-2-1-5、易于使用

        它遵循Python DB-API 2.0 规范(PEP 249)，这使得它与其他Python数据库连接库具有相似的接口和功能，这使得开发者可以更容易地使用它，而无需重新学习新的API。

1-2-2、缺点

1-2-2-1、性能

        由于mysql-connector-python是用纯Python编写的，因此在某些情况下，它的性能可能不如使用C或C++编写的其他库(如 MySQLdb 或 PyMySQL)，然而，在大多数情况下，这种性能差异可能并不明显。

1-2-2-2、安装

        虽然mysql-connector-python本身不需要任何外部依赖即可安装，但它可能需要安装MySQL 客户端库才能正常工作，在某些操作系统中，这可能需要额外的步骤或配置。

1-2-2-3、社区支持

        与一些流行的第三方库相比，mysql-connector-python的社区可能较小，这可能导致在寻求帮助或解决问题时，可用的资源和支持较少。

1-2-2-4、扩展性

        在某些高级功能上，mysql-connector-python不如ORM(对象关系映射)库(如SQLAlchemy)强大或灵活，ORM库提供了更高级的数据访问和操作功能，以及更强大的查询构建和对象映射功能。

        注意，以上优点和缺点都是相对的，并且可能因具体情况而异，在选择使用哪个Python MySQL库时，应根据自己的项目需求、环境要求和偏好进行评估和选择。

1-3、功能

        mysql-connector-python是一个纯Python实现的MySQL客户端库，它提供了与MySQL数据库进行交互的多种功能，其主要功能有：

1-3-1、数据库连接

        mysql-connector-python支持多种连接方式，包括TCP/IP、Unix套接字以及命名管道，允许Python程序与MySQL数据库建立连接。

1-3-2、SQL语句执行

        它支持执行各种SQL语句，包括数据查询(SELECT)、数据插入(INSERT)、数据更新(UPDATE)和数据删除(DELETE)等操作，从而实现对MySQL数据库的全面操作。

1-3-3、数据类型转换

        mysql-connector-python能够自动处理Python数据类型与MySQL数据类型之间的转换，简化了数据操作，驱动会自动将Python对象(如字符串、整数和日期)转化为对应的MySQL数据类型，并将数据库返回的结果转化为Python对象。

1-3-4、自动重连与事务处理

        当网络中断或服务器重启时，mysql-connector-python可以自动重新建立连接，保证操作的连续性；同时，它支持事务处理，可以按需控制原子性和一致性。

1-3-5、SSL加密连接

        mysql-connector-python支持SSL加密连接，确保了数据传输的安全性。

1-3-6、兼容性与灵活性

        mysql-connector-python兼容Python 2.7以及3.x版本，并且遵循DB-API 2.0规范(PEP 249)，提供了灵活的API供开发者使用。

        总的来说，mysql-connector-python是一个功能强大、易于使用且灵活的MySQL客户端库，为Python开发者提供了与MySQL数据库进行交互的便利工具。

2、PyMySQL

2-1、由来

        PyMySQL是一个在Python 3.x版本中用于连接MySQL服务器的第三方库，它的由来可以追溯到Python和MySQL这两种技术的融合需求。

        首先，Python是一种广泛使用的编程语言，以其简洁、易读和强大的功能而受到开发者的喜爱，而MySQL则是一种流行的关系型数据库管理系统，用于存储和管理大量的数据。在软件开发过程中，经常需要将Python与MySQL进行连接，以实现数据的存储、查询和更新等功能。

        然而，Python标准库中并没有直接支持MySQL的库，这就需要在Python和MySQL之间进行桥梁的构建。为了解决这一问题，一些开发者开始开发能够连接Python和MySQL的第三方库，其中PyMySQL就是其中之一。

        PyMySQL遵循Python数据库API v2.0规范，并包含了纯Python的MySQL客户端库，它提供了与MySQL数据库进行交互的接口，使得Python开发者可以方便地使用Python语言来操作MySQL数据库。

        因此，PyMySQL的由来可以看作是Python和MySQL技术融合的需求推动下的产物，它的出现为Python开发者提供了与MySQL数据库进行交互的便利工具。

2-2、优缺点

        PyMySQL作为Python连接MySQL数据库的第三方库，其主要的优缺点如下：

2-2-1、优点

2-2-1-1、简单易用

        PyMySQL提供了简单易用的API，使得Python开发者可以方便地进行数据库的连接和操作，它遵循Python DB-API 2.0规范，因此与其他数据库库相比，其使用方式非常相似。

2-2-1-2、纯Python实现

        PyMySQL是纯Python编写的库，不需要任何C语言的依赖项，这意味着它可以在Python的各个平台上运行，无需担心平台兼容性问题。

2-2-1-3、线程安全

        PyMySQL是线程安全的，可以在多线程环境中安全地使用，这对于需要处理并发连接的Web应用程序来说非常重要。

2-2-1-4、支持大部分MySQL功能

        PyMySQL支持大部分MySQL的SQL语法和功能，包括事务、存储过程等，这使得开发者可以使用PyMySQL来执行复杂的数据库操作。

2-2-1-5、连接池支持

        虽然PyMySQL本身不提供连接池，但它可以与其他连接池库(如DBUtils)一起使用，以提供更高效、更稳定的数据库连接。

2-2-2、缺点

2-2-2-1、性能

        在某些情况下，与MySQL的原生C语言客户端相比，PyMySQL的性能可能会稍逊一筹，特别是在处理大量数据或执行复杂查询时，可能会遇到性能瓶颈。

2-2-2-2、资源消耗

        由于PyMySQL是纯Python编写的，因此在运行时可能会消耗更多的CPU和内存资源，这可能会对大型应用程序或服务器的性能产生负面影响。

2-2-2-3、依赖关系

        虽然PyMySQL不依赖于C语言库，但它可能依赖于其他Python库或模块，这些依赖关系可能会增加部署和管理的复杂性。

2-2-2-4、功能限制

        虽然PyMySQL支持大部分MySQL的功能，但它可能不支持某些高级特性或优化选项，这可能会限制其在某些特定场景下的应用。

2-2-2-5、安全性

        在使用PyMySQL时，需要确保正确地处理数据库连接和凭据信息，以防止潜在的安全风险。例如，未加密的连接可能会暴露敏感数据给潜在的攻击者。

        注意，这些优点和缺点可能会因应用程序的具体需求和上下文而有所不同，在选择使用PyMySQL时，应根据实际情况进行权衡和决策。

2-3、功能

        PyMySQL是一个Python编写的MySQL客户端库，它提供了与MySQL数据库进行交互的多种功能，其主要功能有：

2-3-1、数据库连接

        PyMySQL允许Python程序与MySQL数据库建立连接，从而进行后续的数据操作。

2-3-2、执行SQL语句

        PyMySQL支持执行各种SQL语句，包括数据查询(SELECT)、数据插入(INSERT)、数据更新(UPDATE)和数据删除(DELETE)等操作。

2-3-3、事务管理

        PyMySQL提供了事务管理的功能，允许开发者在数据库操作中执行多个操作作为一个工作单元，要么全部完成，要么全部不完成。

2-3-4、数据类型转换

        PyMySQL能够自动处理Python数据类型与MySQL数据类型之间的转换，使开发者无需关心数据类型的差异。

2-3-5、连接池

        连接池是管理和复用数据库连接的一种技术，PyMySQL支持连接池功能，可以提高数据库操作的效率和性能。

2-3-6、数据库管理

        除了基本的数据操作外，PyMySQL还支持一些数据库管理相关的任务，如创建或删除数据库、创建或删除数据表、创建或删除索引等。

2-3-7、扩展性和灵活性

        PyMySQL是一个高度可定制和可扩展的库，开发者可以根据需要扩展其功能或修改其行为。

        总之，PyMySQL是一个功能强大、易于使用且灵活的MySQL客户端库，它为Python开发者提供了与MySQL数据库进行交互的便利工具。

3、PeeWee

3-1、由来

        Peewee是一个基ORM(对象关系映射)的Python库，由美国软件工程师Charles Leifer于2010年10月开发。ORM是一种编程方法，它允许程序员在面向对象编程语言中，在不兼容的类型系统之间转换数据。Peewee库的主要功能是为Python开发者提供一个轻量级、易用的方式来与数据库进行交互，它支持SQLite、MySQL、PostgreSQL和Cockroach等数据库。

        Peewee库的设计目标是提供一种简单、直观的方式来处理数据库操作，同时保持其灵活性，使得开发者可以根据自己的需求进行定制；Peewee库在Python社区中得到了广泛的应用和认可，成为了许多Python项目的首选数据库操作库之一。

3-2、优缺点

        PeeWee库作为一个轻量级的ORM框架，在Python社区中受到了一定的欢迎，其主要优缺点有：

3-2-1、优点

3-2-1-1、轻量级

        PeeWee占用资源少，非常适合小型应用、原型设计或快速开发场景，它易于集成到各种Python项目中，不会给项目带来过多的依赖和复杂性。

3-2-1-2、简单易用

        PeeWee提供了简洁而直观的API，使得与数据库进行交互变得简单和直观，它有很好的文档和示例，便于开发人员快速上手。对于初学者来说，使用PeeWee可以更容易地理解和掌握ORM的概念和用法。

3-2-1-3、支持多种数据库后端

        PeeWee支持多种常见的数据库后端，如SQLite、MySQL、PostgreSQL等，这使得开发人员可以根据项目需求选择适合的数据库，提高了项目的灵活性。

3-2-1-4、良好的性能

        PeeWee在处理大量数据时表现出色，具有良好的性能，这使得它在处理复杂数据库操作时能够保持较高的效率。

3-2-1-5、与Django/Flask的集成

        PeeWee可以与Django或Flask等Web框架集成，提供了更大的灵活性。虽然这些框架都提供了自己的ORM，但PeeWee的集成使得开发者可以根据个人喜好选择使用不同的ORM。

3-2-2、缺点

3-2-2-1、不支持自动化Schema迁移

        与其他一些ORM框架相比，PeeWee不支持自动化Schema迁移，这意味着开发者需要手动编写代码来处理数据库表结构的变更，这可能会增加一些额外的工作量。

3-2-2-2、社区支持相对较少

        与其他流行的ORM框架(如Django ORM、SQLAlchemy等)相比，PeeWee的社区支持相对较少，这可能会使得在遇到问题时难以找到解决方案或获取帮助。

3-2-2-3、功能相对较少

        虽然PeeWee提供了基本的ORM功能，但与其他一些功能更丰富的ORM框架相比，它的功能相对较少，这可能会限制它在一些复杂项目中的应用。

        注意，以上优缺点是基于一般情况的概述，并不能完全代表所有使用PeeWee库的项目和开发者都会遇到相同的问题，在选择使用PeeWee之前，建议根据项目需求和个人偏好进行权衡和评估。

3-3、功能

        Peewee库是一个轻量级的Python对象关系映射(ORM)库，用于在Python应用程序中与数据库进行交互，它提供了许多有用的功能，使数据库操作变得更加简单和高效。以下是Peewee库的主要功能：

3-3-1、定义数据库模型

        使用Peewee库，你可以通过定义Python类来定义数据库中的表结构和字段，这使得数据结构和关系更容易管理，同时也提高了代码的可读性和可维护性。

3-3-2、数据库连接和管理

        Peewee提供了用于连接和管理数据库的功能，你可以指定数据库引擎、主机、端口、用户名、密码等信息来连接到数据库，一旦连接建立，你就可以执行各种数据库操作。

3-3-3、执行CRUD操作

        Peewee提供了用于执行创建(Create)、读取(Read)、更新(Update)和删除(Delete)操作的方法，你可以使用这些方法轻松地插入新数据、查询数据、更新数据和删除数据。

3-3-4、强大的查询构建器

        Peewee提供了一个强大的查询构建器，允许你以自然的方式构建复杂的数据库查询，你可以使用条件、排序、限制和连接等操作来精确地获取所需的数据，这使得查询过程更加直观和易于理解。

3-3-5、支持多种数据库后端

        Peewee支持多种关系型数据库后端，包括SQLite、MySQL、PostgreSQL等，这使得你可以根据项目需求选择适合的数据库，同时也为数据库的迁移和扩展提供了方便。

3-3-6、数据迁移

        Peewee支持数据库迁移，能够轻松地更新数据库模型和结构，这使得在数据库模式发生变化时，能够轻松地更新数据库并保持数据的完整性。

3-3-7、性能优化

        Peewee经过精心设计，以确保在处理大量数据时也能保持高性能，它采用了多种优化策略，如缓存查询结果、减少数据库访问次数等，以提高数据库操作的效率。

        除了上述主要功能外，Peewee还提供了其他一些有用的功能，如事务管理、关系处理、索引和约束等，这些功能使得Peewee成为一个功能强大且易于使用的工具，适用于各种类型的Python项目。

4、SQLAlchemy

4-1、由来

        SQLAlchemy是Python编程语言下的一款开源软件，由迈克尔·拜尔(Michael Bayer)等人开发，它首次发行于2006年2月，并迅速成为Python社区中最广泛使用的ORM(对象关系映射)工具之一。

        SQLAlchemy的主要目标是采用简单的Python语言，为高效和高性能的数据库访问设计，实现完整的企业级持久模型，通过SQLAlchemy，用户能够轻松地连接到各种关系型数据库(如MySQL)，并对其中的数据表结构进行操作，包括创建、修改和查询数据库表。此外，SQLAlchemy还提供了丰富的数据类型和操作方法，方便用户以面向对象的方式操作数据库中的数据。

        总之，SQLAlchemy作为Python编程语言下的一款重要第三方库，其由来可以追溯到其创始人迈克尔·拜尔等人的努力，以及Python社区对高效、高性能数据库访问需求的不断追求。

4-2、优缺点

        SQLAlchemy库作为Python中广泛使用的对象关系映射(ORM)工具，其主要的优缺点有：

4-2-1、优点

4-2-1-1、易用性

        SQLAlchemy提供了简洁易懂的API，使得开发者能够轻松地定义数据库模型、执行查询和更新操作。

4-2-1-2、灵活性

        SQLAlchemy支持多种数据库后端，包括MySQL、PostgreSQL、SQLite等，并提供了大量的配置选项，允许开发者根据自己的需求定制数据库访问层。

4-2-1-3、对象关系映射(ORM)

        ORM使得开发者能够用Python对象直接表示和操作数据库中的记录，无需编写大量的SQL语句，这大大提高了开发效率，并降低了出错的可能性。

4-2-1-4、查询构建器

        SQLAlchemy提供了强大的查询构建器，允许开发者以Pythonic的方式构建复杂的SQL查询，这使得查询语句更加直观、易于理解和维护。

4-2-1-5、事务管理

        SQLAlchemy内置了事务管理机制，使得开发者能够轻松地管理数据库事务，确保数据的完整性和一致性。

4-2-1-6、性能优化

        虽然ORM通常被认为在性能上不如原生SQL，但SQLAlchemy通过缓存、延迟加载等机制，以及支持原生SQL语句的执行，可以在一定程度上优化性能。

4-2-1-7、扩展性

        SQLAlchemy支持扩展和插件机制，允许开发者根据自己的需求定制和扩展其功能。

4-2-2、缺点

4-2-2-1、学习曲线

        虽然SQLAlchemy提供了丰富的功能和灵活的配置选项，但这也意味着它的API较为复杂，学习曲线相对陡峭，初学者可能需要花费一些时间来熟悉和掌握其用法。

4-2-2-2、性能开销

        与原生SQL相比，ORM通常会有一定的性能开销，这是因为ORM需要在Python对象和数据库记录之间进行映射和转换，对于大数据量和高并发的应用场景，这可能会成为瓶颈。

4-2-2-3、调试困难

        由于ORM将数据库操作封装在Python对象中，因此在调试时可能会遇到一些困难，开发者需要熟悉ORM的内部机制和SQL语句的执行过程，以便找到并解决问题。

4-2-2-4、代码冗余

        在某些情况下，使用ORM可能会导致代码冗余。例如，当需要频繁执行相同的SQL查询时，直接使用原生SQL语句可能更加简洁和高效。

        注意，以上优缺点并非绝对，它们可能会因具体的应用场景和团队需求而有所不同，在选择是否使用SQLAlchemy时，需要根据项目的实际情况进行权衡和考虑。

4-3、功能

        SQLAlchemy库是一个功能强大的SQL工具包和对象关系映射(ORM)系统，用于Python应用程序，它提供了一套完整的解决方案，使开发者能够使用Python类和数据库表进行交互，而无需编写大量的SQL代码，其主要功能有：

4-3-1、对象关系映射(ORM)

        SQLAlchemy允许开发者定义Python类，这些类会映射到数据库中的表，开发者可以使用Python类的实例来代表数据库表中的行，并通过这些实例来查询、更新和删除数据。ORM系统还负责处理Python数据类型和数据库数据类型之间的转换。

4-3-2、查询构建器

        SQLAlchemy提供了一个查询构建器API，允许开发者以Pythonic的方式构建SQL查询，查询可以包括各种条件、排序、分组、连接等操作，并且可以通过链式调用方法来构建复杂的查询。

4-3-3、关系管理

        SQLAlchemy支持数据库中的各种关系，如一对一、一对多和多对多关系，开发者可以在Python类之间定义这些关系，并通过这些关系来执行跨表的查询和更新操作。

4-3-4、会话管理

        SQLAlchemy使用会话(Session)对象来管理数据库连接和事务，会话对象提供了一个暂存区，用于存储待提交的更改，并允许开发者在单个事务中执行多个操作，提交会话将更改应用到数据库，而回滚会话将撤销待提交的更改。

4-3-5、数据库迁移

        SQLAlchemy提供了Alembic这样的扩展库，用于处理数据库迁移，开发者可以使用Alembic来定义数据库模型的版本，并在模型发生更改时生成和执行迁移脚本，以更新数据库结构。

4-3-6、原生SQL支持

        虽然SQLAlchemy的主要目标是提供ORM功能，但它也支持直接执行原生SQL语句，开发者可以使用SQLAlchemy的引擎（Engine）对象来执行SQL语句，并获取结果。

4-3-7、连接池

        SQLAlchemy提供了连接池功能，用于管理和复用数据库连接，连接池可以提高应用程序的性能和响应速度，并减少与数据库建立连接的开销。

4-3-8、事件监听

        SQLAlchemy支持事件监听机制，允许开发者在数据库操作的不同阶段注册回调函数，这些回调函数可以在对象加载、保存、删除等操作时执行自定义逻辑。

4-3-9、扩展性

        SQLAlchemy具有高度的可扩展性，支持各种扩展和插件，开发者可以使用扩展库来增强SQLAlchemy的功能，如支持全文搜索、JSON字段等。

4-3-10、文档和社区支持

        SQLAlchemy拥有完善的文档和活跃的社区支持，开发者可以方便地查找解决问题的方法和与其他开发者交流经验。

二、推荐阅读

1、Python函数之旅

2、Python算法之旅

3、博客个人主页