在Python中編寫數據庫模塊的教程

 　　這篇文章主要介紹了在Python中編寫數據庫模塊的教程,本文代碼基於Python2.x版本,需要的朋友可以參考下

　　在一個Web App中，所有數據，包括用戶信息、發布的日志、評論等，都存儲在數據庫中。在awesome-python-app中，我們選擇MySQL作為數據庫。

　　Web App裡面有很多地方都要訪問數據庫。訪問數據庫需要創建數據庫連接、游標對象，然後執行SQL語句，最後處理異常，清理資源。這些訪問數據庫的代碼如果分散到各個函數中，勢必無法維護，也不利於代碼復用。

　　此外，在一個Web App中，有多個用戶會同時訪問，系統以多進程或多線程模式來處理每個用戶的請求。假設以多線程為例，每個線程在訪問數據庫時，都必須創建僅屬於自身的連接，對別的線程不可見，否則，就會造成數據庫操作混亂。

　　所以，我們還要創建一個簡單可靠的數據庫訪問模型，在一個線程中，能既安全又簡單地操作數據庫。

　　為什麼不選擇SQLAlchemy?SQLAlchemy太龐大，過度地面向對象設計導致API太復雜。

　　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模塊：transwarp.db。

　　設計db接口

　　設計底層模塊的原則是，根據上層調用者設計簡單易用的API接口，然後，實現模塊內部代碼。

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

　　首先，初始化數據庫連接信息，通過create_engine()函數：

　　?

1 2 from transwarp import db db.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：

　　?

1 2 3 4 5 6 7 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：

　　?

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

　　update()函數簽名為：

　　?

1 update(sql, *args)

　　統一用?作為占位符，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，都隱含地自動打開並關閉了數據庫連接，這樣，上層調用者就完全不必關心數據庫底層連接。

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

　　?

1 2 3 4 with db.connection(): db.select('...') db.update('...') db.update('...')

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

　　?

1 2 3 4 with db.transaction(): db.select('...') db.update('...') db.update('...')

　　實現db模塊

　　由於模塊是全局對象，模塊變量是全局唯一變量，所以，有兩個重要的模塊變量：

　　?

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 # db.py   # 數據庫引擎對象: class _Engine(object): def __init__(self, connect): self._connect = connect def connect(self): return self._connect()   engine = None   # 持有數據庫連接的上下文對象: 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()

　　由於_db_ctx是threadlocal對象，所以，它持有的數據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數據庫連接。

　　有了這兩個全局變量，我們繼續實現數據庫連接的上下文，目的是自動獲取和釋放連接：

　　?

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 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()

　　定義了__enter__()和__exit__()的對象可以用於with語句，確保任何情況下__exit__()方法可以被調用。

　　把_ConnectionCtx的作用域作用到一個函數調用上，可以這麼寫：

　　?

1 2 with connection(): do_some_db_operation()

　　但是更簡單的寫法是寫個@decorator：

　　?

1 2 3 @with_connection def do_some_db_operation(): pass

　　這樣，我們實現select()、update()方法就更簡單了：

　　?

1 2 3 4 5 6 7 @with_connection def select(sql, *args): pass   @with_connection def update(sql, *args): pass

　　注意到Connection