FastAPI Web框架教程 第8章 集成关系型数据库_fastapi 对接数据库例子

8-1 关系型数据库介绍

提前说明

• 数据库操作是WEB开发的一个非常重要的环节，所以想要学WEB开发的同学，比如最流行的MySQL数据库。
• 但MySQL的教学不在本教程内，因此推荐大家自行学习

什么是数据库

• 开发中，我们离不开数据存储，简单的可以把数据存在文件中，比如 a.txt等。

• 但是问题也随之而来，简单的增加数据还好，但对于想要找到特定位置的数据并修改更新之，就变得比较复杂；然后再加上多线程，并发等问题，我们直接使用文件存数据的方式操作上就变得异常困难。

• 后来，出现了数据库管理系统（DBMS, DataBase Management System），它可以帮助我们快捷的操作文件夹/文件中的数据。

• 想要使用数据库管理系统，我们只需要学习它的使用语句即可，再也不用关心底层数据的增删查改。

常见的数据库管理系统

场景的数据库一般表现为软件，比如

• MySQL、Oracle、SQL Server、PostgreSQL、DB2、SQLite等等（关系型数据库）。
• Redis、Memcached、MangoDb等等（键值型数据库）。

关系型数据库

• 关系型数据库，是指采用了关系模型来组织数据的数据库，其以行和列的形式存储数据，可以类比EXCEL表格。
• 一张表可以包含多列，每一列都有一个标题字段。然后可以有N行，一行数据有多个字段。
• 一个数据库中可以包含多张表。

键值型数据库

• 按照键-值的形式存在数据库中。

8-2 使用pymysql之查询基础

需求场景

在命令行中通过SQL语句，我可以实现数据的增删查改，但是如何通过Python代码来操作数据库呢？

解决方式

• 本质上，MySQL是一个客户端-服务端架构的软件，我们就可以使用不同的客户端去连接服务端。
• 在命令中使用自带的客户端连接： mysql -uroot -p12345
• 使用专门数据库可视化软件连接：比如 navicate、workbench等软件
• 只要遵循MySQL的客户端-服务端之间通信的协议，任何编程语言都可以充当MySQL的客户端。
• Python语言中，有一个第三方包，它就实现了MySQL的通信协议，我们可以使用它来操作数据库。

pip3 install PyMySQL
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示例1：pymysql的基本使用

• 在数据库 db 中新建下面这张 users表

-- 新建一个数据库，名字是 db
create database db charset utf8;

-- 使用 db
use db;

-- 在db中新建一张 users表
CREATE TABLE `users` (
    `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
    `name` varchar(255) COLLATE utf8_bin NOT NULL,
    `password` varchar(255) COLLATE utf8_bin NOT NULL,
    PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_bin AUTO_INCREMENT=1 ;


-- 插入两条数据
insert into users(name, password) values("liuxu","12345");
insert into users(name, password) values("liuxu2","12345");
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• 通过Python代码连接数据库并查询数据

import pymysql

# 获取连接
conn = pymysql.connect(
    host='127.0.0.1',
    port=3306,
    user='root',
    password='12345',
    database='db',
    charset='utf8'
)

# 获取游标
cursor = conn.cursor()


# 准备SQL语句
sql = 'select * from users;'


print(cursor.execute(sql))		# 返回受影响的函数

print(cursor.fetchone())        # 取出一行数据，	(1, 'liuxu', '12345')
print(cursor.fetchmany(2))      # 取出N行数据
print(cursor.fetchall())        # 取出剩下所有数据
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• 补充1：直接使用cursor = conn.cursor()得到的游标获取的数据按照元组的形式组织数据，仅有数据值没有字段名

# 此时指定为字典的形式，即可以看得见字段名和数据
...
cursor = conn.cursor(pymysql.cursors.DictCursor)  

sql = 'select * from users;'
cursor.execute(sql)
print(cursor.fetchone())        # {'id': 1, 'name': 'liuxu', 'password': '12345'}
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8-3 使用pymysql之按条件查询

需求场景

很多时候，需要按照一定的要求查询数据，比如按照姓名查找特定用户的数据，或者查找id=2的用户数据，此时该怎么办？

解决方式

按照条件需求查找数据，这是MySQL基本的功能。使用pymysql时，我们使用特定的语法就可以实现。

示例1：找到id=2的用户数据

...


sql = 'select * from users where id = %s;'		# 使用 %s占位

cursor.execute(sql, 2)						  # execute()中第一个是sql语句，第二个是替换占位的条件

for d in cursor.fetchall():	
    print(d)
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示例2：查询有多个条件

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sql = 'select * from users where id >= %s and id <= %s;'		# 使用 %s占位

cursor.execute(sql, [1, 2])			# 以为有两个参数，使用列表会元组的形式存放替换占位的条件

for d in cursor.fetchall():	
    print(d)
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示例3：按照字典的形式传参

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cursor = conn.cursor(pymysql.cursors.DictCursor)

sql = 'select * from users where id >= %(start)s and id <= %(end)s;'

cursor.execute(sql, {
   "start": 1, "end": 2})
for d in cursor.fetchall():
    print(d)
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8-4 使用pymysql之新增数据

示例1：增加数据，手动提交

...
cursor = conn.cursor(pymysql.cursors.DictCursor)


sql = 'insert into users(name, password) values("liuxu3", "123456");'
cursor.execute(sql)
conn.commit()			# 需要确认一次, 否则数据库中不会保存记录
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示例2：自动提交保存

import pymysql

# 获取连接
conn = pymysql.connect(
    host='127.0.0.1',
    port=3306,
    user='root',
    password='12345',
    database='db',
    charset='utf8',
    autocommit=True			# autocommit=True，表示execute后自动提交保存，无需再手动commit()
)

cursor = conn.cursor(pymysql.cursors.DictCursor)


sql = 'insert into users(name, password) values("liuxu4", "123456")'
cursor.execute(sql)
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示例3：批量执行 executemany

import pymysql

# 获取连接
conn = pymysql.connect(
    host='127.0.0.1',
    port=3306,
    user='root',
    password='12345',
    database='db',
    charset='utf8',
    autocommit=True
)

cursor = conn.cursor(pymysql.cursors.DictCursor)


sql = 'insert into users(name, password) values(%s, %s)'	# 占位, 注意和 "%s"的区别！！！
item_list = [("liuxu10", "12345"), ("liuixu11", "12345"), ("liuxu12", "12345")]		# 多个替换数据
cursor.executemany(sql, args=item_list)		# 返回受影响的函数
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8-5 使用pymysql之修改和删除数据

修改和删除比较简单，分两步：

• 第一步：编写SQL语句 sql
• 第二步：使用 cursor.execute(sql)

示例

import pymysql

# 获取连接
conn = pymysql.connect(
    ...
    autocommit=True
)

cursor = conn.cursor(pymysql.cursors.DictCursor)

# 更新id=1的用户 name="LIUXU"
update_sql = 'update users set name="LIUXU" where id=1;'	
cursor.execute(sql)

# 删除id>5的用户数据
delete_sql = 'delete from users where id>5;'	
cursor.execute(sql)
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8-6 ORM介绍

需求场景

上面我们使用pymysql可以直接操作MySQL，但是你会发现对数据的增删改查，都需要我们自己手写SQL语句。并且，存在大量重复的代码，不能使用面向对象。那是否是否一种更优雅的方式来操作数据库呢？

解决方式

• 使用ORM来完成对数据的操作

• ORM：对象关系映射（Object-Relational Mapping），它可以将Python中的类-对象-属性 和 数据库中的表-行数据-字段做映射。利用它，我们就不需要在直接操作数据库中的表、行和字段了，直接操作Python中面向对象的类、对象和属性即可实现数据的CRUD

• 优点：能够让一个不用sql语句的小白也能够通过python 面向对象的代码简单快捷的操作数据库

• 缺点：封装程度太高，有时候sql语句的效率相对较低，可能需要你自己写SQL语句

Python中的ORM典型代表

• Django-ORM，是Django框架自带的ORM，只能在django中使用
• SQLAlchemy ORM，是一个开源的ORM，不依赖web框架
• Peewee ，不依赖web框架的ORM
• 等等。

8-7 使用SQLAlchemy查询数据

安装：

• pip3 install SQLAlchemy

使用SQLAlchemy的基本流程分为三步：

• 创建session对象
• 创建类模型
• 使用session对象和模型类实现数据的CRUD

第一步：创建session对象

import pymysql
from sqlalchemy import create_engine
from sqlalchemy.orm import sessionmaker


# 使用pymysql作为MySQLdb
pymysql.install_as_MySQLdb()

# 指定连接的MySQL数据库
DATABASE_URL = "mysql://root:12345@localhost:3306/db"

# 创建引擎
engine = create_engine(DATABASE_URL)

# 基于引擎创建session
SessionLocal = sessionmaker(bind=engine)

# 实例化session对象，得到db对象
db = SessionLocal()

#  db使用只有需要关闭，避免占用资源
db.close()
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第二步：创建模型类

from sqlalchemy import Column, String, Integer
from sqlalchemy.ext.declarative import declarative_base

# 创建对象的基类:
BaseModel = declarative_base()

# 定义User对象:
class 
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