研究Python的ORM框架中的SQLAlchemy庫(kù)的映射關(guān)系
前面介紹了關(guān)于用戶賬戶的User表,但是現(xiàn)實(shí)生活中隨著問(wèn)題的復(fù)雜化數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)不可能這么簡(jiǎn)單,讓我們?cè)O(shè)想有另外一張表,這張表和User有聯(lián)系,也能夠被映射和查詢,那么這張表可以存儲(chǔ)關(guān)聯(lián)某一賬戶的任意數(shù)量的電子郵件地址。這種聯(lián)系在數(shù)據(jù)庫(kù)理論中是典型的1-N (一對(duì)多)關(guān)系,用戶表某一用戶對(duì)應(yīng)N條電子郵件記錄。
之前我們的用戶表稱為users,現(xiàn)在我們?cè)俳⒁粡埍环Q為addresses的表用于存儲(chǔ)電子郵件地址,通過(guò)Declarative系統(tǒng),我們可以直接用映射類Address來(lái)定義這張表:
>>> from sqlalchemy import ForeignKey >>> from sqlalchemy.orm import relationship, backref >>> class Address(Base): ... __tablename__ = 'addresses' ... id = Column(Integer, primary_key=True) ... email_address = Column(String, nullable=False) ... user_id = Column(Integer, ForeignKey('users.id')) ... ... user = relationship("User", backref=backref('addresses', order_by=id)) ... ... def __init__(self, email_address): ... self.email_address = email_address ... ... def __repr__(self): ... return "〈Address('%s')〉" % self.email_address
讓我們注意一下新出現(xiàn)的東東,首先就是user_id的ForeignKey結(jié)構(gòu),學(xué)過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)的同學(xué)都知道ForeignKey意味著外鍵,這是關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的核心理論之一,即該列user_id與其外鍵引用的列users.id存在引用約束(constrained)關(guān)系,在數(shù)據(jù)庫(kù)層面上來(lái)講,就是表users的user_id列被表users的id列約束,值得注意的是,外鍵關(guān)聯(lián)的必定是另外一張表的主鍵。
其次新出現(xiàn)的就是relationship()函數(shù),這個(gè)將會(huì)告知ORM通過(guò)Address.userAddress類自身必須鏈接到User類。relationship()使用兩個(gè)表的外鍵約束來(lái)判定這種鏈接的性質(zhì),比如說(shuō)判定Address.user將會(huì)是多對(duì)一(many-to-one)關(guān)系。
另外在relationship()內(nèi)還有另外一個(gè)函數(shù)稱為backref(),它將提供一種用于反向查詢的細(xì)節(jié),比如說(shuō)在對(duì)象User上的Address對(duì)象集是通過(guò)User.addresses屬性引用,那么多對(duì)一的關(guān)系(many-to-one)反向總會(huì)是一對(duì)多關(guān)系(one-to-many)。還有對(duì)于Address.user和User.addresses的關(guān)系來(lái)說(shuō)總是雙向的。
假設(shè)使用了Declarative系統(tǒng),那么relationship()的關(guān)系到遠(yuǎn)端類(remote class)的參數(shù)能夠被指定為字符串。一旦所有的映射都被成功加載,那么這些字符串將會(huì)被計(jì)算出Python的表達(dá)式,再產(chǎn)生實(shí)際的參數(shù)(上文中User類的情況)。這些可以使用的字符串名字必須通過(guò)定義的基類創(chuàng)建好然后才被計(jì)算為實(shí)際的類參數(shù),說(shuō)白了,你字符串引用的類必須是ORM映射管理的類,然后這些類被映射完畢后,這些字符串才能被真正翻譯為相應(yīng)類的引用。
接下來(lái)我們舉個(gè)例子同樣創(chuàng)建用User取代Address的”addresses/user”雙向關(guān)系:
class User(Base): # .... addresses = relationship("Address", order_by="Address.id", backref="user")
好吧,剛才多是直接翻譯的官方文檔,比較生硬,接下來(lái)我們來(lái)了解幾個(gè)關(guān)于外鍵(Foreign Key)的小知識(shí):
1. FOREIGN KEY 約束是大多數(shù)(但不是所有)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)中可以鏈接到主鍵列,或者擁有UNIQUE約束的列。
2. FOREIGN KEY 能夠引用多重列主鍵,并且其自身?yè)碛卸嘀亓?,被稱為“復(fù)合外鍵”(composite foreign key)。其也能夠引用這些列的子集(subset)。(注:這地方不太明白)
3. FOREIGN KEY 列作為對(duì)于其引用的列或者行的變化的響應(yīng)能夠自動(dòng)更新其自身,比如CASCADE引用操作,這些都是內(nèi)置于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的功能之一。
4. FOREIGN KEY 能夠引用其自身的表,這個(gè)就涉及到“自引用”(self-referential)的外鍵了。
5. 更多關(guān)于外鍵的資料可以參考Foreign Key – Wikipedia。
最后我們需要在數(shù)據(jù)庫(kù)中創(chuàng)建addresses表,所以我們需要通過(guò)元數(shù)據(jù)(metadata)執(zhí)行我們的CREATE語(yǔ)句,當(dāng)然會(huì)跳過(guò)我們已經(jīng)創(chuàng)建的表(比如users):
>>> Base.metadata.create_all(engine) PRAGMA table_info("users") () PRAGMA table_info("addresses") () CREATE TABLE addresses ( id INTEGER NOT NULL, email_address VARCHAR NOT NULL, user_id INTEGER, PRIMARY KEY (id), FOREIGN KEY(user_id) REFERENCES users (id) ) () COMMIT
到這里我們的ORM關(guān)系算是建立完成了,接下來(lái)開始新的一部分,就是如何查詢關(guān)聯(lián)的對(duì)象。
現(xiàn)在如果我們創(chuàng)建一個(gè)User,一個(gè)空的addresses集合將會(huì)被創(chuàng)建,在這里默認(rèn)情況下addresses集合將會(huì)是列表類型。
>>> jack = User('jack', 'Jack Bean', 'gjffdd') >>> jack.addresses []
接下來(lái)我們可以自由的添加Address對(duì)象到我們的User對(duì)象里了,在這里我們直接賦予addresses屬性一個(gè)完整的列表。
>>> jack.addresses = [ ... Address(email_address='jack@google.com'), ... Address(email_address='j25@yahoo.com')]
當(dāng)我們使用雙向關(guān)系時(shí),有一點(diǎn)需要注意的是:在任意一端添加的元素將會(huì)自動(dòng)在另外一端可見,屬性的獲取和改變將不通過(guò)任何SQL語(yǔ)句和Python對(duì)象使用一樣:
>>> jack.addresses[1] <Address('j25@yahoo.com')> >>> jack.addresses[1].user <User('jack','Jack Bean', 'gjffdd')>
讓我們添加并提交Jack Bean到數(shù)據(jù)庫(kù)中,現(xiàn)在jack對(duì)象的addresses集合擁有了兩個(gè)Address成員,它們將立即被加入會(huì)話中:
>>> session.add(jack) >>> session.commit() INSERT INTO users (name, fullname, password) VALUES (?, ?, ?) ('jack', 'Jack Bean', 'gjffdd') INSERT INTO addresses (email_address, user_id) VALUES (?, ?) ('jack@google.com', 5) INSERT INTO addresses (email_address, user_id) VALUES (?, ?) ('j25@yahoo.com', 5) COMMIT
我們來(lái)查詢關(guān)于Jack的信息,但是奇怪的是沒(méi)有任何關(guān)于addresses的SQL語(yǔ)句執(zhí)行:
>>> jack = session.query(User).\ ... filter_by(name='jack').one() BEGIN (implicit) SELECT users.id AS users_id, users.name AS users_name, users.fullname AS users_fullname, users.password AS users_password FROM users WHERE users.name = ? ('jack',) >>> jack <User('jack','Jack Bean', 'gjffdd')>
讓我們直接來(lái)查詢addresses集合吧,這里大家看到有關(guān)addresses的SQL語(yǔ)句執(zhí)行了:
>>> jack.addresses SELECT addresses.id AS addresses_id, addresses.email_address AS addresses_email_address, addresses.user_id AS addresses_user_id FROM addresses WHERE ? = addresses.user_id ORDER BY addresses.id (5,) [<Address('jack@google.com')>, <Address('j25@yahoo.com')>]
由上可知,當(dāng)我們?cè)L問(wèn)addresses集合的時(shí)候,相關(guān)SQL語(yǔ)句才被執(zhí)行,這也是延遲加載關(guān)系(惰性加載關(guān)系, lazy loading relationship)的例子,至此addresses集合方被作為普通列表加載了。
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