【Python使用】嘿马头条完整开发md笔记第2篇：数据库,作用【附代码文档】

2024-03-18 14:59 由程序员一诺yinuo 发表于 #后端开发

嘿马头条项目从到完整开发笔记总结完整教程（附代码资料）主要内容讲述：课程简介，ToutiaoWeb虚拟机使用说明，Pycharm远程开发，产品与开发，数据库1 产品介绍,2 原型图与UI图,3 技术架构,4 开发。OSS对象存储，七牛云存储，CDN，缓存。缓存，缓存架构，缓存数据，缓存有效期与淘汰策略，缓存模式缓存数据的类型,缓存数据的保存方式,有效期 TTL （Time to live),缓存淘汰 eviction。缓存，缓存问题，头条项目缓存与存储设计，头条项目缓存实现，项目Redis持久存储实现，APScheduler定时任务，APScheduler使用1 缓存穿透,2 缓存雪崩,缓存设计,持久存储设计。APScheduler定时任务，定时修正统计数据，RPC，RPC简介，RPC结构，gRPC，简介1. 什么是RPC,2. 背景与用途,3. 概念说明,4. 优缺点,架构,使用方法。RPC，Protocol Buffers，推荐系统接口定义，补全服务端1 文档结构,2 注释,3 数据类型,4 消息类型,5 map映射,6 oneof,7 定义服务,代码生成。RPC，编写客户端，头条首页新闻推荐接口编写，即时通讯，即时通讯简介，WebSocket。即时通讯，Socket.IO，头条聊天服务实现，头条在线消息推送实现，Elasticsearch1 简介,2 Python服务器端开发,3 Python客户端。Elasticsearch，简介与原理。Elasticsearch，概念与集群，IK中文分析器，索引与类型概念,Elasticsearch 集群（cluster）,索引,类型和映射。Elasticsearch，文档，Logstash导入数据，查询，头条全文检索实现，联想提示，头条suggest查询实现。数据库，数据库设计1 需求,2 注意事项,3 头条项目数据库。单元测试，部署相关，Gunicorn，Supervisor。数据库，理解ORM，SQLAlchemy映射构建1 简介,2 安装,3 数据库连接设置,4 模型类字段与选项,5 构建模型类映射。数据库，SQLAlchemy操作1 新增,2 查询,3 更新,4 删除,5 事务。数据库，数据库理论1. 复制集与分布式,2. MySQL。数据库，分布式ID，数据库优化1 方案选择,2 黑马头条,1 理解索引,2 SQL查询优化,3 数据库优化。数据库，Redis，Git工用流1 Redis事务,2 Redis持久化,3 Redis高可用,4 Redis集群,5 用途,6 相关补充阅读。Git工用流，Gitflow工作流，Git总结，头条项目目录1 Gitflow工作流分支,2 Confict冲突解决。Git工用流，调试方法，JWT认证方案，JWT & JWS & JWE，JWT的Python库，头条项目实施方案，JWT禁用问题，OSS对象存储。

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数据库

数据库设计
SQLAlchemy
数据库理论
分布式ID
Redis

理解ORM

作用

省去自己拼写SQL，保证SQL语法的正确性
一次编写可以适配多个数据库
防止注入
在数据库表名或字段名发生变化时，只需修改模型类的映射，无需修改数据库操作的代码

(相比SQL的话，可能需要同步修改涉及到的每一个SQL语句)

思考：

可否在已经存在数据库表的情况下，使用模型类进行操作？

使用ORM的方式选择

先创建模型类，再迁移到数据库中
- 优点：简单快捷，定义一次模型类即可，不用写sql
- 缺点：不能尽善尽美的控制创建表的所有细节问题，表结构发生变化的时候，也会难免发生迁移错误
先用原生SQL创建数据库表，再编写模型类作映射
- 优点：可以很好的控制数据库表结构的任何细节，避免发生迁移错误
- 缺点：可能编写工作多（编写sql与模型类，似乎有些牵强）

头条项目采用编写原生SQL创建表，之后再编写模型类进行映射的方式。

SQLAlchemy映射构建

1 简介

SQLAlchemy是Python编程语言下的一款开源软件。提供了SQL工具包及对象关系映射（ORM）工具，使用MIT许可证发行。

SQLAlchemy“采用简单的Python语言，为高效和高性能的数据库访问设计，实现了完整的企业级持久模型”。

SQLAlchemy首次发行于2006年2月，并迅速地在Python社区中最广泛使用的ORM工具之一，不亚于Django的ORM框架。

Flask-SQLAlchemy是在Flask框架的一个扩展，其对SQLAlchemy进行了封装，目的于简化在 Flask 中 SQLAlchemy 的使用，提供了有用的默认值和额外的助手来更简单地完成日常任务。

2 安装

安装Flask-SQLAlchemy

pip install flask-sqlalchemy

如果使用的是MySQL数据库，还需要安装MySQL的Python客户端库

pip install mysqlclient

3 数据库连接设置

在Flask中使用Flask-SQLAlchemy需要进行配置，主要配置以下几项：

SQLALCHEMY_DATABASE_URI 数据库的连接信息
- Postgres:

postgresql://user:password@localhost/mydatabase




* MySQL:

```python
mysql://user:password@localhost/mydatabase

Oracle:

oracle://user:password@127.0.0.1:1521/sidname

SQLite （注意开头的四个斜线）:

sqlite:////absolute/path/to/foo.db

SQLALCHEMY_TRACK_MODIFICATIONS 在Flask中是否追踪数据修改
SQLALCHEMY_ECHO 显示生成的SQL语句，可用于调试

这些配置参数需要放在Flask的应用配置（app.config）中。

from flask import Flask

app = Flask(__name__)

class Config(object):
    SQLALCHEMY_DATABASE_URI = 'mysql://root:mysql@127.0.0.1:3306/toutiao'
    SQLALCHEMY_TRACK_MODIFICATIONS = False
    SQLALCHEMY_ECHO = True

app.config.from_object(Config)

其他配置参考如下：

名字	备注
SQLALCHEMY_DATABASE_URI	用于连接的数据库 URI 。例如:sqlite:////tmp/test.dbmysql://username:password@server/db
SQLALCHEMY_BINDS	一个映射 binds 到连接 URI 的字典。更多 binds 的信息见[用 Binds 操作多个数据库](
SQLALCHEMY_ECHO	如果设置为Ture， SQLAlchemy 会记录所有发给 stderr 的语句，这对调试有用。(打印sql语句)
SQLALCHEMY_RECORD_QUERIES	可以用于显式地禁用或启用查询记录。查询记录在调试或测试模式自动启用。更多信息见get_debug_queries()。
SQLALCHEMY_NATIVE_UNICODE	可以用于显式禁用原生 unicode 支持。当使用不合适的指定无编码的数据库默认值时，这对于一些数据库适配器是必须的（比如 Ubuntu 上某些版本的 PostgreSQL ）。
SQLALCHEMY_POOL_SIZE	数据库连接池的大小。默认是引擎默认值（通常是 5 ）
SQLALCHEMY_POOL_TIMEOUT	设定连接池的连接超时时间。默认是 10 。
SQLALCHEMY_POOL_RECYCLE	多少秒后自动回收连接。这对 MySQL 是必要的，它默认移除闲置多于 8 小时的连接。注意如果使用了 MySQL ， Flask-SQLALchemy 自动设定这个值为 2 小时。

4 模型类字段与选项

字段类型

类型名	python中类型	说明
Integer	int	普通整数，一般是32位
SmallInteger	int	取值范围小的整数，一般是16位
BigInteger	int或long	不限制精度的整数
Float	float	浮点数
Numeric	decimal.Decimal	普通整数，一般是32位
String	str	变长字符串
Text	str	变长字符串，对较长或不限长度的字符串做了优化
Unicode	unicode	变长Unicode字符串
UnicodeText	unicode	变长Unicode字符串，对较长或不限长度的字符串做了优化
Boolean	bool	布尔值
Date	datetime.date	时间
Time	datetime.datetime	日期和时间
LargeBinary	str	二进制文件

列选项

选项名	说明
primary_key	如果为True，代表表的主键
unique	如果为True，代表这列不允许出现重复的值
index	如果为True，为这列创建索引，提高查询效率
nullable	如果为True，允许有空值，如果为False，不允许有空值
default	为这列定义默认值

关系选项

选项名	说明
backref	在关系的另一模型中添加反向引用
primary join	明确指定两个模型之间使用的联结条件
uselist	如果为False，不使用列表，而使用标量值
order_by	指定关系中记录的排序方式
secondary	指定多对多关系中关系表的名字
secondary join	在SQLAlchemy中无法自行决定时，指定多对多关系中的二级联结条件

5 构建模型类映射

例用虚拟机中已有的头条数据库，构建模型类映射，以下面三张表为例

CREATE TABLE `user_basic` (
  `user_id` bigint(20) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '用户ID',
  `account` varchar(20) COMMENT '账号',
  `email` varchar(20) COMMENT '邮箱',
  `status` tinyint(1) NOT NULL DEFAULT '1' COMMENT '状态，是否可用，0-不可用，1-可用',
  `mobile` char(11) NOT NULL COMMENT '手机号',
  `password` varchar(93) NULL COMMENT '密码',
  `user_name` varchar(32) NOT NULL COMMENT '昵称',
  `profile_photo` varchar(128) NULL COMMENT '头像',
  `last_login` datetime NULL COMMENT '最后登录时间',
  `is_media` tinyint(1) NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '是否是自媒体，0-不是，1-是',
  `is_verified` tinyint(1) NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '是否实名认证，0-不是，1-是',
  `introduction` varchar(50) NULL COMMENT '简介',
  `certificate` varchar(30) NULL COMMENT '认证',
  `article_count` int(11) unsigned NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '发文章数',
  `following_count` int(11) unsigned NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '关注的人数',
  `fans_count` int(11) unsigned NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '被关注的人数',
  `like_count` int(11) unsigned NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '累计点赞人数',
  `read_count` int(11) unsigned NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '累计阅读人数',
  PRIMARY KEY (`user_id`),
  UNIQUE KEY `mobile` (`mobile`),
  UNIQUE KEY `user_name` (`user_name`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='用户基本信息表';

CREATE TABLE `user_profile` (
  `user_id` bigint(20) unsigned NOT NULL COMMENT '用户ID',
  `gender` tinyint(1) NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '性别，0-男，1-女',
  `birthday` date NULL COMMENT '生日',
  `real_name` varchar(32) NULL COMMENT '真实姓名',
  `id_number` varchar(20) NULL COMMENT '身份证号',
  `id_card_front` varchar(128) NULL COMMENT '身份证正面',
  `id_card_back` varchar(128) NULL COMMENT '身份证背面',
  `id_card_handheld` varchar(128) NULL COMMENT '手持身份证',
  `create_time` datetime NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '创建时间',
  `update_time` datetime NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '更新时间',
  `register_media_time` datetime NULL COMMENT '注册自媒体时间',
  `area` varchar(20) COMMENT '地区',
  `company` varchar(20) COMMENT '公司',
  `career` varchar(20) COMMENT '职业',
  PRIMARY KEY (`user_id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='用户资料表';

CREATE TABLE `user_relation` (
  `relation_id` bigint(20) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主键id',
  `user_id` bigint(20) unsigned NOT NULL COMMENT '用户ID',
  `target_user_id` bigint(20) unsigned NOT NULL COMMENT '目标用户ID',
  `relation` tinyint(1) NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '关系，0-取消，1-关注，2-拉黑',
  `create_time` datetime NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '创建时间',
  `update_time` datetime NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '更新时间',
  PRIMARY KEY (`relation_id`),
  UNIQUE KEY `user_target` (`user_id`, `target_user_id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='用户关系表';

首先需要创建SQLAlchemy对象:

方式一：

db = SQLAlchemy(app)

方式二：

db = SQLAlchemy()
  db.init_app(app)

注意此方式在单独运行调试时，对数据库操作需要在Flask的应用上下文中进行，即

with app.app_context():
      User.query.all()

定义模型类

class User(db.Model):
    """
    用户基本信息
    """
    __tablename__ = 'user_basic'

    class STATUS:
        ENABLE = 1
        DISABLE = 0

    id = db.Column('user_id', db.Integer, primary_key=True, doc='用户ID')
    mobile = db.Column(db.String, doc='手机号')
    password = db.Column(db.String, doc='密码')
    name = db.Column('user_name', db.String, doc='昵称')
    profile_photo = db.Column(db.String, doc='头像')
    last_login = db.Column(db.DateTime, doc='最后登录时间')
    is_media = db.Column(db.Boolean, default=False, doc='是否是自媒体')
    is_verified = db.Column(db.Boolean, default=False, doc='是否实名认证')
    introduction = db.Column(db.String, doc='简介')
    certificate = db.Column(db.String, doc='认证')
    article_count = db.Column(db.Integer, default=0, doc='发帖数')
    following_count = db.Column(db.Integer, default=0, doc='关注的人数')
    fans_count = db.Column(db.Integer, default=0, doc='被关注的人数（粉丝数）')
    like_count = db.Column(db.Integer, default=0, doc='累计点赞人数')
    read_count = db.Column(db.Integer, default=0, doc='累计阅读人数')

    account = db.Column(db.String, doc='账号')
    email = db.Column(db.String, doc='邮箱')
    status = db.Column(db.Integer, default=1, doc='状态，是否可用')

class UserProfile(db.Model):
    """
    用户资料表
    """
    __tablename__ = 'user_profile'

    class GENDER:
        MALE = 0
        FEMALE = 1

    id = db.Column('user_id', db.Integer, primary_key=True, doc='用户ID')
    gender = db.Column(db.Integer, default=0, doc='性别')
    birthday = db.Column(db.Date, doc='生日')
    real_name = db.Column(db.String, doc='真实姓名')
    id_number = db.Column(db.String, doc='身份证号')
    id_card_front = db.Column(db.String, doc='身份证正面')
    id_card_back = db.Column(db.String, doc='身份证背面')
    id_card_handheld = db.Column(db.String, doc='手持身份证')
    ctime = db.Column('create_time', db.DateTime, default=datetime.now, doc='创建时间')
    utime = db.Column('update_time', db.DateTime, default=datetime.now, onupdate=datetime.now, doc='更新时间')
    register_media_time = db.Column(db.DateTime, doc='注册自媒体时间')

    area = db.Column(db.String, doc='地区')
    company = db.Column(db.String, doc='公司')
    career = db.Column(db.String, doc='职业')


class Relation(db.Model):
    """
    用户关系表
    """
    __tablename__ = 'user_relation'

    class RELATION:
        DELETE = 0
        FOLLOW = 1
        BLACKLIST = 2

    id = db.Column('relation_id', db.Integer, primary_key=True, doc='主键ID')
    user_id = db.Column(db.Integer, doc='用户ID')
    target_user_id = db.Column(db.Integer, doc='目标用户ID')
    relation = db.Column(db.Integer, doc='关系')
    ctime = db.Column('create_time', db.DateTime, default=datetime.now, doc='创建时间')
    utime = db.Column('update_time', db.DateTime, default=datetime.now, onupdate=datetime.now, doc='更新时间')

未完待续，同学们请等待下一期

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