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Django模型层之ORM介绍

一 ORM是什么？为何要有ORM？

​ 我们在使用Django框架开发web应用的过程中，不可避免地会涉及到数据的管理操作(增、删、改、查)，而一旦谈到数据的管理操作，就需要用到数据库管理软件，例如mysql、oracle、Microsoft SQL Server等。

​ 如果应用程序需要操作数据(比如将用户注册信息永久存放起来)，那么我们需要在应用程序中编写原生sql语句，然后使用pymysql模块远程操作mysql数据库

​ 针对应用程序的数据操作，直接编写原生sql语句会存在两方面的问题，严重影响开发效率，如下

#1. sql语句的执行效率问题：应用开发程序员需要耗费一大部分精力去优化sql语句

#2. 数据库迁移问题：针对mysql开发的sql语句无法直接应用到oracle数据库上，一旦需要迁移数据库，便需要考虑跨平台问题

​ 为了解决上述问题，django引入了ORM的概念，ORM全称Object Relational Mapping，即对象关系映射，是在pymysq之上又进行了一层封装，对于数据的操作，我们无需再去编写原生sql，取代代之的是基于面向对象的思想去编写类、对象、调用相应的方法等，ORM会将其转换/映射成原生SQL然后交给pymysql执行

​ 基于图2所示，有了ORM框架，开发人员既不用再去考虑原生SQL的优化问题，也不用考虑数据库迁移的问题，ORM都帮我们做了优化且支持多种数据库，这极大地提升了我们的开发效率，下面就让我们来详细学习ORM的使用吧

二 ORM的使用之模型

​ 在django的ORM框架中，继承自django.db.models.Model的类称之为模型类，或简称模型。

​ 一个模型是关于你的数据，唯一的、决定性的信息源、它包含存储数据的基本字段和方法。

​ 通常，每个模型都映射到一个数据库表。模型中的属性对应数据库表的字段

​ 如下所示：原生SQL与ORM的模型对应关系

三 ORM的使用之数据库迁移

3.1 创建模型

​ 数据来源于数据库的表，而ORM的模型类对应数据库表，所以若我们想操作数据，必须先创建模型。

# 创建django项目，新建名为app01的app，在app01的models.py中创建模型

class Employee(models.Model): # 必须是models.Model的子类

id=models.AutoField(primary_key=True)

name=models.CharField(max_length=16)

gender=models.BooleanField(default=1)

birth=models.DateField()

department=models.CharField(max_length=30)

salary=models.DecimalField(max_digits=10,decimal_places=1)

3.2 配置settings.py

3.2.1 注册应用

​ 但凡涉及到数据库同步操作的应用，都需要事先在settings.py的INSTALLED_APPS中完成注册

INSTALLED_APPS = [

'django.contrib.admin',

'django.contrib.auth',

'django.contrib.contenttypes',

'django.contrib.sessions',

'django.contrib.messages',

'django.contrib.staticfiles',

# django2.x+版本

'app01.apps.App01Config', # 如果默认已经添加了，则无需重复添加

# 'app02.apps.App02Config', # 若有新增的app，按照规律依次添加即可

# django1.x版本

'app01', # 直接写应用名字

# 'app02'

]

3.2.2 配置后端数据库

​ django的orm支持多种数据库(如PostgreSQL、MySQL、SQLite、Oracle等)，如果想将上述模型转为mysql数据库中的表，需要settings.py中配置DATABASES，如下

# 删除\注释掉原来的DATABASES配置项，新增下述配置

DATABASES = {

'default': {

'ENGINE': 'django.db.backends.mysql', # 使用mysql数据库

'NAME': 'db1', # 要连接的数据库

'USER': 'root', # 链接数据库的用于名

'PASSWORD': '', # 链接数据库的用于名

'HOST': '127.0.0.1', # mysql服务监听的ip

'PORT': 3306, # mysql服务监听的端口

'ATOMIC_REQUEST': True, #设置为True代表同一个http请求所对应的所有sql都放在一个事务中执行

#(要么所有都成功，要么所有都失败)，这是全局性的配置，如果要对某个

#http请求放水(然后自定义事务)，可以用non_atomic_requests修饰器

'OPTIONS': {

"init_command": "SET storage_engine=INNODB", #设置创建表的存储引擎为INNODB

}

}

}

​ 强调！！！：在链接mysql数据库前，必须事先创建好数据库

mysql> create database db1; # 数据库名必须与settings.py中指定的名字对应上

3.2.3 配置日志

​ 如果想打印orm转换过程中的sql，需要在settings中进行配置日志：

LOGGING = {

'version': 1,

'disable_existing_loggers': False,

'handlers': {

'console':{

'level':'DEBUG',

'class':'logging.StreamHandler',

},

},

'loggers': {

'django.db.backends': {

'handlers': ['console'],

'propagate': True,

'level':'DEBUG',

},

}

}

3.3 mysqlclient安装与兼容性问题

​ 首先执行下述命令来创建一个迁移

$ python manage.py makemigrations

​ 会抛出异常

......

raise ImproperlyConfigured(

django.core.exceptions.ImproperlyConfigured: Error loading MySQLdb module.

Did you install mysqlclient?

​ 提示我们需要事先安装好mysqlclient，并且默认加载的mysqlclient是模块MySQLdb，需要安装MySQL-python，但目前python官方第三库中最新版MySQLdb 1.2.5对python解释器以及MySQL Server的支持如下，并不支持python3.0+Python解释器支持

CPython : 支持2.4到2.7

MySQL Server支持

3.23=< MySQL <= 5.5

​ 为此，有人在github中创建了一个MySQLdb1分支 来支持Cpython3.0+解释器，可以参照官网进行安装https://pypi.org/project/mysqlclient/

​ 除了使用MySQLdb作为MySQLclient之外，我们还有可以使用pymysqlPython解释器支持:

CPython : 2.7 and >= 3.5

PyPy : Latest version

MySQL Server支持:

MySQL >= 5.5

​ 比起前者，pymysql直接支持Cpython3.0+，安装简单

pip3 install pymysql

​ 但是因为Django默认加载的MySQLclient是MySQLdb，所以需要作出修改

​

​ 此时重新执行python manage.py makemigrations仍会抛出异常

......

File "/Users/linhaifeng/PycharmProjects/egon_test/venv-3.8/lib/python3.8/site-packages/django/db/backends/mysql/base.py", line 37, in

raise ImproperlyConfigured('mysqlclient 1.3.13 or newer is required; you have%s.' % Database.__version__)

django.core.exceptions.ImproperlyConfigured: mysqlclient 1.3.13 or newer is required; you have 0.9.3.

​ 需要根据上述异常提示的文件base.py路径打开文件，注释下述两行

if version < (1, 3, 13):

raise ImproperlyConfigured('mysqlclient 1.3.13 or newer is required; you have%s.' % Database.__version__)

​ 如果重新执行makemigrations命令，扔抛出异常

......

File “xxx\lib\site-packages\django\db\backends\mysql\operations.py”, line 146, in last_executed_query

query = query.decode(errors=‘replace’)

AttributeError: ‘str’ object has no attribute ‘decode’

​ 需要根据上述异常提示的operations.py文件路径打开文件，把146行的decode修改为encode

​ ps：PyPI(Python Package Index)是Python官方的第三方库，所有人都可以下载或上传Python库到PyPI。可以访问https://pypi.org/，自行查看各个库的版本支持,

3.4 数据库迁移命令

​ 最后在命令行中执行两条数据库迁移命令，即可在指定的数据库db1中创建表 ：

$ python manage.py makemigrations

$ python manage.py migrate

# 注意：

# 1、makemigrations只是生成一个数据库迁移记录的文件，而migrate才是将更改真正提交到数据库执行

# 2、数据库迁移记录的文件存放于app01下的migrations文件夹里

# 3、了解：

如果要给迁移一个有意义的名称而不是生成的名称，则可以使用makemigrations --name选项：

python manage.py makemigrations --name xx app01 # 会在migrations目录下生成迁移文件0001_xx.py

python3 manage.py sqlmigrate app01 0001_xx # 展示迁移的sql语句

python manage.py showmigrations # 项目的迁移及其状态。

​ 注意：当我们直接去数据库里查看生成的表时，会发现数据库中的表与orm规定的并不一致，这完全是正常的，事实上，orm的字段约束就是不会全部体现在数据库的表中，比如我们为字段gender设置的默认值default=1，去数据库中查看会发现该字段的default部分为null

mysql> desc app01_employee; # 数据库中标签前会带有前缀app01_

+------------+---------------+------+-----+---------+----------------+

| Field | Type | Null | Key | Default | Extra |

+------------+---------------+------+-----+---------+----------------+

| id | int(11) | NO | PRI | NULL | auto_increment |

| name | varchar(16) | NO | | NULL | |

| gender | tinyint(1) | NO | | NULL | |

| birth | date | NO | | NULL | |

| department | varchar(30) | NO | | NULL | |

| salary | decimal(10,1) | NO | | NULL | |

+------------+---------------+------+-----+---------+----------------+

,虽然数据库没有增加默认值,但是我们在使用orm插入值时，完全为gender字段插入空，orm会按照自己的约束将空转换成默认值后，再提交给数据库执行

3.5 模型字段的增、删、改

​ 在表生成之后，如果需要增加、删除、修改表中字段，需要这么做

# 一：增加字段

#1.1、在模型类Employee里直接新增字段，强调：对于orm来说，新增的字段必须用default指定默认值

publish = models.CharField(max_length=12,default='人民出版社',null=True)

#1.2、重新执行那两条数据库迁移命令

# 二：删除字段

#2.1 直接注释掉字段

#2.2 重新执行那两条数据库迁移命令

# 三：修改字段

#2.1 将模型类中字段修改

#2.2 重新执行那两条数据库迁移命令

3.6 加载django配置

​ 在开发django项目时，如果我们想跳过django的启动与操作流程，只测试某一部分的代码的功能，需要首先引入django的配置环境才可以

import sys

import os

import django

# 1、将项目的根目录填入环境变量

BASE_DIR = os.path.dirname(传入项目所在的根目录)

sys.path.append(BASE_DIR)

# 2、引入项目的配置环境，然后无需启动django项目就可以使用其配置环境了

os.environ.setdefault('DJANGO_SETTINGS_MODULE', '项目名.settings')

django.setup()

# 可以将上述代码粘贴进交互式环境，直接在交互式环境测试

if __name__ == "__main__":

# 编写测试代码，直接运行本文件即可

from app01.models import Person

all =Person.objects.all().values()

print(all)

四 基本使用简介

​ 增加一条记录

obj=Employee(name="Egon",gender=0,birth='1997-01-27',department="财务部",salary=100.1)

obj.save()

​ 查询记录

obj = Employee.objects.filter(name="Egon").first() # 查询所有名字为Egon的记录并取第一条

print(obj.id, obj.name, obj.birth) # 输出1 Egon 1997-01-27

​ 修改记录

Employee.objects.filter(name="Egon").update(name="EGON") # 过滤出所有名字为Egon的记录并将name字段改成大写EGON

​ 删除记录

Employee.objects.filter(name="EGON").delete() # 过滤出所有名字为EGON的记录并删除