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Python SQLAlchemy基本操作和常用技巧(包含大量實(shí)例,非常好)

 更新時(shí)間:2014年05月06日 10:46:35   作者:  
這篇文章主要介紹了Python的ORM框架SQLAlchemy基本操作和常用技巧,包含大量實(shí)例,非常好的一個(gè)學(xué)習(xí)SQLAlchemy的教程,需要的朋友可以參考下

首先說(shuō)下,由于最新的 0.8 版還是開(kāi)發(fā)版本,因此我使用的是 0.79 版,API 也許會(huì)有些不同。
因?yàn)槲沂谴钆?MySQL InnoDB 使用,所以使用其他數(shù)據(jù)庫(kù)的也不能完全照搬本文。

接著就從安裝開(kāi)始介紹吧,以 Debian/Ubuntu 為例(請(qǐng)確保有管理員權(quán)限):
1.MySQL

復(fù)制代碼 代碼如下:
apt-get install mysql-server
apt-get install mysql-client
apt-get install libmysqlclient15-dev

2.python-mysqldb
復(fù)制代碼 代碼如下:
apt-get install python-mysqldb

3.easy_install
復(fù)制代碼 代碼如下:
wget http://peak.telecommunity.com/dist/ez_setup.py

python ez_setup.py
4.MySQL-Python
復(fù)制代碼 代碼如下:
easy_install MySQL-Python

5.SQLAlchemy
復(fù)制代碼 代碼如下:
easy_install SQLAlchemy

如果是用其他操作系統(tǒng),遇到問(wèn)題就 Google 一下吧。我是在 Mac OS X 上開(kāi)發(fā)的,途中也遇到些問(wèn)題,不過(guò)當(dāng)時(shí)沒(méi)記下來(lái)……
值得一提的是我用了 MySQL-Python 來(lái)連 MySQL,因?yàn)椴恢С之惒秸{(diào)用,所以和 Tornado 不是很搭。不過(guò)性能其實(shí)很好,因此以后再去研究下其他方案吧……

裝好后就可以開(kāi)始使用了:

復(fù)制代碼 代碼如下:
from sqlalchemy import create_engine
from sqlalchemy.orm import sessionmaker


DB_CONNECT_STRING = 'mysql+mysqldb://root:123@localhost/ooxx?charset=utf8'
engine = create_engine(DB_CONNECT_STRING, echo=True)
DB_Session = sessionmaker(bind=engine)
session = DB_Session()


這里的 DB_CONNECT_STRING 就是連接數(shù)據(jù)庫(kù)的路徑。“mysql+mysqldb”指定了使用 MySQL-Python 來(lái)連接,“root”和“123”分別是用戶名和密碼,“l(fā)ocalhost”是數(shù)據(jù)庫(kù)的域名,“ooxx”是使用的數(shù)據(jù)庫(kù)名(可省略),“charset”指定了連接時(shí)使用的字符集(可省略)。
create_engine() 會(huì)返回一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)引擎,echo 參數(shù)為 True 時(shí),會(huì)顯示每條執(zhí)行的 SQL 語(yǔ)句,生產(chǎn)環(huán)境下可關(guān)閉。
sessionmaker() 會(huì)生成一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)會(huì)話類。這個(gè)類的實(shí)例可以當(dāng)成一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)連接,它同時(shí)還記錄了一些查詢的數(shù)據(jù),并決定什么時(shí)候執(zhí)行 SQL 語(yǔ)句。由于 SQLAlchemy 自己維護(hù)了一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)連接池(默認(rèn) 5 個(gè)連接),因此初始化一個(gè)會(huì)話的開(kāi)銷并不大。對(duì) Tornado 而言,可以在 BaseHandler 的 initialize() 里初始化:
復(fù)制代碼 代碼如下:

class BaseHandler(tornado.web.RequestHandler):
    def initialize(self):
        self.session = models.DB_Session()

    def on_finish(self):
        self.session.close()


對(duì)其他 Web 服務(wù)器來(lái)說(shuō),可以使用 sqlalchemy.orm.scoped_session,它能保證每個(gè)線程獲得的 session 對(duì)象都是唯一的。不過(guò) Tornado 本身就是單線程的,如果使用了異步方式,就可能會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題,因此我并沒(méi)使用它。

拿到 session 后,就可以執(zhí)行 SQL 了:

復(fù)制代碼 代碼如下:
session.execute('create database abc')
print session.execute('show databases').fetchall()
session.execute('use abc')
# 建 user 表的過(guò)程略
print session.execute('select * from user where id = 1').first()
print session.execute('select * from user where id = :id', {'id': 1}).first()

不過(guò)這和直接使用 MySQL-Python 沒(méi)啥區(qū)別,所以就不介紹了;我還是喜歡 ORM 的方式,這也是我采用 SQLAlchemy 的唯一原因。

于是來(lái)定義一個(gè)表:

復(fù)制代碼 代碼如下:
from sqlalchemy import Column
from sqlalchemy.types import CHAR, Integer, String
from sqlalchemy.ext.declarative import declarative_base


BaseModel = declarative_base()

def init_db():
    BaseModel.metadata.create_all(engine)

def drop_db():
    BaseModel.metadata.drop_all(engine)


class User(BaseModel):
    __tablename__ = 'user'

    id = Column(Integer, primary_key=True)
    name = Column(CHAR(30)) # or Column(String(30))

init_db()

declarative_base() 創(chuàng)建了一個(gè) BaseModel 類,這個(gè)類的子類可以自動(dòng)與一個(gè)表關(guān)聯(lián)。
以 User 類為例,它的 __tablename__ 屬性就是數(shù)據(jù)庫(kù)中該表的名稱,它有 id 和 name 這兩個(gè)字段,分別為整型和 30 個(gè)定長(zhǎng)字符。Column 還有一些其他的參數(shù),我就不解釋了。
最后,BaseModel.metadata.create_all(engine) 會(huì)找到 BaseModel 的所有子類,并在數(shù)據(jù)庫(kù)中建立這些表;drop_all() 則是刪除這些表。

接著就開(kāi)始使用這個(gè)表吧:

復(fù)制代碼 代碼如下:
from sqlalchemy import func, or_, not_


user = User(name='a')
session.add(user)
user = User(name='b')
session.add(user)
user = User(name='a')
session.add(user)
user = User()
session.add(user)
session.commit()

query = session.query(User)
print query # 顯示SQL 語(yǔ)句
print query.statement # 同上
for user in query: # 遍歷時(shí)查詢
    print user.name
print query.all() # 返回的是一個(gè)類似列表的對(duì)象
print query.first().name # 記錄不存在時(shí),first() 會(huì)返回 None
# print query.one().name # 不存在,或有多行記錄時(shí)會(huì)拋出異常
print query.filter(User.id == 2).first().name
print query.get(2).name # 以主鍵獲取,等效于上句
print query.filter('id = 2').first().name # 支持字符串

query2 = session.query(User.name)
print query2.all() # 每行是個(gè)元組
print query2.limit(1).all() # 最多返回 1 條記錄
print query2.offset(1).all() # 從第 2 條記錄開(kāi)始返回
print query2.order_by(User.name).all()
print query2.order_by('name').all()
print query2.order_by(User.name.desc()).all()
print query2.order_by('name desc').all()
print session.query(User.id).order_by(User.name.desc(), User.id).all()

print query2.filter(User.id == 1).scalar() # 如果有記錄,返回第一條記錄的第一個(gè)元素
print session.query('id').select_from(User).filter('id = 1').scalar()
print query2.filter(User.id > 1, User.name != 'a').scalar() # and
query3 = query2.filter(User.id > 1) # 多次拼接的 filter 也是 and
query3 = query3.filter(User.name != 'a')
print query3.scalar()
print query2.filter(or_(User.id == 1, User.id == 2)).all() # or
print query2.filter(User.id.in_((1, 2))).all() # in

query4 = session.query(User.id)
print query4.filter(User.name == None).scalar()
print query4.filter('name is null').scalar()
print query4.filter(not_(User.name == None)).all() # not
print query4.filter(User.name != None).all()

print query4.count()
print session.query(func.count('*')).select_from(User).scalar()
print session.query(func.count('1')).select_from(User).scalar()
print session.query(func.count(User.id)).scalar()
print session.query(func.count('*')).filter(User.id > 0).scalar() # filter() 中包含 User,因此不需要指定表
print session.query(func.count('*')).filter(User.name == 'a').limit(1).scalar() == 1 # 可以用 limit() 限制 count() 的返回?cái)?shù)
print session.query(func.sum(User.id)).scalar()
print session.query(func.now()).scalar() # func 后可以跟任意函數(shù)名,只要該數(shù)據(jù)庫(kù)支持
print session.query(func.current_timestamp()).scalar()
print session.query(func.md5(User.name)).filter(User.id == 1).scalar()

query.filter(User.id == 1).update({User.name: 'c'})
user = query.get(1)
print user.name

user.name = 'd'
session.flush() # 寫(xiě)數(shù)據(jù)庫(kù),但并不提交
print query.get(1).name

session.delete(user)
session.flush()
print query.get(1)

session.rollback()
print query.get(1).name
query.filter(User.id == 1).delete()
session.commit()
print query.get(1)


增刪改查都涉及到了,自己看看輸出的 SQL 語(yǔ)句就知道了,于是基礎(chǔ)知識(shí)就介紹到此了。


下面開(kāi)始介紹一些進(jìn)階的知識(shí)。

如何批量插入大批數(shù)據(jù)?

可以使用非 ORM 的方式:

復(fù)制代碼 代碼如下:
session.execute(
    User.__table__.insert(),
    [{'name': `randint(1, 100)`,'age': randint(1, 100)} for i in xrange(10000)]
)
session.commit()

上面我批量插入了 10000 條記錄,半秒內(nèi)就執(zhí)行完了;而 ORM 方式會(huì)花掉很長(zhǎng)時(shí)間。

如何讓執(zhí)行的 SQL 語(yǔ)句增加前綴?

使用 query 對(duì)象的 prefix_with() 方法:

復(fù)制代碼 代碼如下:
session.query(User.name).prefix_with('HIGH_PRIORITY').all()
session.execute(User.__table__.insert().prefix_with('IGNORE'), {'id': 1, 'name': '1'})

如何替換一個(gè)已有主鍵的記錄?

使用 session.merge() 方法替代 session.add(),其實(shí)就是 SELECT + UPDATE:

復(fù)制代碼 代碼如下:
user = User(id=1, name='ooxx')
session.merge(user)
session.commit()

或者使用 MySQL 的 INSERT … ON DUPLICATE KEY UPDATE,需要用到 @compiles 裝飾器,有點(diǎn)難懂,自己搜索看吧:《SQLAlchemy ON DUPLICATE KEY UPDATE》 和 sqlalchemy_mysql_ext。

如何使用無(wú)符號(hào)整數(shù)?

可以使用 MySQL 的方言:

復(fù)制代碼 代碼如下:
from sqlalchemy.dialects.mysql import INTEGER

id = Column(INTEGER(unsigned=True), primary_key=True)

模型的屬性名需要和表的字段名不一樣怎么辦?

開(kāi)發(fā)時(shí)遇到過(guò)一個(gè)奇怪的需求,有個(gè)其他系統(tǒng)的表里包含了一個(gè)“from”字段,這在 Python 里是關(guān)鍵字,于是只能這樣處理了:

復(fù)制代碼 代碼如下:
from_ = Column('from', CHAR(10))

如何獲取字段的長(zhǎng)度?

Column 會(huì)生成一個(gè)很復(fù)雜的對(duì)象,想獲取長(zhǎng)度比較麻煩,這里以 User.name 為例:

復(fù)制代碼 代碼如下:
User.name.property.columns[0].type.length

如何指定使用 InnoDB,以及使用 UTF-8 編碼?

最簡(jiǎn)單的方式就是修改數(shù)據(jù)庫(kù)的默認(rèn)配置。如果非要在代碼里指定的話,可以這樣:

復(fù)制代碼 代碼如下:
class User(BaseModel):
    __table_args__ = {
        'mysql_engine': 'InnoDB',
        'mysql_charset': 'utf8'
    }

MySQL 5.5 開(kāi)始支持存儲(chǔ) 4 字節(jié)的 UTF-8 編碼的字符了,iOS 里自帶的 emoji(如 🍎 字符)就屬于這種。
如果是對(duì)表來(lái)設(shè)置的話,可以把上面代碼中的 utf8 改成 utf8mb4,DB_CONNECT_STRING 里的 charset 也這樣更改。
如果對(duì)庫(kù)或字段來(lái)設(shè)置,則還是自己寫(xiě) SQL 語(yǔ)句比較方便,具體細(xì)節(jié)可參考《How to support full Unicode in MySQL databases》。
不建議全用 utf8mb4 代替 utf8,因?yàn)榍罢吒饕龝?huì)占用更多空間。

如何設(shè)置外鍵約束?

復(fù)制代碼 代碼如下:
from random import randint
from sqlalchemy import ForeignKey


class User(BaseModel):
    __tablename__ = 'user'

    id = Column(Integer, primary_key=True)
    age = Column(Integer)


class Friendship(BaseModel):
    __tablename__ = 'friendship'

    id = Column(Integer, primary_key=True)
    user_id1 = Column(Integer, ForeignKey('user.id'))
    user_id2 = Column(Integer, ForeignKey('user.id'))


for i in xrange(100):
    session.add(User(age=randint(1, 100)))
session.flush() # 或 session.commit(),執(zhí)行完后,user 對(duì)象的 id 屬性才可以訪問(wèn)(因?yàn)?id 是自增的)

for i in xrange(100):
    session.add(Friendship(user_id1=randint(1, 100), user_id2=randint(1, 100)))
session.commit()

session.query(User).filter(User.age < 50).delete()

執(zhí)行這段代碼時(shí),你應(yīng)該會(huì)遇到一個(gè)錯(cuò)誤:

復(fù)制代碼 代碼如下:
sqlalchemy.exc.IntegrityError: (IntegrityError) (1451, 'Cannot delete or update a parent row: a foreign key constraint fails (`ooxx`.`friendship`, CONSTRAINT `friendship_ibfk_1` FOREIGN KEY (`user_id1`) REFERENCES `user` (`id`))') 'DELETE FROM user WHERE user.age < %s' (50,)

原因是刪除 user 表的數(shù)據(jù),可能會(huì)導(dǎo)致 friendship 的外鍵不指向一個(gè)真實(shí)存在的記錄。在默認(rèn)情況下,MySQL 會(huì)拒絕這種操作,也就是 RESTRICT。InnoDB 還允許指定 ON DELETE 為 CASCADE 和 SET NULL,前者會(huì)刪除 friendship 中無(wú)效的記錄,后者會(huì)將這些記錄的外鍵設(shè)為 NULL。
除了刪除,還有可能更改主鍵,這也會(huì)導(dǎo)致 friendship 的外鍵失效。于是相應(yīng)的就有 ON UPDATE 了。其中 CASCADE 變成了更新相應(yīng)的外鍵,而不是刪除。
而在 SQLAlchemy 中是這樣處理的:
復(fù)制代碼 代碼如下:
class Friendship(BaseModel):
    __tablename__ = 'friendship'

    id = Column(Integer, primary_key=True)
    user_id1 = Column(Integer, ForeignKey('user.id', ondelete='CASCADE', onupdate='CASCADE'))
    user_id2 = Column(Integer, ForeignKey('user.id', ondelete='CASCADE', onupdate='CASCADE'))

如何連接表?

復(fù)制代碼 代碼如下:
from sqlalchemy import distinct
from sqlalchemy.orm import aliased


Friend = aliased(User, name='Friend')

print session.query(User.id).join(Friendship, User.id == Friendship.user_id1).all() # 所有有朋友的用戶
print session.query(distinct(User.id)).join(Friendship, User.id == Friendship.user_id1).all() # 所有有朋友的用戶(去掉重復(fù)的)
print session.query(User.id).join(Friendship, User.id == Friendship.user_id1).distinct().all() # 同上
print session.query(Friendship.user_id2).join(User, User.id == Friendship.user_id1).order_by(Friendship.user_id2).distinct().all() # 所有被別人當(dāng)成朋友的用戶
print session.query(Friendship.user_id2).select_from(User).join(Friendship, User.id == Friendship.user_id1).order_by(Friendship.user_id2).distinct().all() # 同上,join 的方向相反,但因?yàn)椴皇?STRAIGHT_JOIN,所以 MySQL 可以自己選擇順序
print session.query(User.id, Friendship.user_id2).join(Friendship, User.id == Friendship.user_id1).all() # 用戶及其朋友
print session.query(User.id, Friendship.user_id2).join(Friendship, User.id == Friendship.user_id1).filter(User.id < 10).all() # id 小于 10 的用戶及其朋友
print session.query(User.id, Friend.id).join(Friendship, User.id == Friendship.user_id1).join(Friend, Friend.id == Friendship.user_id2).all() # 兩次 join,由于使用到相同的表,因此需要?jiǎng)e名
print session.query(User.id, Friendship.user_id2).outerjoin(Friendship, User.id == Friendship.user_id1).all() # 用戶及其朋友(無(wú)朋友則為 None,使用左連接)


這里我沒(méi)提到 relationship,雖然它看上去很方便,但需要學(xué)習(xí)的內(nèi)容實(shí)在太多,還要考慮很多性能上的問(wèn)題,所以干脆自己 join 吧。

為什么無(wú)法刪除 in 操作查詢出來(lái)的記錄?

復(fù)制代碼 代碼如下:
session.query(User).filter(User.id.in_((1, 2, 3))).delete()

拋出這樣的異常:
復(fù)制代碼 代碼如下:
sqlalchemy.exc.InvalidRequestError: Could not evaluate current criteria in Python.  Specify 'fetch' or False for the synchronize_session parameter.

但這樣是沒(méi)問(wèn)題的:
復(fù)制代碼 代碼如下:
session.query(User).filter(or_(User.id == 1, User.id == 2, User.id == 3)).delete()

搜了下找到《Sqlalchemy delete subquery》這個(gè)問(wèn)題,提到了 delete 的一個(gè)注意點(diǎn):刪除記錄時(shí),默認(rèn)會(huì)嘗試刪除 session 中符合條件的對(duì)象,而 in 操作估計(jì)還不支持,于是就出錯(cuò)了。解決辦法就是刪除時(shí)不進(jìn)行同步,然后再讓 session 里的所有實(shí)體都過(guò)期:
復(fù)制代碼 代碼如下:
session.query(User).filter(User.id.in_((1, 2, 3))).delete(synchronize_session=False)
session.commit() # or session.expire_all()

此外,update 操作也有同樣的參數(shù),如果后面立刻提交了,那么加上 synchronize_session=False 參數(shù)會(huì)更快。


如何擴(kuò)充模型的基類?

declarative_base() 會(huì)生成一個(gè) class 對(duì)象,這個(gè)對(duì)象的子類一般都和一張表對(duì)應(yīng)。如果想增加這個(gè)基類的方法或?qū)傩?,讓子類都能使用,可以有三種方法:

1.定義一個(gè)新類,將它的方法設(shè)置為基類的方法:

復(fù)制代碼 代碼如下:

class ModelMixin(object):
    @classmethod
    def get_by_id(cls, session, id, columns=None, lock_mode=None):
        if hasattr(cls, 'id'):
            scalar = False
            if columns:
                if isinstance(columns, (tuple, list)):
                    query = session.query(*columns)
                else:
                    scalar = True
                    query = session.query(columns)
            else:
                query = session.query(cls)
            if lock_mode:
                query = query.with_lockmode(lock_mode)
            query = query.filter(cls.id == id)
            if scalar:
                return query.scalar()
            return query.first()
        return None
    BaseModel.get_by_id = get_by_id

    @classmethod
    def get_all(cls, session, columns=None, offset=None, limit=None, order_by=None, lock_mode=None):
        if columns:
            if isinstance(columns, (tuple, list)):
                query = session.query(*columns)
            else:
                query = session.query(columns)
                if isinstance(columns, str):
                    query = query.select_from(cls)
        else:
            query = session.query(cls)
        if order_by is not None:
            if isinstance(order_by, (tuple, list)):
                query = query.order_by(*order_by)
            else:
                query = query.order_by(order_by)
        if offset:
            query = query.offset(offset)
        if limit:
            query = query.limit(limit)
        if lock_mode:
            query = query.with_lockmode(lock_mode)
        return query.all()
    BaseModel.get_all = get_all

    @classmethod
    def count_all(cls, session, lock_mode=None):
        query = session.query(func.count('*')).select_from(cls)
        if lock_mode:
            query = query.with_lockmode(lock_mode)
        return query.scalar()
    BaseModel.count_all = count_all

    @classmethod
    def exist(cls, session, id, lock_mode=None):
        if hasattr(cls, 'id'):
            query = session.query(func.count('*')).select_from(cls).filter(cls.id == id)
            if lock_mode:
                query = query.with_lockmode(lock_mode)
            return query.scalar() > 0
        return False
    BaseModel.exist = exist

    @classmethod
    def set_attr(cls, session, id, attr, value):
        if hasattr(cls, 'id'):
            session.query(cls).filter(cls.id == id).update({
                attr: value
            })
            session.commit()
    BaseModel.set_attr = set_attr

    @classmethod
    def set_attrs(cls, session, id, attrs):
        if hasattr(cls, 'id'):
            session.query(cls).filter(cls.id == id).update(attrs)
            session.commit()
    BaseModel.set_attrs = set_attrs


雖然很拙劣,但確實(shí)能用。順便還附送了一些有用的玩意,你懂的。
2.設(shè)置 declarative_base() 的 cls 參數(shù):
復(fù)制代碼 代碼如下:
BaseModel = declarative_base(cls=ModelMixin)

這種方法不需要執(zhí)行“BaseModel.get_by_id = get_by_id”之類的代碼。不足之處就是 PyCharm 仍然無(wú)法找到這些方法的位置。
3.設(shè)置 __abstract__ 屬性:
復(fù)制代碼 代碼如下:
class BaseModel(BaseModel):
    __abstract__ = True
    __table_args__ = { # 可以省掉子類的 __table_args__ 了
        'mysql_engine': 'InnoDB',
        'mysql_charset': 'utf8'
    }
    # ...

這種方法最簡(jiǎn)單,也可以繼承出多個(gè)類。

如何正確使用事務(wù)?

假設(shè)有一個(gè)簡(jiǎn)單的銀行系統(tǒng),一共兩名用戶:

復(fù)制代碼 代碼如下:
class User(BaseModel):
    __tablename__ = 'user'

    id = Column(Integer, primary_key=True)
    money = Column(DECIMAL(10, 2))

class TanseferLog(BaseModel):
    __tablename__ = 'tansefer_log'

    id = Column(Integer, primary_key=True)
    from_user = Column(Integer, ForeignKey('user.id', ondelete='CASCADE', onupdate='CASCADE'))
    to_user = Column(Integer, ForeignKey('user.id', ondelete='CASCADE', onupdate='CASCADE'))
    amount = Column(DECIMAL(10, 2))

user = User(money=100)
session.add(user)
user = User(money=0)
session.add(user)
session.commit()


然后開(kāi)兩個(gè) session,同時(shí)進(jìn)行兩次轉(zhuǎn)賬操作:
復(fù)制代碼 代碼如下:
session1 = DB_Session()
session2 = DB_Session()

user1 = session1.query(User).get(1)
user2 = session1.query(User).get(2)
if user1.money >= 100:
    user1.money -= 100
    user2.money += 100
    session1.add(TanseferLog(from_user=1, to_user=2, amount=100))

user1 = session2.query(User).get(1)
user2 = session2.query(User).get(2)
if user1.money >= 100:
    user1.money -= 100
    user2.money += 100
    session2.add(TanseferLog(from_user=1, to_user=2, amount=100))

session1.commit()
session2.commit()


現(xiàn)在看看結(jié)果:
復(fù)制代碼 代碼如下:
>>> user1.money
Decimal('0.00')
>>> user2.money
Decimal('100.00')
>>> session.query(TanseferLog).count()
2L

兩次轉(zhuǎn)賬都成功了,但是只轉(zhuǎn)走了一筆錢(qián),這明顯不科學(xué)。

可見(jiàn) MySQL InnoDB 雖然支持事務(wù),但并不是那么簡(jiǎn)單的,還需要手動(dòng)加鎖。
首先來(lái)試試讀鎖:

復(fù)制代碼 代碼如下:
user1 = session1.query(User).with_lockmode('read').get(1)
user2 = session1.query(User).with_lockmode('read').get(2)
if user1.money >= 100:
    user1.money -= 100
    user2.money += 100
    session1.add(TanseferLog(from_user=1, to_user=2, amount=100))

user1 = session2.query(User).with_lockmode('read').get(1)
user2 = session2.query(User).with_lockmode('read').get(2)
if user1.money >= 100:
    user1.money -= 100
    user2.money += 100
    session2.add(TanseferLog(from_user=1, to_user=2, amount=100))
session1.commit()
session2.commit()


現(xiàn)在在執(zhí)行 session1.commit() 的時(shí)候,因?yàn)?user1 和 user2 都被 session2 加了讀鎖,所以會(huì)等待鎖被釋放。超時(shí)以后,session1.commit() 會(huì)拋出個(gè)超時(shí)的異常,如果捕捉了的話,或者 session2 在另一個(gè)進(jìn)程,那么 session2.commit() 還是能正常提交的。這種情況下,有一個(gè)事務(wù)是肯定會(huì)提交失敗的,所以那些更改等于白做了。

接下來(lái)看看寫(xiě)鎖,把上段代碼中的 'read' 改成 'update' 即可。這次在執(zhí)行 select 的時(shí)候就會(huì)被阻塞了:
user1 = session2.query(User).with_lockmode('update').get(1)
這樣只要在超時(shí)期間內(nèi),session1 完成了提交或回滾,那么 session2 就能正常判斷 user1.money >= 100 是否成立了。
由此可見(jiàn),如果需要更改數(shù)據(jù),最好加寫(xiě)鎖。

那么什么時(shí)候用讀鎖呢?如果要保證事務(wù)運(yùn)行期間內(nèi),被讀取的數(shù)據(jù)不被修改,自己也不去修改,加讀鎖即可。
舉例來(lái)說(shuō),假設(shè)我查詢一個(gè)用戶的開(kāi)支記錄(同時(shí)包含余額和轉(zhuǎn)賬記錄),可以直接把 user 和 tansefer_log 做個(gè)內(nèi)連接。
但如果用戶的轉(zhuǎn)賬記錄特別多,我在查詢前想先驗(yàn)證用戶的密碼(假設(shè)在 user 表中),確認(rèn)相符后才查詢轉(zhuǎn)賬記錄。而這兩次查詢的期間內(nèi),用戶可能收到了一筆轉(zhuǎn)賬,導(dǎo)致他的 money 字段被修改了,但我在展示給用戶時(shí),用戶的余額仍然沒(méi)變,這就不正常了。
而如果我在讀取 user 時(shí)加了讀鎖,用戶是無(wú)法收到轉(zhuǎn)賬的(因?yàn)闊o(wú)法被另一個(gè)事務(wù)加寫(xiě)鎖來(lái)修改 money 字段),這就保證了不會(huì)查出額外的 tansefer_log 記錄。等我查詢完兩張表,釋放了讀鎖后,轉(zhuǎn)賬就可以繼續(xù)進(jìn)行了,不過(guò)我顯示的數(shù)據(jù)在當(dāng)時(shí)的確是正確和一致的。

另外要注意的是,如果被查詢的字段沒(méi)有加索引的話,就會(huì)變成鎖整張表了:

復(fù)制代碼 代碼如下:
session1.query(User).filter(User.id > 50).with_lockmode('update').all()
session2.query(User).filter(User.id < 40).with_lockmode('update').all() # 不會(huì)被鎖,因?yàn)?id 是主鍵

session1.rollback()
session2.rollback()

session1.query(User).filter(User.money == 50).with_lockmode('update').all()
session2.query(User).filter(User.money == 40).with_lockmode('update').all() # 會(huì)等待解鎖,因?yàn)?money 上沒(méi)有索引


要避免的話,可以這樣:
復(fù)制代碼 代碼如下:
money = Column(DECIMAL(10, 2), index=True)

另一個(gè)注意點(diǎn)是子事務(wù)。
InnoDB 支持子事務(wù)(savepoint 語(yǔ)句),可以簡(jiǎn)化一些邏輯。
例如有的方法是用于改寫(xiě)數(shù)據(jù)庫(kù)的,它執(zhí)行時(shí)可能提交了事務(wù),但在后續(xù)的流程中卻執(zhí)行失敗了,卻沒(méi)法回滾那個(gè)方法中已經(jīng)提交的事務(wù)。這時(shí)就可以把那個(gè)方法當(dāng)成子事務(wù)來(lái)運(yùn)行了:

復(fù)制代碼 代碼如下:
def step1():
    # ...
    if success:
        session.commit()
        return True
    session.rollback()
    return False

def step2():
    # ...
    if success:
        session.commit()
        return True
    session.rollback()
    return False

session.begin_nested()
if step1():
    session.begin_nested()
    if step2():
        session.commit()
    else:
        session.rollback()
else:
    session.rollback()


此外,rollback 一個(gè)子事務(wù),可以釋放這個(gè)子事務(wù)中獲得的鎖,提高并發(fā)性和降低死鎖概率。

如何對(duì)一個(gè)字段進(jìn)行自增操作?

最簡(jiǎn)單的辦法就是獲取時(shí)加上寫(xiě)鎖:

復(fù)制代碼 代碼如下:
user = session.query(User).with_lockmode('update').get(1)
user.age += 1
session.commit()

如果不想多一次讀的話,這樣寫(xiě)也是可以的:
復(fù)制代碼 代碼如下:
session.query(User).filter(User.id == 1).update({
    User.age: User.age + 1
})
session.commit()
# 其實(shí)字段之間也可以做運(yùn)算:
session.query(User).filter(User.id == 1).update({
    User.age: User.age + User.id
})

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