模型——數據庫(一)

模型——數據庫(一)

實驗簡介

以前，咱們講述了用 Django 建造網站的基本途徑： 創建視圖和 URLConf 。 正如咱們所闡述的，視圖負責處理一些主觀邏輯，而後返回響應結果。 做爲例子之一，咱們的主觀邏輯是要計算當前的日期和時間。

在當代Web應用中，主觀邏輯常常牽涉到與數據庫的交互。數據庫驅動網站 在後臺鏈接數據庫服務器，從中取出一些數據，而後在 Web 頁面用漂亮的格式展現這些數據。 這個網站也可能會向訪問者提供修改數據庫數據的方法。

許多複雜的網站都提供了以上兩個功能的某種結合。 例如 Amazon.com 就是一個數據庫驅動站點的良好範例。 本質上，每一個產品頁面都是數據庫中數據以 HTML格式進行的展示，而當你發表客戶評論時，該評論被插入評論數據庫中。

因爲先天具有 Python 簡單而強大的數據庫查詢執行方法，Django 很是適合開發數據庫驅動網站。 本章深刻介紹了該功能： Django 數據庫層。

注意： 儘管對 Django 數據庫層的使用並不特別強調這點，可是咱們仍是強烈建議您掌握一些數據庫和 SQL 原理。 對這些概念的介紹超越了本書的範圍，但就算你是數據庫方面的菜鳥，咱們也建議你繼續閱讀。 你也許可以跟上進度，並在學習過程當中掌握一些概念。

1、數據庫配置

記住這些理念以後，讓咱們來開始 Django 數據庫層的探索。 首先，咱們須要作些初始配置；咱們須要告訴Django使用什麼數據庫以及如何鏈接數據庫。

咱們假定你已經完成了數據庫服務器的安裝和激活，而且已經在其中建立了數據庫（例如，用 CREATE DATABASE 語句）。 若是你使用SQLite，不須要這步安裝，由於SQLite使用文件系統上的獨立文件來存儲數據。

像前面章節提到的 TEMPLATE_DIRS 同樣，數據庫配置也是在Django的配置文件裏，缺省 是 settings.py 。 打開這個文件並查找數據庫配置：

ENGINE：告訴Django使用哪一個數據庫引擎。 若是你在 Django 中使用數據庫，直接在django.db.backends.後面加上對應的數據庫名，以下：

設置	數據庫	所需適配器
postgresql	PostgreSQL	psycopg 1.x版， http://www.djangoproject.com/r/python-pgsql/1/
postgresql_psycopg2	PostgreSQL	psycopg 2.x版， http://www.djangoproject.com/r/python-pgsql/
mysql	MySQL	MySQLdb , http://www.djangoproject.com/r/python-mysql/
sqlite3	SQLite	若是使用Python 2.5+則不須要適配器。 不然就使用 pysqlite ， http://www.djangoproject.com/r/python-sqlite/
oracle	Oracle	cx_Oracle , http://www.djangoproject.com/r/python-oracle/

要注意的是不管選擇使用哪一個數據庫服務器，都必須下載和安裝對應的數據庫適配器。 訪問「所需適配器」一欄中的連接，可經過互聯網免費獲取這些適配器。 若是你使用Linux，你的發佈包管理系統會提供合適的包。 好比說查python-postgresql或者python-psycopg的軟件包。

配置示例（mysql）：

ENGINE: 'django.db.backends.mysql' 

NAME 將數據庫名稱告知 Django 。 例如：

NAME: 'mydb' 

若是使用 SQLite，請對數據庫文件指定完整的文件系統路徑。 例如：

NAME: '/home/django/mydata.db' 

在這個例子中，咱們將SQLite數據庫放在/home/django目錄下，你能夠任意選用最合適你的目錄。

USER告訴 Django 用哪一個用戶鏈接數據庫。 例如： 若是用SQLite，空白便可。

PASSWORD告訴Django鏈接用戶的密碼。 SQLite 用空密碼便可。

HOST告訴 Django 鏈接哪一臺主機的數據庫服務器。 若是數據庫與 Django 安裝於同一臺計算機（即本機），可將此項保留空白。 若是你使用SQLite，此項留空。

PORT是這個數據庫使用的端口號，對於mysql不填寫的話，默認爲3306；使用sqlite3不填寫。

此處的 MySQL 是一個特例。 若是使用的是 MySQL 且該項設置值由斜槓（ '/' ）開頭，MySQL 將經過 Unix socket 來鏈接指定的套接字，例如：

HOST: '/var/run/mysql' 

一旦在輸入了那些設置並保存以後應當測試一下你的配置。 咱們能夠在mysite項目目錄下執行上章所提到的python manage.py shell來進行測試。 （咱們上一章提到過在，manager.py shell命令是以正確Django配置啓用Python交互解釋器的一種方法。 這個方法在這裏是頗有必要的，由於Django須要知道加載哪一個配置文件來獲取數據庫鏈接信息。）

輸入下面這些命令來測試你的數據庫配置，以mysql數據庫爲例，首先用sudo service mysql start命令啓動mysql，而後進入數據庫並建立一個mysite數據庫（mysql用戶root密碼爲空，直接回車便可）：

$ sudo service mysql start $ mysql -uroot > create database mysite 

配置好settings.py的DATABASES，如上面的圖所示，最後在python manager.py shell中運行下面代碼：

>>> from django.db import connection >>> cursor = connection.cursor() 

若是沒有顯示什麼錯誤信息，那麼你的數據庫配置是正確的。 不然，你就得 查看錯誤信息來糾正錯誤。

2、第一個應用程序

你如今已經確認數據庫鏈接正常工做了，讓咱們來建立一個Django app包含模型，視圖和Django代碼，而且形式爲獨立Python包的完整Django應用。

在這裏要先解釋一些術語，初學者可能會混淆它們。 在第二章咱們已經建立了 project , 那麼 project 和 app 之間到底有什麼不一樣呢？它們的區別就是一個是配置另外一個是 代碼：

一個project包含不少個Django app以及對它們的配置。

技術上，project的做用是提供配置文件，比方說哪裏定義數據庫鏈接信息, 安裝的app列表， TEMPLATE_DIRS ，等等。

一個app是一套Django功能的集合，一般包括模型和視圖，按Python的包結構的方式存在。

例如，Django自己內建有一些app，例如註釋系統和自動管理界面。 app的一個關鍵點是它們很容易移植到其餘project和被多個project複用。

對於如何架構Django代碼並無快速成套的規則。 若是你只是建造一個簡單的Web站點，那麼可能你只須要一個app就能夠了； 但若是是一個包含許多不相關的模塊的複雜的網站，例如電子商務和社區之類的站點，那麼你可能須要把這些模塊劃分紅不一樣的app，以便之後複用。

雖然，你能夠不用建立app，就能使用views，這一點已經被咱們以前編寫的視圖函數的例子證實了 。 在那些例子中，咱們只是簡單的建立了一個稱爲views.py的文件，編寫了一些函數並在URLconf中設置了各個函數的映射。 這些狀況都不須要使用apps。

可是，系統對app有一個約定： 若是你使用了Django的數據庫層（模型），你必須建立一個Django app。 模型必須存放在apps中。 所以，爲了開始建造 咱們的模型，咱們必須建立一個新的app。

在mysite項目文件下輸入下面的命令來建立名叫books的app：

python manage.py startapp books 

這個命令並無輸出什麼，它只在 mysite 的目錄裏建立了一個 books 目錄。 讓咱們來看看這個目錄的內容：

這個目錄包含了這個app的模型和視圖。

使用你最喜歡的文本編輯器查看一下models.py和views.py文件的內容。 它們都是空的，除了models.py 裏有一個 import。這就是你Django app的基礎。

3、第一個模型

咱們把注意力放在一個基本的書籍/做者/出版商的數據庫結構上。 咱們這樣作是由於 這是一個衆所周知的例子，不少SQL有關的書籍也經常使用這個舉例。

咱們來假定下面的這些概念、字段和關係：

• 一個做者有姓，有名及email地址。

• 出版商有名稱，地址，所在城市、省，國家，網站。

• 書籍有書名和出版日期。 它有一個或多個做者（和做者是多對多的關聯關係[many-to-many]）， 只有一個出版商（和出版商是一對多的關聯關係[one-to-many]，也被稱做外鍵[foreign key]）

第一步是用Python代碼來描述它們。打開由startapp命令建立的models.py 並輸入下面的內容：

from django.db import models class Publisher(models.Model): name = models.CharField(max_length=30) address = models.CharField(max_length=50) city = models.CharField(max_length=60) state_province = models.CharField(max_length=30) country = models.CharField(max_length=50) website = models.URLField() class Author(models.Model): first_name = models.CharField(max_length=30) last_name = models.CharField(max_length=40) email = models.EmailField() class Book(models.Model): title = models.CharField(max_length=100) authors = models.ManyToManyField(Author) publisher = models.ForeignKey(Publisher) publication_date = models.DateField() 

讓咱們來快速講解一下這些代碼的含義。 首先要注意的事是每一個數據模型都是django.db.models.Model的子類。它的父類 Model 包含了全部必要的和數據庫交互的方法，並提供了一個簡潔漂亮的定義數據庫字段的語法。 信不信由你，這些就是咱們須要編寫的經過Django存取基本數據的全部代碼。

每一個模型至關於單個數據庫表，每一個屬性也是這個表中的一個字段。 屬性名就是字段名，它的類型（例如 CharField ）至關於數據庫的字段類型 （例如 varchar ）。例如， Publisher 模塊等同於下面這張表（用PostgreSQL的 CREATE TABLE 語法描述）：

CREATE TABLE "books_publisher" ( "id" serial NOT NULL PRIMARY KEY, "name" varchar(30) NOT NULL, "address" varchar(50) NOT NULL, "city" varchar(60) NOT NULL, "state_province" varchar(30) NOT NULL, "country" varchar(50) NOT NULL, "website" varchar(200) NOT NULL ); 

事實上，正如過一下子咱們所要展現的，Django 能夠自動生成這些 CREATE TABLE 語句。

「每一個數據庫表對應一個類」這條規則的例外狀況是多對多關係。 在咱們的範例模型中， Book 有一個 多對多字段 叫作 authors 。 該字段代表一本書籍有一個或多個做者，但 Book 數據庫表卻並無 authors 字段。 相反，Django建立了一個額外的表（多對多鏈接表）來處理書籍和做者之間的映射關係。

更多模型的操做，來自官方文檔

最後須要注意的是，咱們並無顯式地爲這些模型定義任何主鍵。 除非你單獨指明，不然Django會自動爲每一個模型生成一個自增加的整數主鍵字段，每一個Django模型都要求有單獨的主鍵。

1. 模型安裝

完成這些代碼以後，如今讓咱們在數據庫中建立這些表。 要完成該項工做，第一步是在 Django 項目中 激活 這些模型。 將 books app 添加到配置文件的已安裝應用列表中便可完成此步驟。

再次編輯 settings.py 文件， 找到 INSTALLED_APPS 設置。 INSTALLED_APPS 告訴 Django 項目哪些 app 處於激活狀態。 缺省狀況下以下所示：

把這四個設置前面加#臨時註釋起來。 （這四個app是常用到的，咱們將在後續章節裏討論如何使用它們）。同時，註釋掉MIDDLEWARE_CLASSES的默認設置條目，由於這些條目是依賴於剛纔咱們剛在INSTALLED_APPS註釋掉的apps。 而後，添加mysite.books 到INSTALLED_APPS的末尾，此時設置的內容看起來應該是這樣的：

(就像咱們在上一章設置TEMPLATE_DIRS所提到的逗號，一樣在INSTALLED_APPS的末尾也需添加一個逗號，由於這是個單元素的元組。 另外，本書的做者喜歡在 每個 tuple元素後面加一個逗號，無論它是否是 只有一個元素。 這是爲了不忘了加逗號，並且也沒什麼壞處。)

'mysite.books'指示咱們正在編寫的books app。 INSTALLED_APPS 中的每一個app都使用 Python的路徑描述，包的路徑，用小數點「.」間隔。

如今咱們能夠建立數據庫表了。 首先，用下面的命令驗證模型的有效性：

python manage.py validate 

validate命令檢查你的模型的語法和邏輯是否正確。 若是一切正常，你會看到0 errors found消息。若是出錯，請檢查你輸入的模型代碼。 錯誤輸出會給出很是有用的錯誤信息來幫助你修正你的模型。

一旦你以爲你的模型可能有問題，運行python manage.py validate。 它能夠幫助你捕獲一些常見的模型定義錯誤。

模型確認沒問題了，運行下面的命令來生成 CREATE TABLE 語句（若是你使用的是Unix，那麼能夠啓用語法高亮）：

python manage.py sqlall books 

在這個命令行中， books 是app的名稱。 和你運行 manage.py startapp 中的同樣。執行以後，輸出以下：

BEGIN; CREATE TABLE "books_publisher" ( "id" serial NOT NULL PRIMARY KEY, "name" varchar(30) NOT NULL, "address" varchar(50) NOT NULL, "city" varchar(60) NOT NULL, "state_province" varchar(30) NOT NULL, "country" varchar(50) NOT NULL, "website" varchar(200) NOT NULL ) ; CREATE TABLE "books_author" ( "id" serial NOT NULL PRIMARY KEY, "first_name" varchar(30) NOT NULL, "last_name" varchar(40) NOT NULL, "email" varchar(75) NOT NULL ) ; CREATE TABLE "books_book" ( "id" serial NOT NULL PRIMARY KEY, "title" varchar(100) NOT NULL, "publisher_id" integer NOT NULL REFERENCES "books_publisher" ("id") DEFERRABLE INITIALLY DEFERRED, "publication_date" date NOT NULL ) ; CREATE TABLE "books_book_authors" ( "id" serial NOT NULL PRIMARY KEY, "book_id" integer NOT NULL REFERENCES "books_book" ("id") DEFERRABLE INITIALLY DEFERRED, "author_id" integer NOT NULL REFERENCES "books_author" ("id") DEFERRABLE INITIALLY DEFERRED, UNIQUE ("book_id", "author_id") ) ; CREATE INDEX "books_book_publisher_id" ON "books_book" ("publisher_id"); COMMIT; 

注意：

自動生成的表名是app名稱（ books ）和模型的小寫名稱 （ publisher , book , author )的組合。 關於Meta類

咱們前面已經提到，Django爲每一個表格自動添加加了一個 id 主鍵， 你能夠從新設置它。

按約定，Django添加 "_id" 後綴到外鍵字段名。 你猜對了，這個一樣是能夠自定義的。

外鍵是用 REFERENCES 語句明肯定義的。

這些 CREATE TABLE 語句會根據你的數據庫而做調整，這樣象數據庫特定的一些字段例如：（MySQL），auto_increment（PostgreSQL）,serial（SQLite），都會自動生成。integer primary key 一樣的，字段名稱也是自動處理（例如單引號還好是雙引號）。 例子中的輸出是基於PostgreSQL語法的。

sqlall 命令並無在數據庫中真正建立數據表，只是把SQL語句段打印出來，這樣你能夠看到Django究竟會作些什麼。 若是你想這麼作的話，你能夠把那些SQL語句複製到你的數據庫客戶端執行，或者經過Unix管道直接進行操做（例如， python manager.py sqlall books | psql mydb）。不過，Django提供了一種更爲簡易的提交SQL語句至數據庫的方法：syncdb命令

python manage.py syncdb 

執行這個命令後，將看到相似如下的內容：

Creating table books_publisher
Creating table books_author
Creating table books_book
Installing index for books.Book model 

syncdb命令是同步你的模型到數據庫的一個簡單方法。 它會根據INSTALLED_APPS裏設置的app來檢查數據庫， 若是表不存在，它就會建立它。 須要注意的是， syncdb 並不能將模型的修改或刪除同步到數據庫；若是你修改或刪除了一個模型，並想把它提交到數據庫，syncdb並不會作出任何處理。

若是你再次運行python manage.py syncdb ，什麼也沒發生，由於你沒有添加新的模型或者 添加新的app。所以，運行python manage.py syncdb老是安全的，由於它不會重複執行SQL語句。

若是你有興趣，花點時間用你的SQL客戶端登陸進數據庫服務器看看剛纔Django建立的數據表。 你能夠手動啓動命令行客戶端（例如，執行PostgreSQL的psql命令），也能夠執行 python manage.py dbshell，這個命令將依據DATABASE_SERVER 的裏設置自動檢測使用數據庫命令行客戶端。

4、小結

本節講了模型的一些基本知識和命令， 開啓Django定製的python shell：

python manage.py shell 

在Django項目下建立新的APP:

python manage.py startapp <app-name> 

檢查models的語法：

python manage.py validate 

根據models.py代碼生成相應SQL代碼：

python manage.py sqlall <app-name> 

將上一步的SQL代碼，提交到對應的數據庫：

python manage.py syncdb 

打開對應數據庫的shell：

python manage.py dbshell 

下一節，咱們將知道經過Django來操做數據庫，這都是基礎。

這裏再次提醒你們，必定要去翻看Django對應版本(本課程使用1.4)官方文檔，由於Django在不斷的更新，老版本被開發者所詬病的設計，在1.4+的版本獲得了很大的改善。

Django 1.4 官方文檔， 中國源，部分翻譯

做業

請再新建一個app，建立課程、教師和學生三個模型用於選課，並處理好它們之間的關係。