Python数据持久化操作简单比较

jopen 10年前

Python的数据持久化操作主要是六类:普通文件、DBM文件、Pickled对象存储、shelve对象存储、对象数据库存储、关系数据库存储。

普通文件不解释了,DBM就是把字符串的键值对存储在文件里:

Python代码

% python    >>> import anydbm                               >>> file = anydbm.open('movie', 'c')        # make a DBM file called 'movie'    >>> file['Batman'] = 'Pow!'                 # store a string under key 'Batman'    >>> file.keys( )                                 # get the file's key directory    ['Batman']    >>> file['Batman']                          # fetch value for key 'Batman'    'Pow!'

Pickled就是把对象序列化到文件,可以存储复杂类型:

Python代码

% python    >>> table = {'a': [1, 2, 3],                 'b': ['spam', 'eggs'],                 'c': {'name':'bob'}}    >>>    >>> import pickle    >>> mydb  = open('dbase', 'w')    >>> pickle.dump(table, mydb)

下面是反序列化:

Python代码

% python    >>> import pickle    >>> mydb  = open('dbase', 'r')    >>> table = pickle.load(mydb)    >>> table    {'b': ['spam', 'eggs'], 'a': [1, 2, 3], 'c': {'name': 'bob'}}

shelve存储差不多就是DBM和Pickled方式的结合,以键值对的形式把对象序列化到文件:

Python代码

% python    >>> import shelve    >>> dbase = shelve.open("mydbase")    >>> object1 = ['The', 'bright', ('side', 'of'), ['life']]    >>> object2 = {'name': 'Brian', 'age': 33, 'motto': object1}    >>> dbase['brian']  = object2    >>> dbase['knight'] = {'name': 'Knight', 'motto': 'Ni!'}    >>> dbase.close( )

取数据:

Python代码

% python    >>> import shelve    >>> dbase = shelve.open("mydbase")    >>> len(dbase)                             # entries    2      >>> dbase.keys( )                          # index    ['knight', 'brian']      >>> dbase['knight']                        # fetch    {'motto': 'Ni!', 'name': 'Knight'}

对象数据库的存储没怎么了解,因为不习惯用它存储数据。感觉应该和shelve差不多吧,只是把数据保存到了数据库里(其实还是一个文件嘛),然后增加了些事务之类的高级功能。

Python中关系数据库的存储是重点,操作关系数据库最“简单”的就是直接用DB-API,就像Java里的JDBC;当然,数据结构复杂了、设计要求高了,就得找些ORM框架偷懒了,主要有独立的SQLAlchemy,Django的自带ORM等。这部分内容还是下一篇博客写吧,我不喜欢文章拉得长长的……

简单比较Python的数据持久化操作(二)

Python中操作关系数据库最直接的就是用DB-API了,流程一般是:连接、执行SQL语句、提交、断开。以MySQL为例,下面是各步骤的代码示例:

首先是连接:

Python代码

% python    >>> import MySQLdb    >>> conn = MySQLdb.connect(host='localhost', user='root', passwd='python')

接着便可以执行语句了,但在执行SQL语句前要先获取指针:

Python代码

>>> curs = conn.cursor( )    >>> curs.execute('create database peopledb')    1L    >>> curs.execute('use peopledb')    0L    >>> tblcmd = 'create table people (name char(30), job char(10), pay int(4))'    >>> curs.execute(tblcmd)    0L

添加数据:

Python代码

>>> curs.execute('insert people values (%s, %s, %s)', ('Bob', 'dev', 5000))    1L    >>> curs.executemany('insert people values (%s, %s, %s)',    ...          [ ('Sue', 'mus', '70000'),    ...            ('Ann', 'mus', '60000')])    2L    >>> conn.commit( )

执行查询:

Python代码

>>> curs.execute('select * from people')    6L    >>> curs.fetchall( )    (('Bob', 'dev', 5000L), ('Sue', 'mus', 70000L), ('Ann', 'mus', 60000L), ('Tom',    'mgr', 100000L))

执行完数据库操作记得断开连接:

Python代码

conn.close( )        # close, _ _del_ _ call rollback if changes not committed yet

如果数据结构不是很复杂,配合Python强大的列表解析能力,不用ORM框架也是很方便的;或者自己封装对象映射也不是很难。

如果使用了Django框架,可以使用它自带的ORM工具来操作数据库。首先当然是编写实体类(或者叫模型)了:

Python代码

from django.db import models      class Musician(models.Model):        first_name = models.CharField(max_length=50)        last_name = models.CharField(max_length=50)        instrument = models.CharField(max_length=100)      class Album(models.Model):        artist = models.ForeignKey(Musician)        name = models.CharField(max_length=100)        release_date = models.DateField()        num_stars = models.IntegerField()

Python的代码已经很清楚了,类对应表,成员变量对应表的列,列属性由models.XXXField(…)定义。如果实体类没有显式定义主键,Django会默认加上一句:

Python代码

id = models.AutoField(primary_key=True)

Django里可以这样定义枚举型数据:

Python代码

class Person(models.Model):        GENDER_CHOICES = (            (u'M', u'Male'),            (u'F', u'Female'),        )        name = models.CharField(max_length=60)        gender = models.CharField(max_length=2, choices=GENDER_CHOICES)

对于关联关系,在做列的映射定义时可以这么写:

Python代码

poll = models.ForeignKey(Poll)    sites = models.ManyToManyField(Site)    place = models.OneToOneField(Place")

在Django里定义关联关系还有更多功能,详细的还是看官方文档吧~

Django的Model基类中已经定义了基本的数据库操作,因为所有的实体类都是继承自Model类,所以也就有了这些操作。例如新建并保存一个person只需要这么做:

Python代码

>>> p = Person(name="Fred Flinstone", gender="M")    >>> p.save()

Django会通过查询对象的主键是否存在来决定该UPDATE还是INSERT,当然你也可以强制框架执行某种操作。如果你不满意框架自带的方法,可以重写它:

Python代码

class Blog(models.Model):        name = models.CharField(max_length=100)        tagline = models.TextField()          def save(self, *args, **kwargs):            do_something()            super(Blog, self).save(*args, **kwargs) # Call the "real" save() method.            do_something_else()

发现没,Django里存取数据不需要那种session,最讨厌Hibernate里的session了,总是报“Session Closed”错误……

Python还有一个独立的ORM框架——SQLAlchemy。功能更强大,支持的数据库也比Django自带的ORM工具要多。它有两种建立实体类的方法。

一种是分开定义,再将表定义和类定义映射起来。首先是建立表的定义:

Python代码

>>> from sqlalchemy import Table, Column, Integer, String, MetaData, ForeignKey    >>> metadata = MetaData()    >>> users_table = Table('users', metadata,    ...     Column('id', Integer, Sequence('user_id_seq'), primary_key=True),    ...     Column('name', String(50)),    ...     Column('fullname', String(50)),    ...     Column('password', String(12))    ... )

接着定义实体类:

Python代码

>>> class User(object):    ...     def __init__(self, name, fullname, password):    ...         self.name = name    ...         self.fullname = fullname    ...         self.password = password

这还没完,还要把他们映射起来:

Python代码

>>> from sqlalchemy.orm import mapper    >>> mapper(User, users_table)

这样的过程有点像Hibernate里将XML的Map文件和实体类的映射。Hibernate中还可以方便的直接用注释在实体类中完成与表的映射,当然SQLAlchemy也有直接的方法:

Python代码

>>> from sqlalchemy.ext.declarative import declarative_base      >>> Base = declarative_base()    >>> class User(Base):    ...     __tablename__ = 'users'    ...    ...     id = Column(Integer, primary_key=True)    ...     name = Column(String)    ...     fullname = Column(String)    ...     password = Column(String)

作为一个独立的ORM框架,实体类的存取当然就不会像Django那样集成的那么完美了,SQLAlchemy里存取数据也是要Session的:

Python代码

>>> from sqlalchemy.orm import sessionmaker    >>> Session = sessionmaker(bind=engine)

这里的engine对象需要这样建立:

Python代码

>>> from sqlalchemy import create_engine    >>> engine = create_engine('<span style="font-family: monospace; white-space: normal; color: #333333; line-height: 20px;">dialect+driver://user:password@host/dbname[?key=value..]</span>', echo=True)

对于存取操作,如果是保存就这么写:

Python代码

>>> ed_user = User('ed', 'Ed Jones', 'edspassword')    >>> session.add(ed_user)

如果要查询,就是类似的这种形式:

Python代码

>>> our_user = session.query(User).filter_by(name='ed').first()

执行完一些数据操作,必要的时候要提交或是回滚:

Python代码

>>> session.rollback()    或者    >>> session.commit()

SQLAlchemy框架还有一个衍生产品——Elixir,在SQLAlchemy的基础上对其映射方式做了些封装,使得实体类的定义有点类似Django中的定义方式。

话说Django的ORM与它的其他模块结合的很紧密,不好单独使用;SQLAlchemy虽然强大,但风格不太喜欢,所以下一步打算深入两个ORM框架的代码,看看他们是怎么实现的。一方面好抉择用哪一个,另外也可以看看在自己的应用中能否自己做一个简单的ORM。