4.3 使用Flask-SQLAlchemy管理数据库

SQLAlchemy是一个功能强大的关系型数据库框架，不但提供了高层ORM功能，而且也提供了使用数据库原生SQL的低层功能。在Flask Web程序中，使用Flask-SQLAlchemy扩展可以简化使用SQLAlchemy的步骤，提高开发效率。在本节的内容中，将详细讲解在Flask Web中使用Flask-SQLAlchemy的知识。

4.3.1 Flask-SQLAlchemy基础

在使用Flask-SQLAlchemy之前，需要先使用如下pip命令进行安装。

在使用Flask-SQLAlchemy扩展时，需要使用URL设置要操作的数据库，使用Flask-SQ-LAlchemy连接主流数据库的语法如下。

• MySQL：

• Postgres：

• SQLite（Unix）：

• SQLite（Windows）：

对上述URL连接的具体说明如下。

• hostname：表示数据库服务器所在的主机，可以是本地主机（localhost），也可以是远程服务器。

• database：表示要连接的数据库名称。

• username和password：表示连接数据库的用户名和密码。

在Flask Web程序中，必须将连接数据库的URL保存到Flask配置对象的SQLALCHEMY_DATABASE_URI键中。在配置对象中可以将SQLALCHEMY_COMMIT_ON_TEARDOWN键的值设置为True，这样在访问请求结束后会自动提交数据库中的变化。

注意：因为SQLite数据库是一个轻量级产品，不需要使用服务器，所以在使用时无须设置URL中的hostname、username和password参数。URL中的参数database是在硬盘的具体保存路径。

4.3.2 定义模型

在软件开发领域中，将在程序中使用的持久化实体称为模型。在Python的ORM中，一个模型对应一个Python类，类中的各个属性分别对应数据库表中的列，这一点和Django框架中的Models类似。假如在程序中需要用到两个数据库表rank和users，那么可以在Python程序中定义模型Rank和User，例如下面的演示代码。

1）类变量__tablename__：用于定义在数据库中使用的数据库表的名字。如果没有定义__tablename__的名字，SQLAlchemy会使用一个没有遵守使用复数形式进行命名约定的默认名字。

2）类变量id、name、users：都是该模型中的属性，对应数据表中的属性成员。

3）db.Column：在类db.Column的构造函数中，其中第一个参数表示数据库列和模型属性的类型，在下面列出了一些常用的列类型以及在模型中使用的Python类型。

• Integer：表示int整数类型，一般是32位。

• SmallInteger：表示取值范围小的int整数类型，一般是16位。

• BigInteger：表示不限制精度的整数类型int或long。

• Float：表示float浮点数类型。

• Numeric：表示Decimal类型。

• String：表示str变长字符串类型。

• Text：表示str变长字符串类型，但是和上面的String类型相比，此类型对较长或不限长度的字符串做了优化。

• Unicode：表示变长Unicode字符串类型。

• UnicodeText：表示变长Unicode字符串类型，但是和上面的Unicode类型相比，对较长或不限长度的字符串做了优化。

• Boolean：表示bool布尔值类型。

• Date：表示datetime.date日期类型。

• Time：表示datetime.time时间类型。

• DateTime：表示datetime.datetime日期和时间类型。

• Interval：表示datetime.timedelta时间间隔类型。

• Enum：表示一组字符串类型。

• PickleType：可以是任何Python对象类型，自动使用Pickle序列化保存的数据。

• LargeBinary：表示二进制文件类型。

另外，在db.Column中还包含了其余的参数，功能是指定属性的配置选项。下面列出了一些经常用到的选项。

• unique：如果将其属性设为True，表示不允许在当前列中出现重复的值，反之为False。

• index：如果将其属性设为True，表示为当前列创建提升查询效率的索引，反之为False。

• nullable：如果将其属性设为True，表示当前列中可以使用空值，反之为False。

• default：为当前列设置一个默认值。

注意：Flask-SQLAlchemy规定，应为每个模型定义主键，这个主键通常被命名为id。

4.3.3 关系

在Flask Web程序中，可以使用关系型数据库把不同表中的行联系起来。图4-5所示的关系图中，展示了用户和角色之间的一种关系。因为一个角色可属于多个用户，而每个用户只能有一个角色，所以在图中展示的只是角色到用户的一对多关系。

在下面的演示代码中，展示了图4-5中的一对多关系在模型类中的表示方法。

在图4-5所示的关系中，添加到模型User中的列rank_id被定义为外键，就是通过这个外键建立起了关系。传递给db.ForeignKey()方法的参数是rank.id，表示此列显示的是表Rank中每一行数据的id值。

上面的方法db.relationship()有两个参数，具体说明如下所示。

• 参数User：在定义类Rank的实例对象后，可以使用属性users表示与角色相关联的用户组成的列表。函数db.relationship()的第一个参数是User，用于表示这个关系的另一端属于哪个模型。

• 参数backref：在模型User中使用Rank属性定义反向关系，可以使用属性Rank代替Rank_id来访问Rank模型，此时获取的是模型对象，而不是外键的值。

在大多数情况下，函数db.relationship()可以独立找到关系中的外键，但是有时无法确定把哪一列作为外键。举个例子，假如在模型User中将两个或两个以上的列定义为模型Rank的外键，那么SQLAlchemy就无法确定应该使用哪一列作为外键，此时需要为函数db.relationship()提供额外的参数来设置使用哪个外键。