模型——数据库(一)

模型——数据库(一)

实验简介

之前，我们讲述了用 Django 建造网站的基本途径： 建立视图和 URLConf 。 正如我们所阐述的，视图负责处理一些主观逻辑，然后返回响应结果。 作为例子之一，我们的主观逻辑是要计算当前的日期和时间。

在当代Web应用中，主观逻辑经常牵涉到与数据库的交互。数据库驱动网站 在后台连接数据库服务器，从中取出一些数据，然后在 Web 页面用漂亮的格式展示这些数据。 这个网站也可能会向访问者提供修改数据库数据的方法。

许多复杂的网站都提供了以上两个功能的某种结合。 例如 Amazon.com 就是一个数据库驱动站点的良好范例。 本质上，每个产品页面都是数据库中数据以 HTML格式进行的展现，而当你发表客户评论时，该评论被插入评论数据库中。

由于先天具备 Python 简单而强大的数据库查询执行方法，Django 非常适合开发数据库驱动网站。 本章深入介绍了该功能： Django 数据库层。

注意： 尽管对 Django 数据库层的使用并不特别强调这点，但是我们还是强烈建议您掌握一些数据库和 SQL 原理。 对这些概念的介绍超越了本书的范围，但就算你是数据库方面的菜鸟，我们也建议你继续阅读。 你也许能够跟上进度，并在学习过程中掌握一些概念。

一、数据库配置

记住这些理念之后，让我们来开始 Django 数据库层的探索。 首先，我们需要做些初始配置；我们需要告诉Django使用什么数据库以及如何连接数据库。

我们假定你已经完成了数据库服务器的安装和激活，并且已经在其中创建了数据库（例如，用 CREATE DATABASE 语句）。 如果你使用SQLite，不需要这步安装，因为SQLite使用文件系统上的独立文件来存储数据。

像前面章节提到的 TEMPLATE_DIRS 一样，数据库配置也是在Django的配置文件里，缺省 是 settings.py 。 打开这个文件并查找数据库配置：

ENGINE：告诉Django使用哪个数据库引擎。 如果你在 Django 中使用数据库，直接在django.db.backends.后面加上对应的数据库名，如下：

设置	数据库	所需适配器
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	如果使用Python 2.5+则不需要适配器。 否则就使用 pysqlite ， http://www.djangoproject.com/r/python-sqlite/
oracle	Oracle	cx_Oracle , http://www.djangoproject.com/r/python-oracle/

要注意的是无论选择使用哪个数据库服务器，都必须下载和安装对应的数据库适配器。 访问“所需适配器”一栏中的链接，可通过互联网免费获取这些适配器。 如果你使用Linux，你的发布包管理系统会提供合适的包。 比如说查python-postgresql或者python-psycopg的软件包。

配置示例（mysql）：

ENGINE: 'django.db.backends.mysql'

NAME 将数据库名称告知 Django 。 例如：

NAME: 'mydb'

如果使用 SQLite，请对数据库文件指定完整的文件系统路径。 例如：

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

在这个例子中，我们将SQLite数据库放在/home/django目录下，你可以任意选用最合适你的目录。

USER告诉 Django 用哪个用户连接数据库。 例如： 如果用SQLite，空白即可。

PASSWORD告诉Django连接用户的密码。 SQLite 用空密码即可。

HOST告诉 Django 连接哪一台主机的数据库服务器。 如果数据库与 Django 安装于同一台计算机（即本机），可将此项保留空白。 如果你使用SQLite，此项留空。

PORT是这个数据库使用的端口号，对于mysql不填写的话，默认为3306；使用sqlite3不填写。

此处的 MySQL 是一个特例。 如果使用的是 MySQL 且该项设置值由斜杠（ '/' ）开头，MySQL 将通过 Unix socket 来连接指定的套接字，例如：

HOST: '/var/run/mysql'

一旦在输入了那些设置并保存之后应当测试一下你的配置。 我们可以在mysite项目目录下执行上章所提到的python manage.py shell来进行测试。 （我们上一章提到过在，manager.py shell命令是以正确Django配置启用Python交互解释器的一种方法。 这个方法在这里是很有必要的，因为Django需要知道加载哪个配置文件来获取数据库连接信息。）

输入下面这些命令来测试你的数据库配置，以mysql数据库为例，首先用sudo service mysql start命令启动mysql，然后进入数据库并创建一个mysite数据库（mysql用户root密码为空，直接回车即可）：

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

配置好settings.py的DATABASES，如上面的图所示，最后在python manager.py shell中运行下面代码：

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

如果没有显示什么错误信息，那么你的数据库配置是正确的。 否则，你就得 查看错误信息来纠正错误。

二、第一个应用程序

你现在已经确认数据库连接正常工作了，让我们来创建一个Django app包含模型，视图和Django代码，并且形式为独立Python包的完整Django应用。

在这里要先解释一些术语，初学者可能会混淆它们。 在第二章我们已经创建了 project , 那么 project 和 app 之间到底有什么不同呢？它们的区别就是一个是配置另一个是 代码：

一个project包含很多个Django app以及对它们的配置。

技术上，project的作用是提供配置文件，比方说哪里定义数据库连接信息, 安装的app列表， TEMPLATE_DIRS ，等等。

一个app是一套Django功能的集合，通常包括模型和视图，按Python的包结构的方式存在。

例如，Django本身内建有一些app，例如注释系统和自动管理界面。 app的一个关键点是它们很容易移植到其他project和被多个project复用。

对于如何架构Django代码并没有快速成套的规则。 如果你只是建造一个简单的Web站点，那么可能你只需要一个app就可以了； 但如果是一个包含许多不相关的模块的复杂的网站，例如电子商务和社区之类的站点，那么你可能需要把这些模块划分成不同的app，以便以后复用。

虽然，你可以不用创建app，就能使用views，这一点已经被我们之前编写的视图函数的例子证明了 。 在那些例子中，我们只是简单的创建了一个称为views.py的文件，编写了一些函数并在URLconf中设置了各个函数的映射。 这些情况都不需要使用apps。

但是，系统对app有一个约定： 如果你使用了Django的数据库层（模型），你必须创建一个Django app。 模型必须存放在apps中。 因此，为了开始建造 我们的模型，我们必须创建一个新的app。

在mysite项目文件下输入下面的命令来创建名叫books的app：

python manage.py startapp books

这个命令并没有输出什么，它只在 mysite 的目录里创建了一个 books 目录。 让我们来看看这个目录的内容：

这个目录包含了这个app的模型和视图。

使用你最喜欢的文本编辑器查看一下models.py和views.py文件的内容。 它们都是空的，除了models.py 里有一个 import。这就是你Django app的基础。

三、第一个模型

我们把注意力放在一个基本的书籍/作者/出版商的数据库结构上。 我们这样做是因为 这是一个众所周知的例子，很多SQL有关的书籍也常用这个举例。

我们来假定下面的这些概念、字段和关系：

• 一个作者有姓，有名及email地址。

• 出版商有名称，地址，所在城市、省，国家，网站。

• 书籍有书名和出版日期。 它有一个或多个作者（和作者是多对多的关联关系[many-to-many]）， 只有一个出版商（和出版商是一对多的关联关系[one-to-many]，也被称作外键[foreign key]）

第一步是用Python代码来描述它们。打开由startapp命令创建的models.py 并输入下面的内容：

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()

让我们来快速讲解一下这些代码的含义。 首先要注意的事是每个数据模型都是django.db.models.Model的子类。它的父类 Model 包含了所有必要的和数据库交互的方法，并提供了一个简洁漂亮的定义数据库字段的语法。 信不信由你，这些就是我们需要编写的通过Django存取基本数据的所有代码。

每个模型相当于单个数据库表，每个属性也是这个表中的一个字段。 属性名就是字段名，它的类型（例如 CharField ）相当于数据库的字段类型 （例如 varchar ）。例如， Publisher 模块等同于下面这张表（用PostgreSQL的 CREATE TABLE 语法描述）：

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
);

事实上，正如过一会儿我们所要展示的，Django 可以自动生成这些 CREATE TABLE 语句。

“每个数据库表对应一个类”这条规则的例外情况是多对多关系。 在我们的范例模型中， Book 有一个 多对多字段 叫做 authors 。 该字段表明一本书籍有一个或多个作者，但 Book 数据库表却并没有 authors 字段。 相反，Django创建了一个额外的表（多对多连接表）来处理书籍和作者之间的映射关系。

更多模型的操作，来自官方文档

最后需要注意的是，我们并没有显式地为这些模型定义任何主键。 除非你单独指明，否则Django会自动为每个模型生成一个自增长的整数主键字段，每个Django模型都要求有单独的主键。

1. 模型安装

完成这些代码之后，现在让我们在数据库中创建这些表。 要完成该项工作，第一步是在 Django 项目中 激活 这些模型。 将 books app 添加到配置文件的已安装应用列表中即可完成此步骤。

再次编辑 settings.py 文件， 找到 INSTALLED_APPS 设置。 INSTALLED_APPS 告诉 Django 项目哪些 app 处于激活状态。 缺省情况下如下所示：

把这四个设置前面加#临时注释起来。 （这四个app是经常使用到的，我们将在后续章节里讨论如何使用它们）。同时，注释掉MIDDLEWARE_CLASSES的默认设置条目，因为这些条目是依赖于刚才我们刚在INSTALLED_APPS注释掉的apps。 然后，添加mysite.books 到INSTALLED_APPS的末尾，此时设置的内容看起来应该是这样的：

(就像我们在上一章设置TEMPLATE_DIRS所提到的逗号，同样在INSTALLED_APPS的末尾也需添加一个逗号，因为这是个单元素的元组。 另外，本书的作者喜欢在 每一个 tuple元素后面加一个逗号，不管它是不是 只有一个元素。 这是为了避免忘了加逗号，而且也没什么坏处。)

'mysite.books'指示我们正在编写的books app。 INSTALLED_APPS 中的每个app都使用 Python的路径描述，包的路径，用小数点“.”间隔。

现在我们可以创建数据库表了。 首先，用下面的命令验证模型的有效性：

python manage.py validate

validate命令检查你的模型的语法和逻辑是否正确。 如果一切正常，你会看到0 errors found消息。如果出错，请检查你输入的模型代码。 错误输出会给出非常有用的错误信息来帮助你修正你的模型。

一旦你觉得你的模型可能有问题，运行python manage.py validate。 它可以帮助你捕获一些常见的模型定义错误。

模型确认没问题了，运行下面的命令来生成 CREATE TABLE 语句（如果你使用的是Unix，那么可以启用语法高亮）：

python manage.py sqlall books

在这个命令行中， books 是app的名称。 和你运行 manage.py startapp 中的一样。执行之后，输出如下：

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：

自动生成的表名是app名称（ books ）和模型的小写名称 （ publisher , book , author )的组合。 关于Meta类

我们前面已经提到，Django为每个表格自动添加加了一个 id 主键， 你可以重新设置它。

按约定，Django添加 "_id" 后缀到外键字段名。 你猜对了，这个同样是可以自定义的。

外键是用 REFERENCES 语句明确定义的。

这些 CREATE TABLE 语句会根据你的数据库而作调整，这样象数据库特定的一些字段例如：（MySQL），auto_increment（PostgreSQL）,serial（SQLite），都会自动生成。integer primary key 同样的，字段名称也是自动处理（例如单引号还好是双引号）。 例子中的输出是基于PostgreSQL语法的。

sqlall 命令并没有在数据库中真正创建数据表，只是把SQL语句段打印出来，这样你可以看到Django究竟会做些什么。 如果你想这么做的话，你可以把那些SQL语句复制到你的数据库客户端执行，或者通过Unix管道直接进行操作（例如， python manager.py sqlall books | psql mydb）。不过，Django提供了一种更为简易的提交SQL语句至数据库的方法：syncdb命令

python manage.py syncdb

执行这个命令后，将看到类似以下的内容：

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数据库的一个简单方法。 它会根据INSTALLED_APPS里设置的app来检查数据库， 如果表不存在，它就会创建它。 需要注意的是， syncdb 并不能将模型的修改或删除同步到数据库；如果你修改或删除了一个模型，并想把它提交到数据库，syncdb并不会做出任何处理。

如果你再次运行python manage.py syncdb ，什么也没发生，因为你没有添加新的模型或者 添加新的app。因此，运行python manage.py syncdb总是安全的，因为它不会重复执行SQL语句。

如果你有兴趣，花点时间用你的SQL客户端登录进数据库服务器看看刚才Django创建的数据表。 你可以手动启动命令行客户端（例如，执行PostgreSQL的psql命令），也可以执行 python manage.py dbshell，这个命令将依据DATABASE_SERVER 的里设置自动检测使用数据库命令行客户端。

四、小结

本节讲了模型的一些基本知识和命令， 开启Django定制的python shell：

python manage.py shell

在Django项目下创建新的APP:

python manage.py startapp <app-name>

检查models的语法：

python manage.py validate

根据models.py代码生成相应SQL代码：

python manage.py sqlall <app-name>

将上一步的SQL代码，提交到对应的数据库：

python manage.py syncdb

打开对应数据库的shell：

python manage.py dbshell

下一节，我们将知道通过Django来操作数据库，这都是基础。

这里再次提醒大家，一定要去翻看Django对应版本(本课程使用1.4)官方文档，因为Django在不断的更新，老版本被开发者所诟病的设计，在1.4+的版本得到了很大的改善。

Django 1.4 官方文档， 中国源，部分翻译

作业

请再新建一个app，创建课程、教师和学生三个模型用于选课，并处理好它们之间的关系。