ruby 数据sql操作

ruby 数据sql操作
ActiveRecord

ActiveRecord 是 Rails 的 ORM 元件，負責與資料庫溝通，讓我們可以用物件導向的語法操作資料庫。在”打造 CRUD 應用程式”一章中提到的對應概念如下：
- 將資料庫表格(table) 對應到一個類別(classe)
- 類別方法就是操作表格(table)
- 將資料庫一列 (row) 對應到一個物件(object)
- 物件方法就是操作個別的資料(row)
- 將資料庫欄位(column) 對應到物件的屬性(object attribute)
因此，資料庫裡面的資料表，我們用一個 Model 類別來表示，而其中的一筆資料，就是一個 Model 物件。

ActiveRecord 這個函式庫實作了 Martin Fowler 的 Active Record 設計模式(Design Pattern)http://martinfowler.com/eaaCatalog/activeRecord.html

ORM 與抽象滲漏法則

ORM (Object-relational mapping ) 是一種對映設關聯式資料與物件資料的程式技術。物件導向和從數學理論發展出來的關聯式資料庫，有著顯著的區別，而 ORM 正是解決這個不匹配問題所產生的工具。它可以讓你使用物件導向語法來操作關聯式資料庫，非常容易使用、撰碼十分有效率，不需要撰寫繁瑣的SQL語法，同時也增加了程式碼維護性。

不過，有些熟悉 SQL 語法的程式設計師反對使用這樣的機制，因為直接撰寫 SQL 可以確保操作資料庫的執行效率，畢竟有些時候 ORM 產生出來的 SQL 效率不是最佳解，而你卻不一定有經驗能夠意識到什麼時候需要擔心或處理這個問題。

知名軟體人 Joel Spolsky (他有兩本中文翻譯書值得推薦：約耳趣談軟體和約耳續談軟體，悅知出版) 有個理論：抽象滲漏法則：所有重大的抽象機制在某種程式上都是有漏洞的。有非常多程式設計其實都是在建立抽象機制，C 語言簡化了組合組言的繁雜、動態語言如 Ruby 簡化了 C 語言、TCP 協定簡化了 IP 通訊協定，甚至車子的擋風玻璃跟雨刷也簡化了下雨的事實。

但是這些抽象機制或多或少都會力有未及的地方，用 C 語言撰寫的 Linux 核心也包括少量組合語言、部分 Ruby 套件用 C 語言撰寫擴充來增加效能、保證訊息會抵達 TCP 訊息，碰到 IP 封包在路由器上隨機遺失的時候，你也只會覺得速度很慢、即使有擋風玻璃跟雨刷，開車還是必須小心路滑。

當某人發明一套神奇可以大幅提升效率的新程式工具時，就會聽到很多人說：「應該先學會如何手動進行，然後才用這個神奇的工具來節省時間。」任何抽象機制都有漏洞，而唯一能完美處理漏洞的方法，就是只去弄懂該抽象原理以及所隱藏的東西。這是否表示我們應該永遠只應該使用比較低階的工具呢？不是這樣的。而是應該依照不同的情境，選擇效益最大的抽象化工具。以商務邏輯為多的 Web 應用程式，選擇動態語言開發就相對合適，用 C 語言開發固然執行效率極高，但是完成相同的功能卻需要極高的人月開發時數。如果是作業系統，使用無法隨意控制記憶體分配的動態語言也顯然不是個好主意。

能夠意識到什麼時候抽象化工具會產生滲漏，正是”有純熟經驗”的程式設計師和”新手”設計師之間的差別。ORM 雖然替我們節省了工作的時間，不過對資深的程式設計師來說，學習 SQL 的時間還是省不掉的。這一切都似乎表示，即使我們擁有愈來愈高階的程式設計工具，抽象化也做得愈來愈好，要成為一個由高階到低階都純熟的程式設計專家是愈來愈困難了(也越來越稀有及寶貴)。

建立 Model

首先，讓我們示範如何建立一個 Model：
```
rails g model Category
```
這個指令會產生幾個檔案
```
category.rb
category_test.rb
categories.yml
xxxxxxxx_create_categories.rb
```
打開 xxxxxxxx_create_categories.rb 你可以看到資料表的定義，讓我們加上幾個欄位吧：
```
class CreateCategories < ActiveRecord::Migration
    def self.up
        create_table :categories do |t|
          t.string :name
          t.integer :position
          t.timestamps
        end
      end

  def self.down
    drop_table :categories
  end
end
```
接著執行以下指令便會產生出資料庫資料表
```
rake db:migrate
```
db:migrate 指令會將上述的 Ruby 程式變成以下 SQL 執行。
```
CREATE TABLE categories (
"id" INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT NOT NULL,
"name" varchar(255) DEFAULT NULL,
"position" int(4) DEFAULT NULL,
"created_at" datetime DEFAULT NULL,
"updated_at" datetime DEFAULT NULL);    
```
接著我們打開 category.rb 你可以看到
```
class Category < ActiveRecord::Base
end
```
這是一個繼承 ActiveRecord::Base 的 Category 類別。

我們在學習 Ruby 的時候提過 irb 這個互動工具，而 Rails 也提供了特殊的 irb 介面叫做 console，讓我們可以直接與 Rails 程式互動：
```
rails console (可以簡寫成 rails c)
```
透過 console，我們可以輕易的練習操作 ActiveRecord。

觀看 Log

不像 rails server 可以直接看到 log，在 Rails 主控台下必須透過觀察 log 檔案。我們可以透過 log 觀察到 Rails 產生出來的 SQL 長的如何。
```
tail -f log/development.log
```
Windows 上沒有這個指令，可以安裝 Tail for Win32 這個工具來即時觀察 log 檔案。或是安裝 GNU utilities for Win32 來獲得 tail 指令。

基礎操作

如何新增

ActiveRecord提供了四種API，分別是save、save!、create和create!：
```
a = Category.new( :name => 'Ruby', :position => 1 )
a.save

b = Category.new( :name => 'Perl', :position => 2 )
b.save!
        
Category.create( :name => 'Python', :position => 3 )
c = Category.create!( :name => 'PHP', :position => 4 )
```
其中create和create!就等於new完就save和save!，有無驚嘆號的差別在於validate資料驗證不正確的動作，無驚嘆號版本會回傳布林值(true或false)，有驚嘆號版本則是驗證錯誤會丟出例外。

何時使用驚嘆號版本呢?save和create通常用在會處理回傳布林值(true/false)的情況下(例如在 controller 裡面根據成功失敗決定 render 或 redirect)，否則在預期應該會儲存成功的情況下，請用 save!或create! 來處理，這樣一旦碰到儲存失敗的情形，才好追蹤 bug。

透過 :valiate => false 可以略過驗證
```
c.save( :validate => false )
```
在 Rails3 之前的版本是 user.save(false)

如何查詢

ActiveRecord 使用了 Arel 技術來實作查詢功能，你可以自由組合 where、limit、select、order 等條件。

Arel 是 relational algebra” library。但根據 2.0 實作者 tenderlove 的說法，也可以說是一種 SQL compiler。 http://engineering.attinteractive.com/2010/12/architecture-of-arel-2-0/

first, last 和 all

這三個方法可以分別拿出資料庫中的第一筆、最後一筆及全部的資料：
```
c1 = Category.first
c2 = Category.last
categories = Category.all # 這會是一個陣列
```
如果資料量較多，請不要在正式上線環境中執行.all 把所有資料拿出來，這樣會耗費非常多的記憶體。請用分頁或縮小查詢範圍。

find

已知資料的主鍵 ID 的值的話，可以使用 find 方法：
```
c3 = Category.find(1)
c4 = Category.find(2)
```
find 也可以接受陣列參數，這樣就會一次找尋多個並回傳陣列：
```
arr = Category.find([1,2])
# 或是
arr = Category.find(1,2)
```
如果找不到資料的話，會丟 ActiveRecord::RecordNotFound 例外。如果是 find_by_id 就不會丟出例外，而是回傳 nil。

find_by_* 和 find_all_by_*

find_by_* 和 find_all_by_* 是 Rails 的動態方法，可以自由用 and 組合，例如：
```
c5 = Category.find_by_name('Ruby')
c6 = Category.find_by_name_and_position('Ruby', 1)
c7 = Category.find_all_by_position(2)
```
find_by_sql

如果需要手動撰寫 SQL，可以使用 find_by_sql，例如：
```
c8 = Category.find_by_sql("select * from categories")
```
不過在絕大多數的情況，是不需要手動寫 SQL 的。

where 查詢條件

where 可以非常彈性的組合出 SQL 查詢，例如：
```
c9 = Category.where( :name => 'Ruby', :position => 1 )
c10 = Category.where( [ "name = ? or position = ?", 'Ruby', 2] )
```
其中參數有兩種寫法，一種是 Hash，另一種是 Array。前者的寫法雖然比較簡潔，但是就沒辦法寫出 or 的查詢。注意到不要使用字串寫法，例如
```
Category.where("name = #{params[:name]}") # 請不要這樣寫
```
這是因為字串寫法會有 SQL injection 的安全性問題，請改用陣列寫法。

另外，where 是 lazy loading，也就是直到真的需要取值的時候，才會跟資料庫拿資料。如果需要立即觸發，可以接著使用 .all, .first, .last，例如
```
c11 = Category.where( :name => 'Ruby', :position => 1 ).all
```
limit

limit 可以限制筆數
```
c = Category.limit(5).all
c.size # 5
```
order

order 可以設定排序條件
```
Category.order("position")
Category.order("position DESC")
Category.order("position DESC, name ASC")
```
如果要消去order條件，可以用reorder：
```
Category.order("position").reorder("name") # 改用 name 排序
Category.order("position").reorder(nil) # 取消所有排序
```
offset

offset 可以設定忽略前幾筆不取出，通常用於資料分頁：
```
c = Category.limit(2)
c.first.id # 1
Category.limit(2).offset(3)
c.first.id # 4
```
select

預設的 SQL 查詢會取出資料的所有欄位，有時候你可能不需要所有資料，為了效能我們可以只取出其中特定欄位：
```
Category.select("id, name")
```
例如欄位中有 Binary 資料時，你不會希望每次都讀取出龐大的 Binary 資料佔用記憶體，而只希望在使用者要下載的時候才讀取出來。

joins

針對Model中的belongs_to和has_many關連，可以使用joins，也就是INNER JOIN
```
Category.joins(:events)
# SELECT categories.* FROM categories INNER JOIN events ON events.category_id = categories.id
```
可以一次關連多個：
```
Post.joins(:category, :comments)
```
不過這樣抓出來的category物件是沒有event物件的，如果需要一次載入出來，會使用includes。joins主要的用途是條件：
```
Category.joins(:events).where("events.name is NOT NULL")
```
也可以直接給SQL字串：
```
Client.joins('LEFT OUTER JOIN addresses ON addresses.client_id = clients.id')
# SELECT clients.* FROM clients LEFT OUTER JOIN addresses ON addresses.client_id = clients.id
```
includes

includes可以預先將關連的資料讀取出來，避免N+1問題(見效能一章)
```
Event.includes(:category)
# SELECT * FROM events
# SELECT * FROM categories WHERE categories.id IN (1,2,3...)
```
同理，也可以一次載入多個關連：
```
Post.includes(:category, :comments)
```
includes方法也可以加上條件：
```
Event.includes(:category).where( :category => { :position => 1 } )
# 或 Event.includes(:category).where( "categories.position = 1" )
```
group

(TODO)

lock

(TODO)

readonly

(TODO)

from

(TODO)

having

串接寫法

以上的 where, order , limit, offset, joins, select 等等，都可以自由串接起來組合出最終的 SQL 條件：
```
c12 = Category.where( :name => 'Ruby' ).order("id desc").limit(3)
```
find_each 批次處理

如果資料量很大，但是又需要全部拿出來處理，可以使用 find_each 批次處理
```
Category.where("position > 1").find_each do |category|
    category.do_some_thing
end
```
預設會批次撈 1000 筆，如果需要設定可以加上 :batch_size 參數。

重新載入

如果已經讀取的 AR 資料，需要重新載入，可以用 reload 方法：
```
p = Category.first
p.reload
```
如何刪除

一種是先抓到該物件，然後刪除：
```
c12 = Category.first
c12.destroy
```
另一種是直接對類別呼叫刪除，傳入 ID 或條件：
```
Category.delete(2)
Category.delete_all(conditions = nil)
Category.destroy_all(conditions = nil) 
```
delete 不會有 callback 回呼，destroy 有 callback 回呼。什麼是回呼詳見下一章。

統計方法
```
Category.count
Category.average(:position)
Category.maximum(:position)
Category.sum(:position)
```
其中我們可以利用上述的 where 條件縮小範圍，例如：
```
Category.where( :name => "Ruby").count
```
如何更新
```
c13 = Category.first
c13.update_attributes(attributes)
c13.update_attributes!(attributes)
c13.update_attribute(attribute_name, value)
```
注意 update_attribute 會略過 validation 資料驗證注意 mass assign 安全性問題，可以透過 attr_protected 或 attr_accessor 設定，詳見安全性一章。

Scopes 作用域

Model Scopes是一項非常酷的功能，它可以將常用的查詢條件宣告起來，讓程式變得乾淨易讀，更厲害的是可以串接使用。例如，我們編輯app/models/event.rb，加上兩個Scopes：
```
class Event < ActiveRecord::Base
    scope :public, where( :is_public => true )
    scope :recent_three_days, where(["created_at > ? ", Time.now - 3.days ])
end

Event.create( :name => "public event", :is_public => true )
Event.create( :name => "private event", :is_public => false )
Event.create( :name => "private event", :is_public => true )

Event.public
Event.public.recent_three_days
```
串接的順序沒有影響

接著，我們可以設定一個預設的Scope，通常會拿來設定排序：
```
class Event < ActiveRecord::Base    
    default_scope order('id DESC')        
end
```
unscoped方法可以暫時取消預設的default_scope：
```
Event.unscoped do
    Event.all
    # SELECT * FROM events
end
```
最後，Scope也可以接受參數，例如：
```
class Event < ActiveRecord::Base
    scope :recent, lambda{ |date| where(["created_at > ? ", date ]) } 
    # 或 scope :recent, Proc.new{ |t| where(["created_at > ? ", t ]) }
end

Event.recent( Time.now - 7.days )
```
不過，筆者會推薦上述這種帶有參數的Scope，改成如下的類別方法，可以比較明確看清楚參數是什麼，特別是你想給預設值的時候：
```
class Event < ActiveRecord::Base
    def recent(t=Time.now)
        where(["created_at > ? ", t ])
    end
end

Event.recent( Time.now - 7.days )
```
這樣的效果是一樣的，也是一樣可以和其他Scope做串接。

scoped方法可以將Model轉成可以串接的形式，方便依照參數組合出不同查詢，例如
```
fruits = Fruit.scoped
fruits = fruits.where(:colour => 'red') if options[:red_only]
fruits = fruits.limit(10) if limited?
```
自定 attribute 與資料庫互動

(TODO)

使用 attr_accessor

可以使用 read_attribute 和 write_attribute 這兩個比較底層的 API
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原文地址：https://www.cnblogs.com/wangyuyu/p/3242611.html

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ORM 與抽象滲漏法則

建立 Model

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基礎操作

如何新增

如何查詢

first, last 和 all

find

find_by_* 和 find_all_by_*

find_by_sql

where 查詢條件

limit

order

offset

select

joins

includes

group

lock

readonly

from

having

串接寫法

find_each 批次處理

重新載入

如何刪除

統計方法

如何更新

Scopes 作用域

自定 attribute 與資料庫互動