Flask学习之旅--数据库

一、写在前面

　　在Web开发中，数据库操作是很重要的一部分，因为网站的很多重要信息都保存在数据库之中。而Flask在默认情况下是没有数据库、表单验证等功能的，但是可以用Flask-extension为Web应用添加这些功能。

二、Flask SQLite

　　SQLite是一款轻型的数据库，是遵守ACID的关系型数据库管理系统。由于Python对SQlite有内置的支持，因此在Flask应用程序中和SQLite进行交互是比较容易的。

　　首先需要创建一个SQLite数据库“user.db”，并在其中创建一张用户表。代码如下：

 import sqlite3

 conn = sqlite3.connect("user.db")
 print("Connected!")

 conn.execute("CREATE TABLE USER(username TEXT, password TEXT, EMAIL TEXT)")
 print("Table created successfully!")
 conn.close()

　　这里就不贴HTML代码了，就是一个注册页面，在注册的时候会将用户输入的用户名、密码和邮箱传到后台。在app.py中需要导入sqlite3模块，然后连接前面创建的user.db，在建立连接之后创建一个游标对象，然后编写SQL语句进行数据库操作，整个过程都算是比较容易的。app.py中的代码如下：

 from flask import Flask, render_template, request
 import sqlite3 as sql

 app = Flask(__name__)

 @app.route('/register', methods=['GET', 'POST'])
 def register():
     if request.method == 'GET':
         return render_template('register.html')
     else:
         msg = ""
         try:
             username = request.form["usr"]
             password = request.form["pwd"]
             email = request.form["email"]
             print(username, password, email)
             with sql.connect("user.db") as con:
                 cur = con.cursor()
                 cur.execute("INSERT INTO USER (username, password, email) VALUES (?,?,?)",
                             (username, password, email))
                 con.commit()
             msg = "注册成功！"
         except:
             con.rollback()
             msg = "注册失败！请重试！"
         finally:
             con.close()
             return render_template('register.html', msg=msg)

 if __name__ == '__main__':
     app.run()

三、Flask SQLAlchemy

　　Flask-SQLAlchemy是Flask扩展，它将对SQLAlchemy的支持添加到Flask应用程序中。在Flask Web应用程序中使用原始SQL对数据库执行CRUD操作可能很繁琐，不过SQLAlchemy 为应用程序开发人员提供了SQL的全部功能和灵活性。它是一个对数据库的抽象，让开发者不用这些编写SQL语句，而是使用其提供的接口去操作数据库，这其中涉及到一个非常重要的思想：ORM（Object Relation Mapping，对象关系映射），主要的功能是实现模型对象到关系型数据库数据的映射。说白了就是使用通过对象去操作数据库。

1.Flask-SQLAlchemy安装

　　使用pip install flask-sqlalchemy进行安装。不过在安装的时候可能会出现如下错误：

pip._vendor.urllib3.exceptions.ReadTimeoutError: HTTPSConnectionPool(host='files.pythonhosted.org', port=443): Read timed out.

　　这是因为在下载python库的时候，由于国内网络原因，导致python包的下载速度非常慢，查看pip 文档，只要在 pip的时候控制超时即可, 具体参数为 --default-timeout=100， 后面的时间可以自己指定。因此可以用如下命令进行下载安装：

pip install --default-timeout=100 flask-sqlalchemy

2.Flask-SQLAlchemy配置

　　从此模块导入SQLAlchemy类，创建一个Flask应用程序对象并为要使用的数据库设置URI的代码如下：

from flask_sqlalchemy import SQLAlchemy

app = Flask(__name__)

# URI的格式为：用户名：密码@ip地址：端口号（默认可以不写）/数据库名

app.config['SQLALCHEMY_DATABASE_URI'] = "mysql://root:qwer1234@localhost/flask"

3.配置的时候可能出现的问题及解决办法

1）ModuleNotFoundError: No module named 'MySQLdb'

解决办法：

　　使用pymysql模块，URI改为:

app.config['SQLALCHEMY_DATABASE_URI'] = "mysql+pymysql://root:qwer1234@localhost/flask"

2）Warning: (1366, "Incorrect string value: '\\xD6\\xD0\\xB9\\xFA\\xB1\\xEA...' for column 'VARIABLE_VALUE' at row 481")

解决办法：

　　改用mysql-connector，使用pip install mysql-connector下载安装，URI改为:

app.config['SQLALCHEMY_DATABASE_URI'] = "mysql+mysqlconnector://root:qwer1234@localhost/flask"

3）sqlalchemy.exc.NotSupportedError: (mysql.connector.errors.NotSupportedError) Authentication plugin 'caching_sha2_password' is not supported

解决办法：

　　出现这个错误是因为MySQL8.0采用了Use Strong Password Encryption for Authentication即强密码加密，而mysql.connector的引擎不支持caching_sha2_password的加密格式，所以解决思路有如下几种：

　　（1）重装MySQL，在Authentication Method中选择第二项（重装比较麻烦，我就没有尝试）：

　　（2）在client端，将加密格式选择成mysql_native_password，命令如下（个人尝试后无效）：

ALTER user 'root'@'localhost' IDENTIFIED WITH mysql_native_password BY 'root'

　　（3）最后一种是我自己摸索出来的，就是在URI设置的时候加上一个参数auth_plugin并设置为mysql_native_password：

app.config['SQLALCHEMY_DATABASE_URI'] = "mysql+mysqlconnector://root:qwer1234@localhost/flask?auth_plugin=mysql_native_password"

4.Flask-SQLAlchemy的基本操作

1） 常用查询过滤器：

　　过滤器得到的还只是一些对象，需要使用执行器来获取真正的数据。

filter()： 把过滤器添加到原查询上，返回一个新查询，需要使用模型类名去获取字段来进行比较；

filter_by()：把等值(只能使用=比较操作)过滤器添加到查询上，返回一个新查询；

order_by()：根据指定条件对查询结果进行排序，返回一个新查询；

group_by()：根据指定条件对原查询结果进行分组，返回一个新查询。

2.）常用查询执行器

all()：以列表的形式返回查询的所有结果；

first()：返回查询的第一个结果；

first_or_404()：同first(), 只不过如果没有找到的话，返回404错误；

get()：返回指定主键对应的行；

get_or_404()：返回指定主键对应的行，如不存在，返回404错误；

count()：返回查询结果的数量；

paginate()：返回一个Paginate对象，包含指定范围内的结果。

3.）查询条件

startswith('xx')：查询以xx开头的所有数据；

endswith('xx')：查询以xx结尾的所有数据；

not_()：取反；

and_()：返回and()条件满足的所有数据；

or_()：返回or()条件满足的所有数据。

5.使用示例

　　app.py中代码如下：

 from flask_sqlalchemy import SQLAlchemy
 import mysql.connector

 app.config['SQLALCHEMY_DATABASE_URI'] = "mysql+mysqlconnector://root:qwer1234@localhost/flask？auth_plugin=mysql_native_password"
 app.config['SQLALCHEMY_TRACK_MODIFICATIONS'] = True
 app.config['SQLALCHEMY_COMMIT_ON_TEARDOWN'] = True

 # 获取SQLAlchemy实例对象
 db = SQLAlchemy(app)

　　然后新建一个model.py，编写如下代码进行测试：

 from app import db

 # 创建模型对象
 class User(db.Model):
     __tablename__ = "users"
     id = db.Column(db.Integer, primary_key=True)
     username = db.Column(db.String(16), unique=True)
     password = db.Column(db.String(16))
     email = db.Column(db.String(32), unique=True)

     def __repr__(self):
         return '<User %r>' % self.username

 # 1.创建表
 db.create_all()
 print("Created Successfully!")

 # 2.增加记录
 usr1 = User()
 usr1.id = 1
 usr1.username = "wang"
 usr1.password = "wangwang"
 usr1.email = "wang@163.com"
 usr2 = User(id=2, username="yang", password="yang", email="yang@163.com")
 db.session.add(usr1)
 print("Add usr1")
 db.session.add(usr2)
 print("Add usr2")
 db.session.commit()

 # 3.查询记录,注意查询返回对象，如果查询不到返回None
 users1 = User.query.all()  # 查询所有
 print(users1)
 print("User Count：", len(users1))

 # 4.删除
 user = User.query.get(1)
 db.session.delete(user)
 print("Delete usr1")
 db.session.commit()

 users2 = User.query.all()  # 查询所有
 print(users2)
 print("User Count：", len(users2))

　　运行结果如下所示：

Created Successfully!
Add usr1
Add usr2
[<User 'wang'>, <User 'yang'>]
User Count： 2
Delete usr1
[<User 'yang'>]
User Count： 1