FastAPI数据库集成与事务管理

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title: FastAPI数据库集成与事务管理

date: 2025/04/18 00:15:34

updated: 2025/04/18 00:15:34

author: cmdragon

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FastAPI与SQLAlchemy集成指南：首先配置SQLite数据库连接，创建会话工厂和声明性基类。定义用户模型并映射表结构，使用Pydantic进行数据验证。通过依赖项获取数据库会话，实现用户创建和转账功能。事务控制通过显式开始事务和错误处理确保数据一致性。常见问题包括422验证错误、500服务器错误和完整性错误，需检查请求体、数据库连接和约束。课后Quiz解答事务回滚、SQL注入防护和并发写操作处理。

categories:

• 后端开发
• FastAPI

tags:

• FastAPI
• SQLAlchemy
• 数据库集成
• 事务管理
• Pydantic
• 错误处理
• 并发控制

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FastAPI数据库集成与事务管理完全指南

1. 环境准备与基础配置

在项目根目录创建database.py文件：

# 安装依赖：pip install fastapi uvicorn sqlalchemy pydantic
from sqlalchemy import create_engine
from sqlalchemy.ext.declarative import declarative_base
from sqlalchemy.orm import sessionmaker

# 配置SQLite数据库连接（生产环境建议使用PostgreSQL）
SQLALCHEMY_DATABASE_URL = "sqlite:///./test.db"
engine = create_engine(
    SQLALCHEMY_DATABASE_URL,
    connect_args={"check_same_thread": False},
    echo=True  # 显示生成的SQL语句
)

# 创建数据库会话工厂
SessionLocal = sessionmaker(autocommit=False, autoflush=False, bind=engine)

# 声明性基类
Base = declarative_base()

2. 模型定义与表结构映射

from sqlalchemy import Column, Integer, String

class User(Base):
    __tablename__ = "users"

    id = Column(Integer, primary_key=True, index=True)
    name = Column(String(50), nullable=False)
    email = Column(String(100), unique=True)
    balance = Column(Integer, default=0)

# 创建数据库表（生产环境建议使用迁移工具）
Base.metadata.create_all(bind=engine)

3. Pydantic数据模型

from pydantic import BaseModel

class UserCreate(BaseModel):
    name: str
    email: str
    balance: int = 0

class UserResponse(BaseModel):
    id: int
    name: str
    email: str
    balance: int

    class Config:
        orm_mode = True  # 启用ORM模式转换

4. 路由与数据库操作

from fastapi import APIRouter, Depends, HTTPException
from sqlalchemy.orm import Session

router = APIRouter()

# 依赖项获取数据库会话
def get_db():
    db = SessionLocal()
    try:
        yield db
    finally:
        db.close()

@router.post("/users/", response_model=UserResponse)
def create_user(user: UserCreate, db: Session = Depends(get_db)):
    # 显式开始事务
    transaction = db.begin()
    try:
        db_user = User(**user.dict())
        db.add(db_user)
        db.commit()
        db.refresh(db_user)
        return db_user
    except Exception as e:
        transaction.rollback()
        raise HTTPException(
            status_code=400,
            detail=f"创建用户失败: {str(e)}"
        )

5. 事务控制与错误处理

多操作事务示例：

def transfer_funds(sender_id: int, receiver_id: int, amount: int, db: Session):
    transaction = db.begin()
    try:
        # 获取发送方账户
        sender = db.query(User).filter(User.id == sender_id).with_for_update().first()
        if not sender or sender.balance < amount:
            raise ValueError("余额不足或账户不存在")

        # 获取接收方账户
        receiver = db.query(User).filter(User.id == receiver_id).with_for_update().first()
        if not receiver:
            raise ValueError("接收方账户不存在")

        # 执行转账
        sender.balance -= amount
        receiver.balance += amount

        db.commit()
        return {"message": "转账成功"}

    except Exception as e:
        transaction.rollback()
        raise HTTPException(status_code=400, detail=str(e))

6. 常见报错解决方案

问题1：422 Validation Error

• 现象：请求参数验证失败
• 解决方法：
  1. 检查请求体是否符合Pydantic模型定义
  2. 使用Swagger UI测试接口
  3. 查看返回的detail字段中的具体错误信息

问题2：500 Internal Server Error

• 现象：数据库连接失败
• 解决方法：
  1. 检查数据库URL格式是否正确
  2. 验证数据库服务是否正常运行
  3. 检查数据库用户权限设置

问题3：IntegrityError (sqlalchemy.exc.IntegrityError)

• 现象：违反数据库约束
• 解决方法：
  1. 检查唯一性约束字段（如email）
  2. 验证外键关联是否存在
  3. 确保NOT NULL字段都有值

7. 课后Quiz

Q1：以下哪种情况会导致事务自动回滚？

A) 代码中显式调用commit()

B) 发生未捕获的异常

C) 使用with_for_update()

D) 调用refresh()方法

正确答案：B

解析：当数据库操作过程中出现未捕获的异常时，SQLAlchemy会自动回滚当前事务，保证数据一致性。

Q2：如何防止SQL注入攻击？

A) 使用字符串拼接查询

B) 始终使用ORM查询方法

C) 手动转义特殊字符

D) 关闭数据库日志

正确答案：B

解析：SQLAlchemy的ORM系统会自动处理参数化查询，避免直接拼接SQL语句，从根本上防止SQL注入。

Q3：什么情况下需要使用with_for_update()？

A) 需要提高查询性能

B) 处理并发写操作

C) 创建数据库索引

D) 执行批量插入

正确答案：B

解析：with_for_update()在事务中锁定查询行，防止其他事务修改，用于处理需要保证数据一致性的并发写操作场景。

通过本文的学习，您应该已经掌握FastAPI集成SQLAlchemy的核心方法，理解事务控制原理，并能够处理常见的数据库操作问题。建议在实际项目中结合Alembic进行数据库迁移管理，并配置连接池优化性能。

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