Bazy danych są niezbędnym składnikiem większości aplikacji. Poniżej zwięźle pokażemy, w jaki sposób z wykorzystaniem Pythona można je obsługiwać przy użyiu języka SQL, jak i systemów ORM na przykładzie rozwiązania Peewee.
Note
Niniejszy materiał koncentruje się na poglądowym wyeksponowaniu różnic w kodowaniu, komentarz ograniczono do minimum. Dokładne wyjaśnienia poszczególnych instrukcji znajdziesz w materiale SQL <sql_raw> oraz Systemy ORM <systemy_orm>. W tym ostatnim omówiono również ORM SQLAlchemy.
Na początku pliku sqlraw.py umieszczamy kod, który importuje moduł do obsługi bazy SQLite3 i przygotowuje obiekt kursora, który posłuży nam do wydawania poleceń SQL:
sqlraw.py
System ORM Peewee inicjujemy w pliku ormpw.py tworząc klasę bazową, która zapewni połączenie z bazą:
ormpw.py
Note
Parametr :memory: powduje utworzenie bazy danych w pamięci operacyjnej, która istnieje tylko w czasie wykonywania programu. Aby utworzyć trwałą bazę, zastąp omawiany prametr nazwę pliku, np. test.db.
Dane w bazie zorganizowane są w tabelach, połączonych najczęściej relacjami. Aby utworzyć tabele klasa i uczen powiązane relacją jeden-do-wielu, musimy wydać następujące polecenia SQL:
sqlraw.py
Wydawanie poleceń SQL-a wymaga koncentracji na poprawności użycia tego języka, systemy ORM izolują nas od takich szczegółów pozwalając skupić się na logice danych. Tworzymy więc klasy opisujące nasze obiekty, tj. klasy i uczniów. Na podstawie Właściwości tych obieków system ORM utworzy odpowiednie pola tabel. Konkretna klasa lub uczeń, czyli instancje klasy, reprezentować będą rekordy w tabelach.
ormpw.py
Utwórz za pomocą tworzonych skryptów bazy w plikach o nazwach sqlraw.db oraz peewee.db. Następnie otwórz te bazy w interpreterze Sqlite i wykonaj podane niżej polecenia. Porównaj struktury utworzonych tabel.
sqlite> .tables
sqlite> .schema klasa
sqlite> .schema uczenChcemy wstawić do naszych tabel dane dwóch klas oraz dwóch uczniów. Korzystając z języka SQL użyjemy następujących poleceń:
sqlraw.py
W systemie ORM pracujemy z instancjami inst_klasa i inst_uczen. Nadajemy wartości ich atrybutom i korzystamy z ich metod:
ormpw.py
Pobieranie danych (czyli kwerenda) wymaga polecenia SELECT języka SQL. Aby wyświetlić dane wszystkich uczniów zapisane w bazie użyjemy kodu:
sqlraw.py
W systemie ORM korzystamy z metody select() instancji reprezentującej ucznia. Dostęp do danych przechowywanych w innych tabelach uzyskujemy dzięki wyrażeniom typu inst_uczen.klasa.nazwa, które generuje podzapytanie zwracające obiekt klasy przypisanej uczniowi.
ormpw.py
Tip
Ze względów wydajnościowych pobieranie danych z innych tabel możemy zasygnalizować już w głównej kwerendzie, używając metody join(), np.: Uczen.select().join(Klasa).
Edycja danych zapisanych już w bazie to kolejna częsta operacja. Jeżeli chcemy przepisać ucznia z klasy do klasy, w przypadku czystego SQL-a musimy pobrać identyfikator ucznia (uczen_id = cur.fetchone()[0]), identyfikator klasy (klasa_id = cur.fetchone()[0]) i użyć ich w klauzuli UPDATE. Usuwany rekord z kolei musimy wskazać w klauzuli WHERE.
sqlraw.py
W systemie ORM tworzymy instancję reprezentującą ucznia i zmieniamy jej właściwości (inst_uczen.klasa = Klasa.select().where(Klasa.nazwa == '1B').get()). Usuwając dane w przypadku systemu ORM, usuwamy instancję wskazanego obiektu:
ormpw.py
Note
Po wykonaniu wszystkich założonych operacji na danych połączenie z bazą należy zamknąć, zwalniając w ten sposób zarezerwowane zasoby. W przypadku modułu sqlite3 wywołujemy polecenie con.close(), w Peewee baza.close().
Bazę danych można obsługiwać za pomocą języka SQL na niskim poziomie. Zyskujemy wtedy na szybkości działania, ale tracimy przejrzystość kodu, łatwość jego przeglądania i rozwijania. O ile w prostych zastosowaniach można to zaakceptować, o tyle w bardziej rozbudowanych projektach używa się systemów ORM, które pozwalają zarządzać danymi nie w formie tabel, pól i rekordów, ale w formie obiektów reprezentujących logicznie spójne dane. Takie podejście lepiej odpowiada obiektowemu wzorcowi projektowania aplikacji.
Dodatkową zaletą systemów ORM, nie do przecenienia, jest większa odporność na błędy i ewentualne ataki na dane w bazie.
Systemy ORM można łatwo integrować z programami desktopowymi i frameworkami przeznaczonymi do tworzenia aplikacji sieciowych. Wśród tych ostatnich znajdziemy również takie, w których system ORM jest podstawowym składnikiem, np. Django.
- Wykonaj scenariusz aplikacji
Quiz ORM <quiz-orm>, aby zobaczyć przykład wykorzystania systemów ORM w aplikacjach internetowych. - Wykonaj scenariusz aplikacji internetowej
Czat (cz. 1) <czat-app>, zbudowanej z wykorzystaniem frameworku Django, korzystającego z własnego modelu ORM.
sqlorm.zip <sqlorm.zip>
Kolejne wersje tworzonych skryptów znajdziesz w katalogu ~/python101/bazy/sqlorm. Uruchamiamy je wydając polecenia:
~/python101$ cd bazy/sqlorm
~/python101/bazy/sqlorm$ python sqlraw0x.py
~/python101/bazy/sqlorm$ python ormpw0x.py- gdzie x jest numerem kolejnej wersji kodu.