Python 框架学习 Django篇 (三) 链接数据库

只要你是做后端开发的，那么就离不开各种数据库，Django框架对各种数据库都非常友好，比如常见的PostgreSQL、MySQL、SQLite、Oracle，django都对他们提供了统一调用api，我们这里主要使用mysql数据库作为演示

一、ORM机制

ORM机制，又称为对象关系映射，简单来说就是通过定义python文件中的class类，然后通过ORM将python代码转换成sql语句，再通过pymysql库链接到mysql数据库，执行sql语句

1、ORM 解析过程

1、ORM 会将 Python 代码转成为 SQL 语句。
2、SQL 语句通过 pymysql 传送到数据库服务端。
3、在数据库中执行 SQL 语句并将结果返回。

2、python代码与sql语句关系图

二、基本使用

1、准备mysql数据库

#部署容器
docker run --name mysql8 \
-p 30013:3306 \
-d  \
-v /home/data/mysql/conf/my.cnf:/etc/mysql/my.cnf \
-v /home/data/mysql/data:/var/lib/mysql \
-v /home/data/mysql/log:/logs \
-e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 \
--restart=always  mysql:8.0 \
--lower_case_table_names=1#创建数据库
create database paas default charset=utf8;  #授权
GRANT ALL PRIVILEGES ON *.* TO 'root'@'%' IDENTIFIED BY '123456' WITH GRANT OPTION;

ORM机制无法创建数据库级别操作，只能创建表

2、安装pymysql库

pip3 install pymysql
pip3 install cryptography

3、配置django项目指定数据库

vi Django_demo\Django_demo\settings.py

#找到DATABASES 修改配置
DATABASES = { 'default': { 'ENGINE': 'django.db.backends.mysql',    # 数据库引擎'NAME': 'paas',                          # 数据库名称'HOST': '101.43.156.78',                  # 数据库地址'PORT': 3306,                            # 端口 'USER': 'root',                          # 数据库用户名'PASSWORD': '123456',                    # 数据库密码}  
}

在settings.py的同级目录下找到__init__.py 文件添加

vi Django_demo\Django_demo\__init__.py

# 在与 settings.py 同级目录下的 __init__.py 中引入模块和进行配置
import pymysql
pymysql.install_as_MySQLdb()

4、创建新项目

django-admin startapp paas

5、添加数据库表模型

vi Django_demo/paas/models.py

from django.db import models#相当于是定义了表中存储数据的字段
class PaasInfo(models.Model):# 集群名称ClusterName = models.CharField(max_length=200)# node主机数量NodeSum = models.CharField(max_length=200)# prometheus地址PrometheusAddress = models.CharField(max_length=200)

配置说明

class PaasInfo     #定义数据表的名称  class 等同于数据库中的表ClusterName = models.CharField(max_length=200)ClusterName        #定义数据表中字段的名称 
models.CharField   #字段类型为字符串 （varchar）
max_length=200     #字段数据长度最大为200字节

6、添加联系数据库表

vi Django_demo/paas/apps.py

#这里的name相当于是当前应用的唯一标识
class CommonConfig(AppConfig):name = 'paas'  #说明
CommonConfig 类是一个继承自 AppConfig 的应用程序配置类。这个类的作用是为定义的应用程序提供配置信息。在 CommonConfig 类中，name 属性被设置为 'paas'，表示该应用程序的名称是 "paas"。通过在应用程序中定义一个配置类，您可以为应用程序指定自定义的配置参数。这些配置参数可以在 Django 的设置文件中进行进一步的配置，例如指定模型文件、URL 路由和静态文件位置等。对于一个简单的 Django 应用程序来说，name 属性的设置是必需的，它用于唯一标识应用程序并在 Django 项目中进行引用。其他的配置参数包括 verbose_name 属性，用于指定应用程序的显示名称。

vi Django_demo/Django_demo/settings.py

INSTALLED_APPS = ['django.contrib.admin','django.contrib.auth','django.contrib.contenttypes','django.contrib.sessions','django.contrib.messages','django.contrib.staticfiles',#添加如下配置，也可以直接写paas'paas.apps.CommonConfig',  
]

这里有个小区别说明一下，上面的'paas.apps.CommonConfig', 也可以写错'paas',

通过直接添加 paas, Django 将使用默认的应用程序配置类来初始化该应用程序。通过添加 'paas.apps.CommonConfig'，可以指定自定义的应用程序配置类，并且可以在其中定义更多的配置参数和行为。

7、测试model配置并生成更新脚本

#命令大意为 查看paas应用下的models.py 定义了什么
#将定义的语句转换成操作数据库的脚本文件 
python manage.py makemigrations paas

Migrations for 'paas':paas\migrations\0001_initial.py- Create model PaasInfo

上面获取到的信息中Django_demo/paas/migrations/0001_initial.py 是我们基于定义的model获取到的用于创建数据库和表的一个python语句

8、运行数据库操作脚本

python manage.py migrate

Operations to perform: Apply all migrations: admin, auth, contenttypes, paas, sessions 
Running migrations:Applying contenttypes.0001_initial... OK Applying auth.0001_initial... OK Applying admin.0001_initial... OK Applying admin.0002_logentry_remove_auto_add... OK Applying admin.0003_logentry_add_action_flag_choices... OK Applying contenttypes.0002_remove_content_type_name... OK Applying auth.0002_alter_permission_name_max_length... OK Applying auth.0003_alter_user_email_max_length... OK Applying auth.0004_alter_user_username_opts... OK Applying auth.0005_alter_user_last_login_null... OK Applying auth.0006_require_contenttypes_0002... OK Applying auth.0007_alter_validators_add_error_messages... OKApplying auth.0008_alter_user_username_max_length... OKApplying auth.0009_alter_user_last_name_max_length... OKApplying auth.0010_alter_group_name_max_length... OKApplying auth.0011_update_proxy_permissions... OKApplying auth.0012_alter_user_first_name_max_length... OKApplying paas.0001_initial... OKApplying sessions.0001_initial... OK

9、查看数据

#登录paas数据库
use paas#查看paas库下的表
show tables;#查看表结构
desc paas_paasinfo;

如果以后我们修改了Models.py 里面的库表的定义，都需要再次运行 python manage.py makemigrations common 和 python manage.py migrate 命令，使数据库同步该修改结果

三、Django admin页面

Django提供了一个管理员操作界面可以方便的添加、修改、删除你定义的 model 表数据

1、创建超级用户

python manage.py createsuperuser#填写
用户         root
邮箱         123@qq.com
密码         12345678
再次输入密码  12345678

2、注册应用model

vi Django_demo/paas/admin.py

from django.contrib import admin# Register your models here.
from .models import PaasInfoadmin.site.register(PaasInfo)

3、访问管理平台

启动服务

python manage.py runserver

访问页面

http://127.0.0.1:8000/admin/

4、添加UI

pip3 install django-simpleui

vi Django_demo/Django_demo/settings.py

INSTALLED_APPS = ['simpleui',   #添加到第一行'django.contrib.admin','django.contrib.auth','django.contrib.contenttypes','django.contrib.sessions','django.contrib.messages','django.contrib.staticfiles','paas',
]

5、再次访问

6、添加测试数据

7、验证

select * from paas_paasinfo;

四、数据库读取

我们在上面实现了链接数据库并插入数据，如果我们想要将数据从数据库读取出来，并且打印到页面上，应该怎么操作呢，下面我们尝试实现访问/sales/SelectHost 路径时返回数据库中PaasInfo 表下的所有数据

1、添加子应用下路由文件

vi Django_demo/Django_demo/urls.py

from django.contrib import admin
from django.urls import path#添加
from django.urls import  include   urlpatterns = [path('admin/', admin.site.urls),#在主路由上添加,当请求sales开头时都会把请求交给paas应用下的urlspath('sales/', include('paas.urls')),
]

添加后就允许子应用添加自己的路由配置了

2、定义视图

vi Django_demo/paas/views.py

from django.http import HttpResponsefrom .models import PaasInfodef listcustomers(request):#拿到我们之前定义的表的模型函数,请求后返回一个包含所有数据的QuerySet对象#每行数据都是一个dict, key的名称是字段名  Value是值qs = PaasInfo.objects.values()# 定义返回字符串retStr = ''for customer in  qs:for name,value in customer.items():retStr += f'{name} : {value} | '# <br> 表示换行,在返回值中带上换行，那么页面上显示也会生效retStr += '<br>'return HttpResponse(retStr)

3、新增子路由

vi Django_demo/paas/urls.py

from django.urls import pathfrom .views import listcustomers
urlpatterns = [#paas应用上的路由只需要定义自己路由的部分即可path('SelectHost/',listcustomers ),]

4、测试访问

http://127.0.0.1:8000/sales/SelectHost/

五、过滤数据

有的时候，我们需要根据过滤条件查询部分客户信息

比如，当用户在浏览器输入 http://127.0.0.1:8000/sales/SelectHost/?NodeSum=123123

可以查询到node主机数量为123123台的信息，实现他的方法是添加filter方法进行过滤

vi Django_demo/paas/views.py

def listcustomers(request):#获取表全量数据qs = PaasInfo.objects.values()#检查url中是否有参数NodeSum#如果没有值,则返回给ph值为后面的Noneph =  request.GET.get('NodeSum',None)#判断如果有的话, 就将值赋予给字段进行筛选后赋值覆盖全量数据if ph:qs = qs.filter(NodeSum=ph)# 循环遍历全量数据并打印到页面retStr = ''for customer in  qs:for name,value in customer.items():retStr += f'{name} : {value} | '# <br> 表示换行retStr += '<br>'return HttpResponse(retStr)

测试

http://127.0.0.1:8000/sales/SelectHost/?NodeSum=123123

六、前后端分离架构

上面我们返回给页面的数据如下，非常杂乱并不方便查看，因为我们只是将数据返回给页面，而返回的页面并没有css、js等样式或功能，我们下面给返回的数据添加一些显示格式

1、代码直接生成HTML

html代码本身也是字符串，我们可以把整个html定义到我们程序中的字符串进行接收

vi Django_demo/paas/views.py

from django.http import HttpResponsefrom .models import PaasInfo#添加html模板变量
html_template ='''
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<meta charset="UTF-8">
<style>
table {border-collapse: collapse;
}
th, td {padding: 8px;text-align: left;border-bottom: 1px solid #ddd;
}
</style>
</head><body><table><tr><th>id</th><th>姓名</th><th>电话号码</th><th>地址</th></tr>%s</table></body>
</html>
'''
def listcustomers(request):qs = PaasInfo.objects.values()ph =  request.GET.get('NodeSum',None)if ph:qs = qs.filter(NodeSum=ph)# 生成html模板中要插入的html片段内容tableContent = ''for customer in  qs:tableContent += '<tr>'  #没循环一次取到的数据都换到零一和for name,value in customer.items():  #取每个字段的数据,并作为当前行的值tableContent += f'<td>{value}</td>'tableContent += '</tr>'   #最后添加</tr> 表示当前行结束return HttpResponse(html_template%tableContent) #模板变量名称 + % + 返回数据的模板

测试

我们用一个变量 html_template 存储html模板，然后代码中生成html 里面需要插入的表格记录的内容，这个内容是html片段，也就是 html 表格的每行。

2、使用html模板

上面我们直接定义在变量中的html并不方便管理很多后端框架都提供了一种模板技术，可以在html 中嵌入编程语言代码片段，用模板引擎（就是一个专门处理HTML模板的库）来动态的生成HTML代码，Python 中有很多这样的模板引擎比如 jinja2 、Mako， Django也内置了一个这样的模板引擎，我们这里使用django 去渲染html

from django.http import HttpResponsefrom .models import PaasInfo#添加html模板变量
html_template ='''
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<meta charset="UTF-8">
<style>
table {border-collapse: collapse;
}
th, td {padding: 8px;text-align: left;border-bottom: 1px solid #ddd;
}
</style>
</head><body><table><tr><th>id</th><th>姓名</th><th>电话号码</th><th>地址</th></tr>{% for customer in customers %}<tr>{% for name, value in customer.items %}            <td>{{ value }}</td>            {% endfor %}</tr>{% endfor %}</table></body>
</html>
'''from django.template import engines
django_engine = engines['django']
template = django_engine.from_string(html_template)def listcustomers(request):qs = PaasInfo.objects.values()ph =  request.GET.get('NodeSum',None)if ph:qs = qs.filter(NodeSum=ph)# 传入渲染模板需要的参数rendered = template.render({'customers':qs})return HttpResponse(rendered)

使用上面的方法发现可以实现同样的显示效果，不过我们不需要在后端的函数中去定义各种tr这种属于前端页面显示的元素了，而是通过模板将需要返回的数据以变量 customers 交给页面，然后在使用下面for循环去变量从django拿到的数据进行展示

    {% for customer in customers %}<tr>{% for name, value in customer.items %}            <td>{{ value }}</td>            {% endfor %}</tr>{% endfor %}

3、前后端分离架构

有了模板引擎，对我们后端开发来说，简化了程序员后端生成HTML的任务

但是，通常来说后端开发的核心任务不是开发前端界面，并且大部分后端开发人员对前端界面开发还是不熟悉的，前端页面要是要前端开发去做

如果动态的界面内容都是由后端模板生成，就意味着前端开发人员要接触后端的模板，需要前端人员提供他们做好的HTML，交给后端人员，再由后端人员把它修改成Django模板，这样会有很多问题

问题

1、不利于前后端开发任务的分离，前后端开发人员要做额外的沟通。2、如果前端除了web浏览器，还有手机APP的话， APP 不需要服务端返回HTML, 就得再开发一套数据接口3、渲染任务在后端执行，大大的增加了后端的性能压力。4、尤其是有的HTML页面很大， 当有大量的用户并发访问的时候， 后端渲染工作量很大，很耗费CPU 资源。

现在随着浏览器中javascript 解释器性能的突飞猛进，以及一些前端模板库和框架的流行。很多架构师将页面的html 内容生成的任务放到前端，这样服务端就只负责提供数据，界面的构成全部在前端（浏览器前端或者手机前端）进行，称之为前端渲染。

注意

1、需要django返回的数据都是动态的，比如用户信息，药品信息，订单信息，等等这些数据都是通过去数据库查询而获取到的，2、静态数据，比如页面HTML文档、css文档、图片、视频这些数据不应该由django去返回的这些数据通常都是由其他的 静态资源服务软件，比如 Nginx、Varnish等等返回给前端这些软件都会有效的对静态数据进行缓存，大大提高服务效率