MySQL数据库利用Python操作Schema方法详解

Schema是什么？

不管我们做什么应用，只要和用户输入打交道，就有一个原则--永远不要相信用户的输入数据。意味着我们要对用户输入进行严格的验证，web开发时一般输入数据都以JSON形式发送到后端API，API要对输入数据做验证。一般我都是加很多判断，各种if，导致代码很丑陋，能不能有一种方式比较优雅的验证用户数据呢？Schema就派上用场了。本文主要介绍了MySQL数据库设计之利用Python操作Schema方法详解，还是比较不错的，这里分享给大家，供需要的朋友参考。

㈠ MySQLdb部分

表结构：

mysql> use sakila;
mysql> desc actor;
+-------------+----------------------+------+-----+-------------------+-----------------------------+
| Field    | Type         | Null | Key | Default      | Extra            |
+-------------+----------------------+------+-----+-------------------+-----------------------------+
| actor_id  | smallint(5) unsigned | NO  | PRI | NULL       | auto_increment       |
| first_name | varchar(45)     | NO  |   | NULL       |               |
| last_name  | varchar(45)     | NO  | MUL | NULL       |               |
| last_update | timestamp      | NO  |   | CURRENT_TIMESTAMP | on update CURRENT_TIMESTAMP |
+-------------+----------------------+------+-----+-------------------+-----------------------------+
4 rows in set (0.00 sec)

数据库连接模块：

[root@DataHacker ~]# cat dbapi.py
#!/usr/bin/env ipython
#coding = utf-8
#Author: linwaterbin@gmail.com
#Time: 2014-1-29

import MySQLdb as dbapi

USER = 'root'
PASSWD = 'oracle'
HOST = '127.0.0.1'
DB = 'sakila'

conn = dbapi.connect(user=USER,passwd=PASSWD,host=HOST,db=DB)

1 打印列的元数据

[root@DataHacker ~]# cat QueryColumnMetaData.py
#!/usr/bin/env ipython

from dbapi import *

cur = conn.cursor()
statement = """select * from actor limit 1"""
cur.execute(statement)

print "output column metadata....."
print
for record in cur.description:
  print record

cur.close()
conn.close()

1.）调用execute()之后，cursor应当设置其description属性
2.）是个tuple，共7列：列名、类型、显示大小、内部大小、精度、范围以及一个是否接受null值的标记

[root@DataHacker ~]# chmod +x QueryColumnMetaData.py
[root@DataHacker ~]# ./QueryColumnMetaData.py
output column metadata.....

('actor_id', 2, 1, 5, 5, 0, 0)
('first_name', 253, 8, 45, 45, 0, 0)
('last_name', 253, 7, 45, 45, 0, 0)
('last_update', 7, 19, 19, 19, 0, 0)

2 通过列名访问列值

默认情况下，获取方法从数据库作为"行"返回的值是元组

In [1]: from dbapi import *
In [2]: cur = conn.cursor()
In [3]: v_sql = "select actor_id,last_name from actor limit 2"
In [4]: cur.execute(v_sql)
Out[4]: 2L
In [5]: results = cur.fetchone()
In [6]: print results[0]
58
In [7]: print results[1]
AKROYD

我们能够借助cursorclass属性来作为字典返回

In [2]: import MySQLdb.cursors
In [3]: import MySQLdb
In [4]: conn = MySQLdb.connect(user='root',passwd='oracle',host='127.0.0.1',db='sakila',cursorclass=MySQLdb.cursors.DictCursor)
In [5]: cur = conn.cursor()
In [6]: v_sql = "select actor_id,last_name from actor limit 2"
In [7]: cur.execute(v_sql)
Out[7]: 2L
In [8]: results = cur.fetchone()
In [9]: print results['actor_id']
58
In [10]: print results['last_name']
AKROYD

㈡ SQLAlchemy--SQL炼金术师

虽然SQL有国际标准，但遗憾的是，各个数据库厂商对这些标准的解读都不一样，并且都在标准的基础上实现了各自的私有语法。为了隐藏不同SQL“方言”之间到区别，人们开发了诸如SQLAlchemy之类的工具

SQLAlchemy连接模块：

[root@DataHacker Desktop]# cat sa.py
import sqlalchemy as sa
engine = sa.create_engine('mysql://root:oracle@127.0.0.1/testdb',pool_recycle=3600)
metadata = sa.MetaData()

example 1：表定义

In [3]: t = Table('t',metadata,
   ...:        Column('id',Integer),
   ...:        Column('name',VARCHAR(20)),
   ...:        mysql_engine='InnoDB',
   ...:        mysql_charset='utf8'
   ...:       )

In [4]: t.create(bind=engine)

example 2：表删除

有2种方式，其一：
In [5]: t.drop(bind=engine,checkfirst=True)
另一种是：
In [5]: metadata.drop_all(bind=engine,checkfirst=True)，其中可以借助tables属性指定要删除的对象

example 3： 5种约束

3 .1 primary key
下面2种方式都可以，一个是列级，一个是表级
In [7]: t_pk_col = Table('t_pk_col',metadata,Column('id',Integer,primary_key=True),Column('name',VARCHAR(20)))
In [8]: t_pk_col.create(bind=engine)
In [9]: t_pk_tb = Table('t_pk_01',metadata,Column('id',Integer),Column('name',VARCHAR(20)),PrimaryKeyConstraint('id','name',name='prikey'))
In [10]: t_pk_tb.create(bind=engine)
3.2 Foreign Key
In [13]: t_fk = Table('t_fk',metadata,Column('id',Integer,ForeignKey('t_pk.id')))
In [14]: t_fk.create(bind=engine)
In [15]: t_fk_tb = Table('t_fk_tb',metadata,Column('col1',Integer),Column('col2',VARCHAR(10)),ForeignKeyConstraint(['col1','col2'],['t_pk.id','t_pk.name']))
In [16]: t_fk_tb.create(bind=engine)
3.3 unique
In [17]: t_uni = Table('t_uni',metadata,Column('id',Integer,unique=True))
In [18]: t_uni.create(bind=engine)
In [19]: t_uni_tb = Table('t_uni_tb',metadata,Column('col1',Integer),Column('col2',VARCHAR(10)),UniqueConstraint('col1','col2'))
In [20]: t_uni_tb.create(bind=engine)
3.4 check
   虽然能成功，但MySQL目前尚未支持check约束。这里就不举例了。
3.5 not null
In [21]: t_null = Table('t_null',metadata,Column('id',Integer,nullable=False))
In [22]: t_null.create(bind=engine)

4 默认值

分2类：悲观(值由DB Server提供)和乐观(值由SQLAlshemy提供)，其中乐观又可分：insert和update

4.1 例子：insert
In [23]: t_def_inser = Table('t_def_inser',metadata,Column('id',Integer),Column('name',VARCHAR(10),server_default='cc'))
In [24]: t_def_inser.create(bind=engine)
3.2 例子：update
In [25]: t_def_upda = Table('t_def_upda',metadata,Column('id',Integer),Column('name',VARCHAR(10),server_onupdate='DataHacker'))
In [26]: t_def_upda.create(bind=engine)
3.3 例子：Passive
In [27]: t_def_pass = Table('t_def_pass',metadata,Column('id',Integer),Column('name',VARCHAR(10),DefaultClause('cc')))
In [28]: t_def_pass.create(bind=engine)

㈢ 隐藏Schema

数据的安全是否暴露在完全可信任的对象面前，这是任何有安全意识的DBA都不会去冒的风险。比较好的方式是尽可能隐藏Schema结构并验证用户输入的数据完整性，这在一定程度上虽然增加了运维成本，但安全无小事。

这里借助开发一个命令行工具来阐述该问题

需求：隐藏表结构，实现动态查询，并将结果模拟mysql \G输出

版本：
[root@DataHacker ~]# ./sesc.py --version
1.0
查看帮助：
[root@DataHacker ~]# ./sesc.py -h
Usage: sesc.py [options] <arg1> <arg2> [<arg3>...]
Options:
 --version       show program&#39;s version number and exit
 -h, --help      show this help message and exit
 -q TERM        assign where predicate
 -c COL, --column=COL assign query column
 -t TABLE       assign query table
 -f, --format     -f must match up -o
 -o OUTFILE      assign output file
我们要的效果：
[root@DataHacker ~]# ./sesc.py -t actor -c last_name -q s% -f -o output.txt
[root@DataHacker ~]# cat output.txt
************ 1 row *******************
actor_id: 180
first_name: JEFF
last_name: SILVERSTONE
last_update: 2006-02-15 04:34:33
************ 2 row *******************
actor_id: 195
first_name: JAYNE
last_name: SILVERSTONE
last_update: 2006-02-15 04:34:33
......<此处省略大部分输出>......

请看代码

#!/usr/bin/env python
import optparse
from dbapi import *

#构造OptionParser实例，配置期望的选项
parser = optparse.OptionParser(usage="%prog [options] <arg1> <arg2> [<arg3>...]",version=&#39;1.0&#39;,)
#定义命令行选项，用add_option一次增加一个
parser.add_option("-q",action="store",type="string",dest="term",help="assign where predicate")
parser.add_option("-c","--column",action="store",type="string",dest="col",help="assign query column")
parser.add_option("-t",action="store",type="string",dest="table",help="assign query table")
parser.add_option("-f","--format",action="store_true",dest="format",help="-f must match up -o")
parser.add_option("-o",action="store",type="string",dest="outfile",help="assign output file")
#解析命令行
options,args = parser.parse_args()
#把上述dest值赋给我们自定义的变量
table = options.table
column = options.col
term = options.term
format = options.format
#实现动态读查询
statement = "select * from %s where %s like &#39;%s&#39;"%(table,column,term)
cur = conn.cursor()
cur.execute(statement)
results = cur.fetchall()
#模拟 \G 输出形式
if format is True:
 columns_query = "describe %s"%(table)
 cur.execute(columns_query)
 heards = cur.fetchall()
 column_list = []
 for record in heards:
  column_list.append(record[0])
 output = ""
 count = 1
 for record in results:
  output = output + "************ %s row ************\n\n"%(count)
  for field_no in xrange(0, len(column_list)):
   output = output + column_list[field_no]+ ": " + str(record[field_no]) + "\n"
  output = output + "\n"
  count = count + 1
else:
 output = []
 for record in xrange(0,len(results)):
  output.append(results[record])
 output = &#39;&#39;.join(output)
#把输出结果定向到指定文件
if options.outfile:
 outfile = options.outfile
 with open(outfile,&#39;w&#39;) as out:
  out.write(output)
else:
 print output
#关闭游标与连接
conn.close()
cur.close()

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