近年来，Python作为一种易学易用、极为灵活的编程语言在开发领域中愈发受欢迎。在Python应用程序中，ORM（Object-Relational Mapping，对象关系映射）框架扮演着至关重要的角色，不仅极大地提高了开发效率，还让开发者更加方便管理数据和对象。
在ORM框架中，Databases库是一种新兴的Python库，在开发过程中经常用于访问关系型数据库。虽然这个库在Python开发领域中还算新生代，但它已经展现出了极大的潜力。因此，在这篇文章中，我们将对Databases库进行详细介绍，帮助开发者更好地了解和学习这个强大的Python ORM框架。
一、Databases开发背景
Databases库是一个轻量级的Python库，用于简化使用异步SQL数据库的开发工作。它使用asyncio进行异步编程，可以与多种SQL数据库引擎协作，如PostgreSQL、MySQL、MariaDB、SQLite等等。并且，Databases库还提供了高度简洁且易于使用的API。
Databases库的目标是让开发者更快地构建应用程序，并消除大量重复性代码。它在性能上表现得非常出色，并提供了诸如连接池、事务管理等高级功能以及诸多异步驱动的增强特性和帮助文档。因此，对于那些需要协作访问SQL数据库的复杂微服务或大型Web应用程序而言，Databases库无疑是一个非常不错的选择。
二、Databases核心功能
Databases库的设计目标是让开发者使用简单的API，从而实现与SQL数据库的快速交互。下面我们将介绍一些Databases库的核心功能：
1.代码简洁清晰
Databases库使用Python的简洁语法来最大限度地提高开发者的开发效率，它可以实现Python的所有高级特性，如异步和并发操作。
例如，下面的这段代码创建了一个名为"users"的表。其中，表的几个属性包括ID、Name、Age和Email。
import databases
database = databases.Database("sqlite:///example.db")
query = "CREATE TABLE users (ID INT PRIMARY KEY, Name TEXT, Age INT, Email TEXT)"
await database.execute(query=query)2.协作客户端和服务端的API
Databases库提供了一个高级API，其中包括了异步以及同步的操作，因此我们在使用时可以将这些操作统一起来。
import database
database = databases.Database("sqlite:///example.db")
# 异步操作（async）
async with database.transaction():
query = "INSERT INTO users (ID, Name, Age, Email) VALUES (:id, :name, :age, :email)"
values = {"id": 1, "name": "John Doe", "age": 23, "email": "[email protected]"}
await database.execute(query=query, values=values)
# 同步操作
query = "SELECT * FROM users WHERE ID=:id"
values = {"id": 1}
result = database.fetch_one(query=query, values=values)3.连接池
Databases库能够轻松地管理连接池问题，提高了数据库访问的效率。开发者在使用Databases库时，只需要指定连接池大小，即可轻松实现自动化连接，而无需手动管理连接，非常方便。
例如，下面的这段代码，我们可以指定最大连接数和最小连接数，使得Databases库可以更好地管理连接池。
import databases
database = databases.Database("sqlite:///example.db", min_size=1, max_size=10)4.事务管理
Databases库提供了集成事务管理，确保在执行操作时，可以确保一致性和可靠性。事务是一个非常重要的DBMS特性，它使得开发者可以批量执行操作。
例如，下面的这段代码，我们可以通过异步开始和提交事务来协作处理数据。
import databases
database = databases.Database("sqlite:///example.db")
async with database.transaction():
query_1 = "INSERT INTO users (ID, Name, Age, Email) VALUES (:id, :name, :age, :email)"
values_1 = {"id": 1, "name": "John Doe", "age": 23, "email": "[email protected]"}
await database.execute(query=query_1, values=values_1)
query_2 = "UPDATE users SET Age=:age WHERE ID=:id"
values_2 = {"age": 25, "id": 1}
await database.execute(query=query_2, values=values_2)
await database.commit()5.支持多种数据库引擎
Databases库支持多种常见的数据库引擎，包括MySQL、PostgreSQL、MariaDB等等。这使得我们可以很方便地搭建我们想要的数据库环境。
例如我们有如下的代码片段，我们就可以根据需要选择自己常用的数据库引擎。
import databases
database = databases.Database("postgresql://user:[email protected]:5432/example")
三、使用Databases库
在学习使用Databases库之前，我们需要先进行库的安装工作。
1.安装Databases库
我们可以通过以下命令安装Databases库：
pip install databases
2.创建数据库连接 要使用Databases库，我们首先需要通过URL字符串为我们的PHP应用程序创建一个与数据库引擎的连接。
import databases
from databases import Database
database = Database("sqlite:///example.db")
3.查询数据 Databases库提供了8个异步和同步函数，可用于查询数据库： `fetch_all()`,`fetch_one()`, `fetch_val()`, `fetch_many()`, `fetch_optional()`, `execute()`, `execute_many()`和`iterate()`查询所有行
result = database.fetch_all("SELECT * FROM users")
查询第一行数据result = database.fetch_one("SELECT * FROM users WHERE ID=:id", value = {"id": 1})
获取单元格数据result = database.fetch_val("SELECT Name FROM users WHERE ID=:id", value = {"id": 1})
获取多个行数据result = database.fetch_many(query="SELECT * FROM users", values=[{'id':1}, {'id':2})
如果数据不存在返回 Noneresult = database.fetch_optional(query="SELECT * FROM users WHERE ID=:id", value={"id": 3})
执行任意查询（返回插入的行数）result = await database.execute("INSERT INTO users (ID,Name,Age,Email) VALUES (:id,:name,:age,:email)",value={"id":5, "name":"John","age":25,"email":"[email protected]"})
以批量方式执行任意查询（返回插入的行数）result = await database.execute_many("INSERT INTO users (ID,Name,Age,Email) VALUES (:id,:name,:age,:email)",values=[{"id":5, "name":"John","age":25,"email":"[email protected]"},{"id":6,"name":"Jack", "age":26,"email":"[email protected]"}])
使用异步迭代器处理数据async with database.connection() as connection:
async with connection.transaction():
async for row in connection.iterate(query="SELECT * FROM users"):
print(row)4.使用事务 Databases库还提供了事务管理的机制。我们可以使用异步with语句来绑定事务。如果with语句内的所有操作成功完成，则会提交事务。否则，事务将被回滚。
async with database.transaction():
query = "INSERT INTO users (ID,Name,Age,Email) VALUES (:id,:name,:age,:email)"
value = {"id": 5, "name": "Hassen", "age": 26, "email": "[email protected]"}
await database.execute(query, values)
query = "INSERT INTO user1 (ID,Name,Age,Email) VALUES (:id,:name,:age,:email)"
value = {"id": 6, "name": "Fatima", "age": 22, "email": "[email protected]"}
await database.execute(query, values)
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