Django 对象关系映射(ORM)源码详解

Django ORM 源码详解

什么是 Django ORM

Django ORM（对象关系映射）是 Django 中的一种机制，用于将数据库中的数据映射到 Python 对象中。ORM 的基本思想是将数据库中的表与对象的属性相对应，将行数据与对象实例相对应。ORM 使得操作数据库时不用编写 SQL 语句，从而简化了开发人员的工作，提高了代码的可读性和可维护性。

Django ORM 提供了一种与数据库交互的高级 API，支持多种数据库后端，如 PostgreSQL、MySQL、SQLite、Oracle 等。通过 Django ORM，开发人员可以使用 Python 语言轻松地操作数据库。

Django ORM 的实现原理

Django ORM 基于 Python 的 dbapi 规范实现，采用的是 “桥接模式” 和 “反射”的技术。其中，“桥接模式”在 Django 内部的实现中通过 queryset 和 manager 来实现，而“反射”则是通过 Python 自省功能实现的。

在 Django ORM 中，一个 Python 类通常对应着一个数据库表，在类中定义的属性通常与表中的列相对应。通过 Django ORM，我们可以使用 Python 对象和方法来代替 SQL 语句来访问数据库。

Django ORM 的常用操作

1. 创建表

在 Django 中创建表的方法如下：

from django.db import connection, migrations

class Migration(migrations.Migration):

    def create_table(self):
        with connection.cursor() as cursor:
            cursor.execute("""
                CREATE TABLE `auth_user` (
                    `id` int AUTO_INCREMENT,
                    `username` varchar(100) NOT NULL UNIQUE,
                    `password` varchar(128) NOT NULL,
                    `is_active` boolean NOT NULL DEFAULT True,
                    PRIMARY KEY (`id`)
                );
            """)

2. 数据库迁移

当我们的需求发生变化，需要修改数据库表的结构时，我们可以通过 Django 的数据库迁移来实现。Django 提供了一个名为 migrations 的应用来处理数据库迁移。在 migrations 应用中会生成一个 migrations 目录，里面存放了数据库结构的变化记录和迁移脚本。我们可以通过执行 makemigrations 命令来生成迁移脚本，通过执行 migrate 命令来应用迁移脚本。

python manage.py makemigrations
python manage.py migrate

3. 查询数据

我们可以使用 Django ORM 提供的 Model 来完成数据的查询。例如：

from django.contrib.auth.models import User

users = User.objects.filter(is_staff=True)[:5]
for user in user:
    print(user.username)

上述代码中，我们使用 filter 方法来过滤满足条件的数据，并使用 [:5] 来限制查询结果的数量。

4. 更新数据

我们可以使用 Django ORM 提供的 Model 来更新数据。例如：

from django.contrib.auth.models import User

user = User.objects.first()
user.is_staff = True
user.save()

上述代码中，我们将第一个用户的 is_staff 属性设置为 True 并保存了到数据库中。

示例说明

示例一：查询所有文章

假设我们有一个博客应用，其中包含了一个 Post 模型表示博客文章。查询所有文章的代码如下：

from blogging.models import Post

posts = Post.objects.all()
for post in posts:
    print(post.title)

上述代码中，我们使用 all 方法获取了所有的文章，然后循环输出了每篇文章的标题。

示例二： 创建新文章

下面的代码演示了如何使用 Django ORM 创建新文章：

from blogging.models import Post

post = Post(title='测试文章', text='这是一篇测试文章!')
post.save()

上述代码中，我们定义了一个 Post 对象，并设置了文章的标题和内容，最后调用了 save 方法将文章保存到数据库中。