MySQL | Database

基本概念

对于 Web 开发而言，MySQL 可以说是目前最流行的关系型数据库管理系统，如果不是之一的话。

MySQL 之所以如此流行的原因，可以归结为以下几条：

MySQL 是一个开源的关系型数据库管理系统，所以它可以免费提供给开发人员使用。免费从来都是一个非常有吸引力的选择，尤其是对于预算有限的初创企业和小型企业来说。
经过很多年的发展，MySQL 已经被证明是一个稳定可靠的数据库解决方案。它被广泛使用，同时拥有庞大而活跃的开发人员和用户社区，这也确保了数据库可以不断改进，错误可以被及时修复，安全更新也可以被定期提供。
还有一个重要原因，就是 MySQL 的性能非常出色。使用 MySQL 数据库的网站可以处理海量数据和大并发访问，而不会出现明显的性能下降。
另一个不容忽视的原因是兼容性。MySQL 与各种主流操作系统保持兼容，包括 Windows，Linux 和 macOS 等，这使其具有高度可移植性。同时，它还得到了多种编程语言、框架和 Web 开发工具的支持。

因此，对于 Web 开发而言，操作 MySQL 数据库基本上算是一项必备技能。

在 Python 中使用 MySQL

如果想要在 Python 中集成 MySQL 数据库，我们需要安装mysql-connector-python包。mysql-connector-python是一个流行的 Python 模块，用来帮助 Python 程序访问和操作 MySQL 数据库。

当然，除了mysql-connector-python模块，Python 中还有其他一些常用的库也提供了类似的功能，例如：

MySQLdb库。
它是一个在 Python 中被广泛使用的、与 MySQL 数据库进行通信的库，其提供了稳定且成熟的 Python DB-API 规范实现。
pymysql库。
它是MySQLdb模块的纯 Python 替代品，提供了便捷的接口来使用 Python 的 DB-API 与 MySQL 数据库进行交互。
PyMySQL库。
它是一个轻量级的库，实现了 MySQL 的客户端-服务器协议，非常易于使用。

此外，还有 ORM（对象关系映射）库可以简化数据库通信，包括SQLAlchemy、Django ORM和Peewee等。这些库抽象了数据库通信的底层细节，并提供了更高级的接口来与 MySQL 数据库交互，从而帮助开发人员能够以更加 Pythonic、更加直观的方式编写数据库查询。

本节将以mysql-connector-python库为例，来讲解如何在 Python 中操作 MySQL 数据库。

MySQL 在 Python 中的使用步骤

让我们先从全局角度看一下在 Python 中使用 MySQL 的具体步骤：

安装

我们可以使用pip包管理器来安装mysql-connector-python模块：

pip install mysql-connector-python

在安装完成后，我们在 Python 程序中导入该模块：

import mysql.connector

连接数据库

使用mysql-connector-python的第一步是与 MySQL 服务器建立连接。为此，我们需要提供必要的连接信息，如主机名、用户名、密码和希望连接的数据库名等。

import mysql.connector
 
mydb = mysql.connector.connect(
  host="主机名",
  user="用户名",
  password="密码",
  database="数据库名")
 
print(mydb)

我们需要将上例中的"主机名"、"用户名"、"密码"和"数据库名"替换为实际的连接信息。

返回值mydb对象表示与 MySQL 服务器的连接。我们可以在此连接上执行后续的数据库操作。

检索数据

一旦建立了连接，我们就可以在数据库上执行 SQL 查询了。mysql-connector-python模块为查询操作提供了cursor()方法，该方法返回一个游标对象，用于与数据库交互。通过游标对象调用execute()方法，就可以执行 SQL 语句了。

举个例子：

import mysql.connector
 
mydb = mysql.connector.connect(
  host="localhost",
  user="yourusername",
  password="yourpassword",
  database="yourdatabase")
 
mycursor = mydb.cursor()
 
mycursor.execute("SELECT * FROM yourtable")
 
result = mycursor.fetchall()
 
for row in result:
  print(row)
 
mycursor.close()
mydb.close()

在此例中，execute()方法执行给定的 SQL 检索语句，而fetchall()获取结果集的所有行。

插入数据

如果需要向 MySQL 表中插入数据，可以使用 SQL 的INSERT语句。下面是一个示例：

import mysql.connector
 
mydb = mysql.connector.connect(
  host="localhost",
  user="yourusername",
  password="yourpassword",
  database="yourdatabase")
 
mycursor = mydb.cursor()
 
sql = "INSERT INTO yourtable (column1, column2, column3) VALUES (%s, %s, %s)"
val = ("value1", "value2", "value3")
 
mycursor.execute(sql, val)
 
mydb.commit()
 
print(mycursor.rowcount, "条记录已插入。")
 
mycursor.close()
mydb.close()

在创建 SQL 语句时，我们可以使用占位符（%s）的方式为后续的实际值留出位置。如上例所示，我们在sql变量中，使用列名和占位符（%s）来创建INSERT语句；然后，在val变量中，按照相同的顺序提供实际值。

如同我们操作 SQLite 数据库一样，我们在调用execute()方法执行 SQL 语句后，需要调用commit()方法来保存更改。

最后一条语句中的rowcount是游标对象的属性，表示插入的记录数。

更新数据

如果需要更新 MySQL 表中的数据，我们可以使用 SQL 中的UPDATE语句。下面是一个示例：

import mysql.connector
 
mydb = mysql.connector.connect(
  host="localhost",
  user="yourusername",
  password="yourpassword",
  database="yourdatabase")
 
mycursor = mydb.cursor()
 
sql = "UPDATE yourtable SET column1 = 'newvalue' WHERE condition"
 
mycursor.execute(sql)
 
mydb.commit()
 
print(mycursor.rowcount, "条记录已更新。")
 
mycursor.close()
mydb.close()

此例的执行方式与前面插入数据的操作基本一样，不同的是 SQL 语句。

删除数据

要从 MySQL 表中删除数据，我们可以使用 SQL 中的DELETE语句。下面是一个示例：

import mysql.connector
 
mydb = mysql.connector.connect(
  host="localhost",
  user="yourusername",
  password="yourpassword",
  database="yourdatabase")
 
mycursor = mydb.cursor()
 
sql = "DELETE FROM yourtable WHERE condition"
 
mycursor.execute(sql)
 
mydb.commit()
 
print(mycursor.rowcount, "条记录已删除。")
 
mycursor.close()
mydb.close()

我们可以在WHERE子句中定义条件，以指定要删除的记录。同样，我们需要调用commit()方法来保存更改。此例中的rowcount属性表示已删除的记录数。

语句详解

`mysql.connector.connect`方法

在 Python 中，mysql.connector.connect()方法用于与 MySQL 服务器建立连接。其基本语法如下所示：

mydb = mysql.connector.connect(
	    user='用户名',
	    password='密码',
	    host='主机',
	    database='数据库'
	    [additional_options])

以下是每个参数的解释：

user：连接到 MySQL 服务器的用户名。
password：与用户名关联的密码。
host：MySQL 服务器运行的主机名，可以是 IP 地址或域名。
database：要连接的数据库的名称。如果不想连接到特定的数据库，则可以忽略。

mysql.connector.connect()方法的返回值就是与 MySQL 数据库的连接。

让我们来看两个例子。

例 1：用最少的参数连接到 MySQL 服务器

import mysql.connector
 
# 用最少的参数连接到 MySQL 服务器
mydb = mysql.connector.connect(user='root', password='password', host='localhost')
 
# 完成操作后关闭连接
mydb.close()

在此例中，我们只使用了 3 个参数，即用户名"root"、密码"password"和数据库服务器名称"localhost"，来建立数据库连接。

例 2：为连接指定额外选项

import mysql.connector
 
# 用额外选项连接到 MySQL 服务器
mydb = mysql.connector.connect(
    user='root',
    password='password',
    host='localhost',
    database='mydatabase',
    autocommit=True,  # 设置自动提交模式
    use_pure=True,    # 使用纯 Python 实现以获得更好的兼容性
    charset='utf8'    # 设置字符编码)
 
# 完成操作后关闭连接
mydb.close()

在这个示例中，我们使用额外的选项连接到 MySQL 服务器。

其中，

autocommit表示自动提交模式。设置为True后，任何对数据库的更改都将被自动提交。
use_pure表示是否开启纯 Python 实现 (use_pure=True)。开启后，可以提供更好的兼容性。
charset表示字符编码集。这里，我们将字符编码指定为 utf8。

`cursor()`方法

在mysql-connector-python模块中，cursor()方法主要用来创建一个游标对象，开发人员可以通过此游标对象来执行后续的 SQL 语句。

cursor()方法的基本语法如下所示：

mycursor = connection.cursor(prepared=False, buffered=False)

其中，cursor()方法有两个可选参数：

prepared：布尔值（True或False），用来表示是否应该使用预编译语句。默认情况下，它被设置为False。
buffered：布尔值（True或False），用来表示结果是否应该被缓冲。默认情况下，它被设置为False。
mycursor表示方法返回的游标对象。

需要说明的是，我们在每次完成数据库操作后，需要使用close()方法关闭游标对象。这是因为，当我们使用cursor()方法创建游标时，系统会分配必要的资源来维护与数据库的连接，并处理后续的交互操作。在使用完游标后关闭它，我们就可以释放这些系统资源。

`execute()`方法

execute()方法主要是用来执行 SQL 语句，其语法如下所示：

cursor.execute(operation, params=None, multi=False)

operation：此参数为必需，表示要执行的 SQL 查询或语句，例如，INSERT、SELECT、UPDATE或DELETE语句。
params：此参数是可选的，允许我们以列表或元组形式传递值给查询。它用于参数化查询，以防止 SQL 注入攻击。
multi：此参数是可选的，确定execute()函数是否应一次执行多个 SQL 语句。默认情况下，它设置为False。

总结

综上所述，在 Python 中操作 MySQL 数据库并不是一件困难的事情。通过使用类似mysql-connector-python的库，开发人员可以很方便地与 MySQL 数据库进行交互，执行各种 SQL 查询、插入、更新或者删除数据的操作。

除此之外，开发人员还可以使用更高级的 ORM 库来操作 MySQL 数据库。这些内容，我们将在后续章节中进行讲解。

17.2 SQLite 17.4 PostgreSQL