ORM关联表、事务

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ORM 对关联表的操作

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前面我们学过 一对多,一对一,多对多,都是通过外键来实现。

接下来,我们通过一个实例演示,Django ORM 如何 操作 外键关联关系

请大家在 models.py 中定义这样的两个Model,对应两张表

# 国家表
class Country(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=100)

# 学生表, country 字段是国家表的外键,形成一对多的关系
class Student(models.Model):
    name    = models.CharField(max_length=100)
    grade   = models.PositiveSmallIntegerField()
    country = models.ForeignKey(Country,
                                on_delete=models.PROTECT)

然后,执行

python manage.py makemigrations common
python manage.py migrate

使定义生效到数据库中。


然后,命令行中执行 python manage.py shell ,直接启动Django命令行,输入代码。

先输入如下代码,创建一些数据

from common.models import *
c1 = Country.objects.create(name='中国')
c2 = Country.objects.create(name='美国')
c3 = Country.objects.create(name='法国')
Student.objects.create(name='白月', grade=1, country=c1)
Student.objects.create(name='黑羽', grade=2, country=c1)
Student.objects.create(name='大罗', grade=1, country=c1)
Student.objects.create(name='真佛', grade=2, country=c1)
Student.objects.create(name='Mike', grade=1, country=c2)
Student.objects.create(name='Gus',  grade=1, country=c2)
Student.objects.create(name='White', grade=2, country=c2)
Student.objects.create(name='White', grade=2, country=c2)
Student.objects.create(name='Napolen', grade=2, country=c3)

通过对象访问外键表

如果你已经获取了一个student对象,要得到他的国家名称只需这样

s1 = Student.objects.get(name='白月')
s1.country.name

根据外键表数据过滤

如果,我们要查找Student表中所有 一年级 学生,很简单

Student.objects.filter(grade=1).values()

如果现在,我们要查找Student表中所有 一年级中国 学生,该怎么写呢?

不能这么写:

Student.objects.filter(grade=1,country='中国')

因为,Student表中country字段并不是国家的名称,而是外键,其实是对应 Country记录的id。

可能有的朋友已经想,我们先获取中国的国家id,然后再通过id去找,像这样

cn = Country.objects.get(name='中国')
Student.objects.filter(grade=1,country_id=cn.id).values()

注意外键字段的id是通过后缀 _id 获取的。

或者这样,也是可以的

cn = Country.objects.get(name='中国')
Student.objects.filter(grade=1,country=cn).values()

上面的方法,写起来麻烦一些,有两步操作。而且需要发送两次数据请求,性能不高。

其实,Django ORM 中,对外键关联,有更方便的语法。

可以这样写

Student.objects.filter(grade=1,country__name='中国').values()

写起来简单,一步到位,而且只需要发送一个数据库请求,性能更好。


如果返回结果只需要 学生姓名 和 国家名两个字段,可以这样指定values内容

Student.objects.filter(grade=1,country__name='中国')\
     .values('name','country__name')

但是这样写有个问题:选择出来的记录中,国家名是 country__name 。 两个下划线比较怪。

有时候,前后端接口的设计者,定义好了接口格式,如果要求一定是 countryname 这样怎么办?

可以使用 annotate 方法将获取的字段值进行重命名,像下面这样

from django.db.models import F

# annotate 可以将表字段进行别名处理
Student.objects.annotate(
    countryname=F('country__name'),
    studentname=F('name')
    )\
    .filter(grade=1,countryname='中国').values('studentname','countryname')

反向访问

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如果你已经获取了一个Country对象,如何访问到所有属于这个国家的学生呢?

cn = Country.objects.get(name='中国')
cn.student_set.all()

通过 表Model名转化为小写 ,后面加上一个 _set 来获取所有的反向外键关联对象


Django还给出了一个方法,可以更直观的反映 关联关系。

在定义Model的时候,外键字段使用 related_name 参数,像这样

# 国家表
class Country(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=100)

# country 字段是国家表的外键,形成一对多的关系
class Student(models.Model):
    name    = models.CharField(max_length=100)
    grade   = models.PositiveSmallIntegerField()
    country = models.ForeignKey(Country,
                on_delete = models.PROTECT,
                # 指定反向访问的名字
                related_name='students')

就可以使用更直观的属性名,像这样

cn = Country.objects.get(name='中国')
cn.students.all()

反向过滤

如果我们要获取所有 具有一年级学生 的国家名,该怎么写?

当然可以这样

# 先获取所有的一年级学生id列表
country_ids = Student.objects.filter(grade=1).values_list('country', flat=True)

# 再通过id列表使用  id__in  过滤
Country.objects.filter(id__in=country_ids).values()

但是这样同样存在 麻烦 和性能的问题。

Django ORM 可以这样写

Country.objects.filter(students__grade=1).values()

注意, 因为,我们定义表的时候,用 related_name='students' 指定了反向关联名称 students ,所以这里是 students__grade 。 使用了反向关联名字。

如果没有指定方向关联名, 则应该使用 表名转化为小写 ,就是这样

Country.objects.filter(student__grade=1).values()

但是,我们发现,这种方式,会有重复的记录产生,如下

<QuerySet [{'id': 1, 'name': '中国'}, {'id': 1, 'name': '中国'}, {'id': 2, 'name': '美国'}, {'id': 2, 'name': '美国'}]>

可以使用 .distinct() 去重

Country.objects.filter(students__grade=1).values().distinct()

注意:据说 .distinct()对MySQL数据库无效,我没有来得及验证。实测 SQLite,Postgresql有效。

实现项目代码

url路由更新

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现在,我们在 mgr 目录下面新建 order.py 处理 客户端发过来的 列出订单、添加订单 的请求。

同样,先写 dispatcher 函数,代码如下

from django.http import JsonResponse
from django.db.models import F
from django.db import IntegrityError, transaction

# 导入 Order 对象定义
from  common.models import  Order,OrderMedicine

import json

def dispatcher(request):
    # 根据session判断用户是否是登录的管理员用户
    if 'usertype' not in request.session:
        return JsonResponse({
            'ret': 302,
            'msg': '未登录',
            'redirect': '/mgr/sign.html'},
            status=302)

    if request.session['usertype'] != 'mgr':
        return JsonResponse({
            'ret': 302,
            'msg': '用户非mgr类型',
            'redirect': '/mgr/sign.html'},
            status=302)


    # 将请求参数统一放入request 的 params 属性中,方便后续处理

    # GET请求 参数 在 request 对象的 GET属性中
    if request.method == 'GET':
        request.params = request.GET

    # POST/PUT/DELETE 请求 参数 从 request 对象的 body 属性中获取
    elif request.method in ['POST','PUT','DELETE']:
        # 根据接口,POST/PUT/DELETE 请求的消息体都是 json格式
        request.params = json.loads(request.body)

    # 根据不同的action分派给不同的函数进行处理
    action = request.params['action']
    if action == 'list_order':
        return listorder(request)
    elif action == 'add_order':
        return addorder(request)

    # 订单 暂 不支持修改 和删除

    else:
        return JsonResponse({'ret': 1, 'msg': '不支持该类型http请求'})

和以前差不多,没有什么好说的。

然后,我们在 mgr\urls.py 里面加上 对 orders 请求处理的路由

from django.urls import path
from mgr import customer,sign_in_out,medicine,order

urlpatterns = [

    path('customers', customer.dispatcher),
    path('medicines', medicine.dispatcher),
    path('orders', order.dispatcher), # 加上这行

    path('signin', sign_in_out.signin),
    path('signout', sign_in_out.signout),

]

事务

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接下来,我们添加函数 addorder,来处理 添加订单 请求。

我们添加一条订单记录,需要在2张表(Order 和 OrderMedicine )中添加记录。

这里就有个需要特别注意的地方, 两张表的插入,意味着我们要有两次数据库操作。

如果第一次插入成功, 而第二次插入失败, 就会出现 Order表中 把订单信息写了一部分,而OrderMedicine表中 该订单的信息 却没有写成功。

这是个大问题: 就会造成 这个处理 做了一半。

那么数据库中就会出现数据的不一致。术语叫 脏数据

熟悉数据库的同学就会知道, 我们应该用 数据库 的 事务 机制来解决这个问题。

把一批数据库操作放在 事务 中, 该事务中的任何一次数据库操作 失败了, 数据库系统就会让 整个事务就会发生回滚,撤销前面的操作, 数据库回滚到这事务操作之前的状态。

Django 怎么实现 事务操作呢?

这里我们可以使用 Django 的 with transaction.atomic()

代码如下

def addorder(request):

    info  = request.params['data']

    # 从请求消息中 获取要添加订单的信息
    # 并且插入到数据库中

    
    with transaction.atomic():
        new_order = Order.objects.create(name=info['name'] ,
                                         customer_id=info['customerid'])

        batch = [OrderMedicine(order_id=new_order.id,medicine_id=mid,amount=1)  
                    for mid in info['medicineids']]
        OrderMedicine.objects.bulk_create(batch)


    return JsonResponse({'ret': 0,'id':new_order.id})

with transaction.atomic() 下面 缩进部分的代码,对数据库的操作,就都是在 一个事务 中进行了。

如果其中有任何一步数据操作失败了, 前面的操作都会回滚。

这就可以防止出现 前面的 Order表记录插入成功, 而后面的 订单药品 记录插入失败而导致的数据不一致现象。


大家可以发现 插入 OrderMedicine 表中的数据 可能有很多条, 如果我们循环用 ```py OrderMedicine.objects.create(order_id=new_order.id,medicine_id=mid,amount=1) ``` 插入的话, 循环几次, 就会执行 几次SQL语句 插入的 数据库操作 这样性能不高。

我们可以把多条数据的插入,放在一个SQL语句中完成, 这样会大大提高性能。

方法就是使用 bulk_create, 参数是一个包含所有 该表的 Model 对象的 列表


写好后, 大家可以运行服务 , 用我们做好的前端系统添加几条 订单记录, 然后再查看一下数据库里面的数据是否正确。

ORM外键关联

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接下来,我们来编写listorder 函数用来处理 列出订单请求。

根据接口文档,我们应该返回 订单记录格式,如下:

[
    {
        id: 1, 
        name: "华山医院订单001", 
        create_date: "2018-12-26T14:10:15.419Z",
        customer_name: "华山医院",
        medicines_name: "青霉素"
    },
    {
        id: 2, 
        name: "华山医院订单002", 
        create_date: "2018-12-27T14:10:37.208Z",
        customer_name: "华山医院",
        medicines_name: "青霉素 | 红霉素 "
    }
] 

其中 ‘id’,‘name’,‘create_date’ 这些字段的内容获取很简单,order表中就有这些字段,

只需要这样写就可以了。

def listorder(request):
    # 返回一个 QuerySet 对象 ,包含所有的表记录
    qs = Order.objects.values('id','name','create_date')
    return JsonResponse({'ret': 0, 'retlist': newlist})

问题是:‘customer_name’ 和 ‘medicines_name’ 这两个字段的值怎么获取呢? 因为 订单对应的客户名字 和 药品的名字 都不在 Order 表中啊。

Order 这个Model 中 有 ‘customer’ 字段 , 它外键关联了 Customer 表中的一个 记录,这个记录里面 的 name字段 就是我们要取的字段。

取 外键关联的表记录的字段值,在Django中很简单,可以直接通过 外键字段 后面加 两个下划线 加 关联字段名的方式 来获取。

比如 这里我们就可以用 下面的代码来实现

def listorder(request):
    qs = Order.objects\
            .values(
                'id','name','create_date',
                # 两个下划线,表示取customer外键关联的表中的name字段的值
                'customer__name'
            )
    
    # 将 QuerySet 对象 转化为 list 类型
    retlist = list(qs)
    return JsonResponse({'ret': 0, 'retlist': retlist})

我们可以 浏览器访问一下 订单管理界面, F12 查看 浏览器抓包。


同样的道理 , 订单对应 的药品 名字段,是 多对多 关联, 也同样可以用 两个下划线 获取 关联字段的值, 如下所示:

def listorder(request):
    qs = Order.objects\
            .values(
                'id','name','create_date',
                'customer__name',
                # 两个下划线,表示取medicines 关联的表中的name字段的值
                # 如果有多个,就会产生多条记录
                'medicines__name'
            )
    
    # 将 QuerySet 对象 转化为 list 类型
    retlist = list(qs)
    return JsonResponse({'ret': 0, 'retlist': retlist})

我们可以 浏览器访问一下 订单管理界面, F12 查看 浏览器抓包。


首先,第一个问题, 接口文档需要的名字是 ‘customer_name’ 和 ‘medicines_name’。 里面只有一个下划线, 而我们这里却产生了 两个下划线。

怎么办?

可以使用 annotate 方法将获取的字段值进行重命名,像下面这样

from django.db.models import F

def listorder(request):
    # 返回一个 QuerySet 对象 ,包含所有的表记录
    qs = Order.objects\
            .annotate(
                customer_name=F('customer__name'),
                medicines_name=F('medicines__name')
            )\
            .values(
                'id','name','create_date',
                'customer_name',
                'medicines_name'
            )

    # 将 QuerySet 对象 转化为 list 类型
    retlist = list(qs)

    return JsonResponse({'ret': 0, 'retlist': retlist})

第二个问题,如果一个订单里面有多个药品,就会产生多条记录, 这不是我们要的。

根据接口,一个订单里面的多个药品, 用 竖线 隔开。

怎么办?

我们可以用python代码来处理,像下面这样

def listorder(request):
    # 返回一个 QuerySet 对象 ,包含所有的表记录
    qs = Order.objects\
            .annotate(
                customer_name=F('customer__name'),
                medicines_name=F('medicines__name')
            )\
            .values(
                'id','name','create_date','customer_name','medicines_name'
            )

    # 将 QuerySet 对象 转化为 list 类型
    retlist = list(qs)

    # 可能有 ID相同,药品不同的订单记录, 需要合并
    newlist = []
    id2order = {}
    for one in retlist:
        orderid = one['id']
        if orderid not in id2order:
            newlist.append(one)
            id2order[orderid] = one
        else:
            id2order[orderid]['medicines_name'] += ' | ' + one['medicines_name']

    return JsonResponse({'ret': 0, 'retlist': newlist})






如果前端开发工程师也完成了他们的前端开发,就可以进行集成测试了。



目前为止,我们项目代码,在如下百度网盘中的 bysms_08.zip

百度网盘链接:https://pan.baidu.com/s/1lIHjMYgx8jmmRDS_MrgGKg

提取码:mqdl


作业和练习

掌握课程内容后,不要看教程代码,在上次作业代码的基础上,自己实现本次课程中: 处理 列出订单、添加订单 的服务端代码。

特别注意,体会事务的作用。

写好后端代码后,使用requests库,自己测试一下,后端代码 是否能够正确处理 前端发起的 列出订单、添加订单 的请求。


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