Python mini-web框架7：元类实现ORM

一、ORM是什么？

• ORM 是 python编程语言后端web框架 Django的核心思想，“Object Relational Mapping”，即对象-关系映射，简称ORM。

• 一个句话理解就是：创建一个实例对象，用创建它的类名当做数据表名，用创建它的类属性对应数据表的字段，当对这个实例对象操作时，能够对应MySQL语句

  
  ORM

• 看下面例子描述：

  class User(父类省略):
       uid = ('uid', "int unsigned")
       name = ('username', "varchar(30)")
       email = ('email', "varchar(30)")
       password = ('password', "varchar(30)")
       ...省略...
  
  
  u = User(uid=12345, name='Michael', email='test@orm.org', password='my-pwd')
  u.save()
  # 对应如下sql语句
  # insert into User (username,email,password,uid)
  # values ('Michael','test@orm.org','my-pwd',12345)
  

  说明：

  • 所谓的ORM就是让开发者在操作数据库的时候，能够像操作对象时通过xxxx.属性=yyyy一样简单，这是开发ORM的初衷
  • 只不过ORM的实现较为复杂，Django中已经实现了 很复杂的操作，本节知识 主要通过完成一个 insert相类似的ORM，理解其中的道理就就可以了

二、通过元类简单实现ORM中的insert功能

• 2.1、看下面一个例子

  class ModelMetaclass(type):
        def __new__(cls, name,bases,attrs):
             mappings = dict()
             # 判断是否需要保存
             for k,v in attrs.items():
                  # 判断是否是指定的 StringField 或者 IntegerField的实例对象
                  if isinstance(v,tuple):
                        # print('Found mapping: %s ==> %s'%(k,v))
                        mappings[k] = v
  
             # 删除这些已经在字典中的属性
             for k in mappings.keys():
                   attrs.pop(k)
  
             # 将之前的uid/name/email/password 以及对应的对象引用、类名字
            attrs['__mappings__'] = mappings # 保持属性和列的映射关系
            attrs['__table__'] = name # 假设表名和类名一致
            return  type.__new__(cls,name,bases,attrs)
  
  
  class User(metaclass=ModelMetaclass):
           uid = ('uid',"int unsigned")
           name = ('username',"varchar(30)")
           email = ('email',"varchar(30)")
           password = ('password',"varchard(30)")
  
           # 当指定元类之后，以上的类属性将不在类中，而是在__mappings__属性指定的字典中存储
           # 以上User类中有 
           # __mappings__ = {
           #     "uid": ('uid', "int unsigned")
           #     "name": ('username', "varchar(30)")
           #     "email": ('email', "varchar(30)")
           #     "password": ('password', "varchar(30)")
           # }
           # __table__ = "User"
           def __init__(self,**kwargs):
               for name,value in kwargs.items():
                    setattr(self,name,value)
  
           def save(self):
                    field = []
                    args = []
                    for k,v in self.__mappings__.items():
                         field.append(v[0])
                         args.append(getattr(self,k,None))
  
                    sql = 'insert into %s (%s) values (%s)'%(self.__table__,','.join(field),','.join([str(i) for i in args]))
                    print("SQL: %s"%sql)
  
  
  u = User(uid=12345, name='Michael', email='test@orm.org', password='my-pwd')
  # print(u.__dict__)
  u.save()
  

  打印结果如下：

  SQL: insert into User (uid,username,email,password) values (12345,Michael,test@orm.org,my-pwd)
  

  提示：从是上面的打印我们可以看到 values后面括号中的value是有问题的，有些不是int类型，是字符串类型，在执行 sql 语句的时候会报错的，在下面我们把它的类型判断一下，进行完善

• 2.2、完善对数据类型的检测，重写上面的 save() 方法，如下

  def save(self):
      fields = []
      args = []
      for k, v in self.__mappings__.items():
           fields.append(v[0])
           args.append(getattr(self, k, None))
  
      args_temp = list()
      for temp in args:
          # 判断入如果是数字类型
          if isinstance(temp, int):
              args_temp.append(str(temp))
          elif isinstance(temp, str):
              args_temp.append("""'%s'""" % temp)
      sql = 'insert into %s (%s) values (%s)' % (self.__table__, ','.join(fields), ','.join(args_temp))
      print('SQL: %s' % sql)
  
  u = User(uid=12345, name='Michael', email='test@orm.org', password='my-pwd')
  # print(u.__dict__)
  u.save()
  

  运行效果入下：

  SQL: insert into User (email,uid,password,username) values ('test@orm.org',12345,'my-pwd','Michael')
  

三、抽取到基类中

• 3.1、元类的创建

  class ModelMetaclass(type):
        def __new__(cls, name, bases, attrs):
             mappings = dict()
             # 判断是否需要保存
             for k, v in attrs.items():
                    # 判断是否是指定的StringField或者IntegerField的实例对象
                    if isinstance(v, tuple):
                        print('Found mapping: %s ==> %s' % (k, v))
                        mappings[k] = v
  
             # 删除这些已经在字典中存储的属性
             for k in mappings.keys():
                  attrs.pop(k)
  
             # 将之前的uid/name/email/password以及对应的对象引用、类名字
             attrs['__mappings__'] = mappings  # 保存属性和列的映射关系
             attrs['__table__'] = name  # 假设表名和类名一致
             return type.__new__(cls, name, bases, attrs)
  

• 3.2、基类的创建

  class Model(object, metaclass=ModelMetaclass):
         def __init__(self, **kwargs):
                for name, value in kwargs.items():
                      setattr(self, name, value)
  
         def save(self):
                fields = []
                args = []
                for k, v in self.__mappings__.items():
                      fields.append(v[0])
                      args.append(getattr(self, k, None))
               args_temp = list()
               for temp in args:
                     # 判断入如果是数字类型
                     if isinstance(temp, int):
                           args_temp.append(str(temp))
                     elif isinstance(temp, str):
                           args_temp.append("""'%s'""" % temp)
               sql = 'insert into %s (%s) values (%s)' % (self.__table__, ','.join(fields), ','.join(args_temp))
               print('SQL: %s' % sql)
  

• 3.3、创建一个类对象，并保存数据

  class Person(Model):
         uid = ('uid', "int unsigned")
         name = ('username', "varchar(30)")
         email = ('email', "varchar(30)")
         password = ('password', "varchar(30)")
  
  
  p = Person(uid=12345, name='Michael', email='test@orm.org', password='my-pwd')
  # print(p.__dict__)
  p.save()
  

• 4.4、上面 4.1、4.2、4.3 是连着的，在基类Model里面，我们还可以写 : 其他的 方法去实现 sql 语句的功能，上面只是写了一个插入的方法，Django框架 里面的底层就是如此实现的。只不过他们是变化了一下写法，如下：

  我们写

  uid = ('uid', "int unsigned")
  

  Django 写

  uid = IntergerField("uid")
  

  提示：就上面这一点区别，要理解上面代码的ORM思想