内容来源于《Web接口开发与自动化测试——基于Python语言》虫师编著，如有涉及版权问题，归虫师本人所有。请大家支持虫师的著作：http://www.broadview.com.cn/book/4811
源码下载：https://github.com/defnngj/guest

目标：数据库表的设计很重要，工作量相当于Web系统的一半。

4.1 设计系统表

Django提供了完善的模型（model）层来创建和存储数据，它包含你所存储数据的必要字段和行为。通常，每个模型对应数据库中唯一的一张表。所以，模型避免了我们直接对数据库操作。
Django 模型基础知识：

• 每个模型是一个Python类，继承了django.db.models.Model类。
• 该模型中每一个属性表示一个数据库表的字段。
• Django模型还有一个自动生成数据库的API 。
  打开.../sign/models.py文件，通过模型完成表的创建。

from django.db import models

# Create your models here.
# 发布会表
class Event(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=100)  # 发布会标题
    limit = models.IntegerField()  # 参会人数
    status = models.BooleanField()  # 状态
    address = models.CharField(max_length=200)  # 地址
    start_time = models.DateTimeField('event_time')  # 发布会时间
    create_time = models.DateTimeField(auto_now=True)  # 创建时间（自动获取当前时间）

    def __str__(self):
        return self.name

# 嘉宾表
class Guest(models.Model):
    event_id = models.ForeignKey(Event, on_delete=models.CASCADE,)  # 关联发布会id
    realname = models.CharField(max_length=64)  # 姓名
    phone = models.CharField(max_length=16)  # 手机号
    email = models.EmailField()  # 邮箱
    sign = models.BooleanField  # 签到状态
    create_time = models.DateTimeField(auto_now=True)  # 创建时间（自动获取当前时间）

    class Meta:
        unique_together = ("event_id", "phone")

    def __str__(self):
        return self.realname

发布会表（Event类）和嘉宾表（Guest类）的每一个字段在代码中已经做了注释。有些字段的设计需要作一个简单的说明。
首先，发布会表和嘉宾表中默认都会生成自增id，但在创建模型类时不需要声明该字段。
其次，发布会表中增加status字段用于表示该发布会的状态是否开启，从而控制发布会是否可用。
再次，嘉宾表中通过event字段（表中字段名为event_id）关联发布会id，一条嘉宾信息一定属于某一场发布会。ForeignKey()用来创建外键。
最后，对于一场发布会来说，因为手机号具有很强的唯一性，因此一般会选择手机号作为一位嘉宾的唯一验证信息。在嘉宾表中，除了嘉宾id为主键外，这里通过发布会id+手机号来作为联合主键。Meta是Django模型类的一个内部类，它用来定义一些Django模型类的行为特性。unique_together用来设置两个字段为联合主键。

注意：关联发布会id时，在django2.0后，定义外键和一对一关系的时候需要加on_delete选项，此参数为了避免两个表里的数据不一致问题，不然会报错。即on_delete=models.CASCADE。
接下来当模型创建好以后，执行数据库迁移。

(venv) liujindeMacBook-Pro:guest liujin$ python3 manage.py makemigrations sign
Migrations for 'sign':
  sign/migrations/0001_initial.py
    - Create model Event
    - Create model Guest
    - Alter unique_together for guest (1 constraint(s))
(venv) liujindeMacBook-Pro:guest liujin$ python3 manage.py migrate
Operations to perform:
  Apply all migrations: admin, auth, contenttypes, sessions, sign
Running migrations:
  Applying sign.0001_initial... OK

• makemigrations：基于当前的model创建新的迁移策略文件。
• migrate：用于执行迁移动作，具有syncdb的功能。

4.2 admin后台管理

创建的发布会和嘉宾表可以通过Admin后台管理。
打开.../sign/admin.py文件。

from django.contrib import admin
from sign.models import Event, Guest

# Register your models here.
admin.site.register(Event)
admin.site.register(Guest)

这些代码通知Admin管理工具未这些模块逐一提供界面。
登录Admin后台：http://127.0.0.1:8000/admin/ (admin/admin123456)

Admin管理Events和Guests表.png

Event列表.png

from django.contrib import admin
from sign.models import Event, Guest

# Register your models here.


class EventAdmin(admin.ModelAdmin):
    list_display = ['id', 'name', 'status', 'address', 'start_time']


class GuestAdmin(admin.ModelAdmin):
    list_display = ['realname', 'phone', 'email', 'sign', 'create_time', 'event']


admin.site.register(Event, EventAdmin)
admin.site.register(Guest, GuestAdmin)

刷新Events列表，如下图：

Event列表.png

添加一条嘉宾（Guest）信息，如下图：

Guests列表.png

除此之外，还可以快速地生成搜索栏和过滤器，重新打开admin.py文件，做如下修改：

from django.contrib import admin
from sign.models import Event, Guest

# Register your models here.


class EventAdmin(admin.ModelAdmin):
    list_display = ['id', 'name', 'status', 'address', 'start_time']
    search_fields = ['name']  # 搜索栏
    list_filter = ['status']  # 过滤器


class GuestAdmin(admin.ModelAdmin):
    list_display = ['realname', 'phone', 'email', 'sign', 'create_time', 'event']
    search_fields = ['realname', 'phone']  # 搜索栏
    list_filter = ['sign']  # 过滤器

admin.site.register(Event, EventAdmin)
admin.site.register(Guest, GuestAdmin)

search_fields用于创建表字段的搜索器，可以设置搜索关键字匹配多个表字段。
list_filter用于创建字段过滤器。

Events列表的搜索栏与过滤器.png

4.3 基本数据访问

接下来练习数据库表的操作。

(venv) liujindeMacBook-Pro:guest liujin$ python3 manage.py shell
Python 3.7.0 (v3.7.0:1bf9cc5093, Jun 26 2018, 23:26:24) 
[Clang 6.0 (clang-600.0.57)] on darwin
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
(InteractiveConsole)
>>> from sign.models import Event, Guest
>>> Event.objects.all()
<QuerySet [<Event: 小米10发布会>]>
>>> Guest.objects.all()
<QuerySet [<Guest:liujin >]>
>>> 

• 导入sign应用下Model中的Event类和Guest类。
• 获得table（即Event和Guest）中的所有对象。

4.3.1 插入数据

>>> from datetime import datetime
>>> e1 = Event(id=2,name='魅族18发布会',limit=2000,status=True,address='珠海XXXX',start_time=datetime(2018,8,22,14,0,0))
>>> e1.save()
/Users/liujin/Documents/virtualenv3.7Demo/venv/lib/python3.7/site-packages/django/db/models/fields/__init__.py:1421: RuntimeWarning: DateTimeField Event.start_time received a naive datetime (2018-08-22 14:00:00) while time zone support is active.
  RuntimeWarning)

警告和UTC有关，设置setting.py：USE_TZ=False即可消失。
如果你觉得2步麻烦，也可以合成一步：

>>> Event.objects.create(id=3,name='小米MAX10发布会', limit=2000,status=True,address='北京会展中心', start_time=datetime(2018,9,22,14,0,0))
<Event: 小米MAX10发布会>
>>> Guest.objects.create(realname='andy', phone='13856785678', email='andy@email.com', sign=False, event_id=3)
<Guest: andy>

4.3.2 查询数据

通过发布会名字查询

>>> from sign.models import Event,Guest
>>> e1 = Event.objects.get(name='小米10发布会')
>>> e1
<Event: 小米10发布会>
>>> e1.address
'北京市鸟巢'
>>> e1.start_time
datetime.datetime(2018, 8, 21, 2, 28, 57)
>>> Event.objects.get(name='小米10发布会').status
True
>>> Event.objects.get(name='小米10发布会').limit
200
>>> Event.objects.get(name='*发布会').address
Traceback (most recent call last):
  File "<console>", line 1, in <module>
  File "/Users/liujin/Documents/virtualenv3.7Demo/venv/lib/python3.7/site-packages/django/db/models/manager.py", line 82, in manager_method
    return getattr(self.get_queryset(), name)(*args, **kwargs)
  File "/Users/liujin/Documents/virtualenv3.7Demo/venv/lib/python3.7/site-packages/django/db/models/query.py", line 399, in get
    self.model._meta.object_name
sign.models.Event.DoesNotExist: Event matching query does not exist.
# 模糊查询失败
>>> e2 = Event.objects.filter(name__contains='发布会')
>>> e2
<QuerySet [<Event: 小米10发布会>, <Event: 魅族18发布会>, <Event: 小米MAX10发布会>]>
>>> 
# 模糊查询成功
# 这里的name和contains之间是双下划线

通过嘉宾查询

>>> g1 = Guest.objects.get(phone='13856785678')
>>> g1.event
<Event: 小米MAX10发布会>
>>> g1.event.name
'小米MAX10发布会'
>>> g1.event.address
'北京会展中心'
>>> 

4.3.3 删除数据

查询到上面嘉宾信息，将它删除

# 第一种删除
>>> g2 = Guest.objects.get(phone='13856785678')
>>> g2.delete()
(1, {'sign.Guest': 1})
# 第二种删除
>>> Guest.objects.get(phone='15258800986').delete()
(1, {'sign.Guest': 1})

4.3.4 更新数据

# 第一种更新
>>> g3 = Guest.objects.get(phone='15258800986')
>>> g3.realname='liujin2'
>>> g3.save()
>>> Guest.objects.all()
<QuerySet [<Guest: liujin2>]>
# 第二种更新
>>> Guest.objects.select_for_update().filter(phone='15258800986').update(realname='liujin3')
1
>>> Guest.objects.all()
<QuerySet [<Guest: liujin3>]>

4.4 SQLite管理工具

可视化的SQL工具可以方便地管理数据库。下面来介绍两款常用的管理工具：

4.4.1 SQLite Manager

这里介绍的是一款基于Firefox浏览器的插件。
插件地址：https://addons.mozilla.org/en-US/firefox/addon/sqlite-manager/
安装方式很简单，打开Firefox浏览器，单击菜单栏“工具”→“添加组件”，搜索“SQLiteManager”安装，并重新启动Firefox浏览器。在菜单栏“工具”下拉菜单中将会出现“SQLiteManager”选项。
打开如下图所示：
(目前组件文件损坏，无法添加)

4.4.2 SQLiteStudio

这是一个跨平台的SQLite数据库的管理工具，采用Tcl语音开发，而且支持中文，是管理SQLite数据库的常用软件之一。
下载地址：http://sqlitestudio.pl/
找到guest项目下的数据库文件db.split3打开如下图所示：

SQLiteStudio.png

4.5 配置MySQL

Django默认使用的数据库是Python自带的SQLite3，SQLite3数据库并不适合用于大型的项目，除此之外，Django还支持以下几种数据库：

• PostgreSQL(http://www.postgresql.org/)
• MySQL(http://www.mysql.com/)
• Oracle(http://www.oracle.com/)
  本节以MySQL为例，介绍MySQL的安装以及在Django中的配置。

4.5.1 安装MySQL

MySQL下载地址：http://dev.mysql.com/downloads/mysql/

• Mac下先下载.dmg安装包文件，双击打开
• 记住root的密码，直到安装成功。
• 设置里开启MySQL服务
• 配置环境变量：进入到用户目录下 执行 vim .bash_profile 。添加如下内容：export PATH=${PATH}:/usr/local/mysql/bin
• 进入Mysql：mysql -u root -p，之后输入密码即可

liujindeMacBook-Pro:~ liujin$ mysql -u root -p
Enter password: 
Welcome to the MySQL monitor.  Commands end with ; or \g.
Your MySQL connection id is 4
Server version: 5.7.23

Copyright (c) 2000, 2018, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.

Oracle is a registered trademark of Oracle Corporation and/or its
affiliates. Other names may be trademarks of their respective
owners.

Type 'help;' or '\h' for help. Type '\c' to clear the current input statement.

mysql> SET PASSWORD = PASSWORD('123456');
Query OK, 0 rows affected, 1 warning (0.00 sec)

登录成功后重置密码：SET PASSWORD = PASSWORD('root');

注意：
启动mysql时，出现如下错误：
ERROR! The server quit without updating PID file (/usr/local/mysql/data/gujingdeMacBook-Pro.local.pid).
可能的解决方式：
1、可能是/usr/local/mysql/data/数据目录mysql用户没有权限（修改数据目录的权限）
解决方法 ：给予权限，执行 sudo chmod -R 777 /usr/local/mysql/data/ 然后重新启动mysql
2、快速启动、结束MySQL服务, 可以使用alias命令
alias mysqlstart='sudo /usr/local/mysql/support-files/mysql.server start'
alias mysqlstop='sudo /usr/local/mysql/support-files/mysql.server stop'

4.5.2 MySQL基本操作

查看当前库和表

mysql> show databases;  # 查看当前数据库下面的所有库
+--------------------+
| Database           |
+--------------------+
| information_schema |
| mysql              |
| performance_schema |
| sys                |
+--------------------+
4 rows in set (0.00 sec)

mysql> use sys;  # 切换到test库
Reading table information for completion of table and column names
You can turn off this feature to get a quicker startup with -A

Database changed
mysql> show tables;  # 查看test库下面的表
+-----------------------------------------------+
| Tables_in_sys                                 |
+-----------------------------------------------+
| host_summary                                  |
| host_summary_by_file_io                       |
| host_summary_by_file_io_type                  |
| host_summary_by_stages                        |
| host_summary_by_statement_latency             |
| host_summary_by_statement_type                |
| innodb_buffer_stats_by_schema                 |
| innodb_buffer_stats_by_table                  |
| innodb_lock_waits                             |
| io_by_thread_by_latency                       |
| io_global_by_file_by_bytes                    |
| io_global_by_file_by_latency                  |
| io_global_by_wait_by_bytes                    |
| io_global_by_wait_by_latency                  |
| latest_file_io                                |
| memory_by_host_by_current_bytes               |
| memory_by_thread_by_current_bytes             |
| memory_by_user_by_current_bytes               |
| memory_global_by_current_bytes                |
| memory_global_total                           |
| metrics                                       |
| processlist                                   |
| ps_check_lost_instrumentation                 |
| schema_auto_increment_columns                 |
| schema_index_statistics                       |
| schema_object_overview                        |
| schema_redundant_indexes                      |
| schema_table_lock_waits                       |
| schema_table_statistics                       |
| schema_table_statistics_with_buffer           |
| schema_tables_with_full_table_scans           |
| schema_unused_indexes                         |
| session                                       |
| session_ssl_status                            |
| statement_analysis                            |
| statements_with_errors_or_warnings            |
| statements_with_full_table_scans              |
| statements_with_runtimes_in_95th_percentile   |
| statements_with_sorting                       |
| statements_with_temp_tables                   |
| sys_config                                    |
| user_summary                                  |
| user_summary_by_file_io                       |
| user_summary_by_file_io_type                  |
| user_summary_by_stages                        |
| user_summary_by_statement_latency             |
| user_summary_by_statement_type                |
| version                                       |
| wait_classes_global_by_avg_latency            |
| wait_classes_global_by_latency                |
| waits_by_host_by_latency                      |
| waits_by_user_by_latency                      |
| waits_global_by_latency                       |
| x$host_summary                                |
| x$host_summary_by_file_io                     |
| x$host_summary_by_file_io_type                |
| x$host_summary_by_stages                      |
| x$host_summary_by_statement_latency           |
| x$host_summary_by_statement_type              |
| x$innodb_buffer_stats_by_schema               |
| x$innodb_buffer_stats_by_table                |
| x$innodb_lock_waits                           |
| x$io_by_thread_by_latency                     |
| x$io_global_by_file_by_bytes                  |
| x$io_global_by_file_by_latency                |
| x$io_global_by_wait_by_bytes                  |
| x$io_global_by_wait_by_latency                |
| x$latest_file_io                              |
| x$memory_by_host_by_current_bytes             |
| x$memory_by_thread_by_current_bytes           |
| x$memory_by_user_by_current_bytes             |
| x$memory_global_by_current_bytes              |
| x$memory_global_total                         |
| x$processlist                                 |
| x$ps_digest_95th_percentile_by_avg_us         |
| x$ps_digest_avg_latency_distribution          |
| x$ps_schema_table_statistics_io               |
| x$schema_flattened_keys                       |
| x$schema_index_statistics                     |
| x$schema_table_lock_waits                     |
| x$schema_table_statistics                     |
| x$schema_table_statistics_with_buffer         |
| x$schema_tables_with_full_table_scans         |
| x$session                                     |
| x$statement_analysis                          |
| x$statements_with_errors_or_warnings          |
| x$statements_with_full_table_scans            |
| x$statements_with_runtimes_in_95th_percentile |
| x$statements_with_sorting                     |
| x$statements_with_temp_tables                 |
| x$user_summary                                |
| x$user_summary_by_file_io                     |
| x$user_summary_by_file_io_type                |
| x$user_summary_by_stages                      |
| x$user_summary_by_statement_latency           |
| x$user_summary_by_statement_type              |
| x$wait_classes_global_by_avg_latency          |
| x$wait_classes_global_by_latency              |
| x$waits_by_host_by_latency                    |
| x$waits_by_user_by_latency                    |
| x$waits_global_by_latency                     |
+-----------------------------------------------+
101 rows in set (0.00 sec)

查看MySQL端口号。

mysql> show global variables like 'port';
+---------------+-------+
| Variable_name | Value |
+---------------+-------+
| port          | 3306  |
+---------------+-------+
1 row in set (0.00 sec)

创建数据库。

mysql> CREATE DATABASE guest CHARACTER SET utf8;
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

创建guest库，用于我们接下来的项目。

4.5.3 安装PyMySQL

要想用Python2或Python3开发Django项目，推荐使用PyMySQL驱动。
下载地址：https://pypi.org/project/PyMySQL/。
直接在终端安装：pip3 install PyMySQL。
下面写一个mysql_demo.py

from pymysql import cursors, connect

# 连接数据库
conn = connect(host='127.0.0.1',
               user='root',
               password='123456',
               db='guest',
               charset='utf8mb4',
               cursorclass=cursors.DictCursor)

try:
    with conn.cursor() as cursor:
        # 创建嘉宾数据
        sql = 'INSERT INTO sign_guest (realname, phone, email, sign, event_id, ' \
              'creat_time) VALUES ("tom", 18800110002, "tom@email.com", 0, 1, NOW());'
        cursor.execute(sql)

    # 提交事务
    conn.commit()

    with conn.cursor() as cursors:
        # 查询添加的嘉宾
        sql = "SELECT realname, phone, eamil sign FROM sign_guest WHERE phone=%s"
        cursor.execute(sql, ('18800110002',))
        result = cursor.fetchone()
        print(result)
finally:
    conn.close()

解释：

• connect()：建立数据库连接。
• cursor()：获取数据库操作游标。
• execute()：执行SQL语句。
• commit()：提交数据库执行。
• close()：关闭数据库连接。

4.5.4 在Django中配置MySQL

那么Django如何连接MySQL数据库呢？只要修改数据库配置settings.py文件即可。

......
DATABASES = {
    'default': {
        'ENGINE': 'django.db.backends.mysql',
        'HOST': '127.0.0.1',
        'PORT': '3306',
        'NAME': 'guest',
        'USER': 'root',
        'PASSWORD': '123456',
        'OPTIONS': {
            'init_command': "SET sql_mode='STRICT_TRANS_TABLES'",
        },
    }
}
......

配置信息从上到下依次是驱动（ENGINE）、主机地址（HOST）、端口号（PORT）、数据库（NAME）、登录用户名（USER）和登录密码（PASSWORD）。
关于sql_mode的设置，请参考Django文档：
https://docs.djangoproject.com/en/1.10/ref/databases/#mysql-sql-mode

注意：切换了数据库之后，之前SQLite3数据库里的数据并不能复制到MySQL数据库中，所以需要重新执行数据库同步，使数据模型重新在MySQL数据库中生成表。

Traceback (most recent call last):
  File "/Users/liujin/Documents/virtualenv3.7Demo/venv/lib/python3.7/site-packages/django/db/backends/mysql/base.py", line 15, in <module>
    import MySQLdb as Database
ModuleNotFoundError: No module named 'MySQLdb'

发现有报错！！这是因为Django在连接MySQL数据库时默认使用的是MySQLdb驱动，然而我们并没有安装MySQLdb驱动，前面已经说明它不支持Python 3，而现在使用的是PyMySQL驱动，如何让当前Django通过PyMySQL来连接MySQL数据库呢？
打开.../guest/__ init__.py文件，是一个空文件，添加如下配置：

import pymysql
pymysql.install_as_MySQLdb()

重新执行数据库同步。

(venv) liujindeMacBook-Pro:guest liujin$ python3 manage.py migrate
Operations to perform:
  Apply all migrations: admin, auth, contenttypes, sessions, sign
Running migrations:
  Applying contenttypes.0001_initial... OK
  Applying auth.0001_initial... OK
  Applying admin.0001_initial... OK
  Applying admin.0002_logentry_remove_auto_add... OK
  Applying admin.0003_logentry_add_action_flag_choices... OK
  Applying contenttypes.0002_remove_content_type_name... OK
  Applying auth.0002_alter_permission_name_max_length... OK
  Applying auth.0003_alter_user_email_max_length... OK
  Applying auth.0004_alter_user_username_opts... OK
  Applying auth.0005_alter_user_last_login_null... OK
  Applying auth.0006_require_contenttypes_0002... OK
  Applying auth.0007_alter_validators_add_error_messages... OK
  Applying auth.0008_alter_user_username_max_length... OK
  Applying auth.0009_alter_user_last_name_max_length... OK
  Applying sessions.0001_initial... OK
  Applying sign.0001_initial... OK

因为跟换了数据库，所以Admin后台超级管理员账号也需要重新创建。

(venv) liujindeMacBook-Pro:guest liujin$ python3 manage.py createsuperuser

查看MySQL数据库，发现已经同步过来了。

mysql> show tables;
+----------------------------+
| Tables_in_guest            |
+----------------------------+
| auth_group                 |
| auth_group_permissions     |
| auth_permission            |
| auth_user                  |
| auth_user_groups           |
| auth_user_user_permissions |
| django_admin_log           |
| django_content_type        |
| django_migrations          |
| django_session             |
| sign_event                 |
| sign_guest                 |
+----------------------------+
12 rows in set (0.00 sec)

和SQLiteStudio里面的数据库表一致。

4.5.5 MySQL管理工具

Navicat是一个强大的MySQL数据库管理和开发工具，它也是最常用的MySQL数据库管理工具之一。

Navicat Lite数据库管理工具.png