在Python中编写数据库模块的教程
在一个WebApp中，所有数据，包括用户信息、发布的日志、评论等，都存储在数据库中。在awesome-python-app中，我们选择MySQL作为数据库。
WebApp里面有很多地方都要访问数据库。访问数据库需要创建数据库连接、游标对象，然后执行SQL语句，最后处理异常，清理资源。这些访问数据库的代码如果分散到各个函数中，势必无法维护，也不利于代码复用。
此外，在一个WebApp中，有多个用户会同时访问，系统以多进程或多线程模式来处理每个用户的请求。假设以多线程为例，每个线程在访问数据库时，都必须创建仅属于自身的连接，对别的线程不可见，否则，就会造成数据库操作混乱。
所以，我们还要创建一个简单可靠的数据库访问模型，在一个线程中，能既安全又简单地操作数据库。
为什么不选择SQLAlchemy？SQLAlchemy太庞大，过度地面向对象设计导致API太复杂。
所以我们决定自己设计一个封装基本的SELECT、INSERT、UPDATE和DELETE操作的db模块：transwarp.db。
设计db接口
设计底层模块的原则是，根据上层调用者设计简单易用的API接口，然后，实现模块内部代码。
假设transwarp.db模块已经编写完毕，我们希望以这样的方式来调用它：
首先，初始化数据库连接信息，通过create_engine()函数：
fromtranswarpimportdb db.create_engine(user='root',password='password',database='test',host='127.0.0.1',port=3306)
然后，就可以直接操作SQL了。
如果需要做一个查询，可以直接调用select()方法，返回的是list，每一个元素是用dict表示的对应的行：
users=db.select('select*fromuser')
#users=>
#[
#{"id":1,"name":"Michael"},
#{"id":2,"name":"Bob"},
#{"id":3,"name":"Adam"}
#]
如果要执行INSERT、UPDATE或DELETE操作，执行update()方法，返回受影响的行数：
n=db.update('insertintouser(id,name)values(?,?)',4,'Jack')
update()函数签名为：
update(sql,*args)
统一用?作为占位符，并传入可变参数来绑定，从根本上避免SQL注入攻击。
每个select()或update()调用，都隐含地自动打开并关闭了数据库连接，这样，上层调用者就完全不必关心数据库底层连接。
但是，如果要在一个数据库连接里执行多个SQL语句怎么办？我们用一个with语句实现：
withdb.connection():
db.select('...')
db.update('...')
db.update('...')
如果要在一个数据库事务中执行多个SQL语句怎么办？我们还是用一个with语句实现：
withdb.transaction():
db.select('...')
db.update('...')
db.update('...')
实现db模块
由于模块是全局对象，模块变量是全局唯一变量，所以，有两个重要的模块变量：
#db.py #数据库引擎对象: class_Engine(object): def__init__(self,connect): self._connect=connect defconnect(self): returnself._connect() engine=None #持有数据库连接的上下文对象: class_DbCtx(threading.local): def__init__(self): self.connection=None self.transactions=0 defis_init(self): returnnotself.connectionisNone definit(self): self.connection=_LasyConnection() self.transactions=0 defcleanup(self): self.connection.cleanup() self.connection=None defcursor(self): returnself.connection.cursor() _db_ctx=_DbCtx()
由于_db_ctx是threadlocal对象，所以，它持有的数据库连接对于每个线程看到的都是不一样的。任何一个线程都无法访问到其他线程持有的数据库连接。
有了这两个全局变量，我们继续实现数据库连接的上下文，目的是自动获取和释放连接：
class_ConnectionCtx(object): def__enter__(self): global_db_ctx self.should_cleanup=False ifnot_db_ctx.is_init(): _db_ctx.init() self.should_cleanup=True returnself def__exit__(self,exctype,excvalue,traceback): global_db_ctx ifself.should_cleanup: _db_ctx.cleanup() defconnection(): return_ConnectionCtx()
定义了__enter__()和__exit__()的对象可以用于with语句，确保任何情况下__exit__()方法可以被调用。
把_ConnectionCtx的作用域作用到一个函数调用上，可以这么写：
withconnection(): do_some_db_operation()但是更简单的写法是写个@decorator：
@with_connection defdo_some_db_operation(): pass
这样，我们实现select()、update()方法就更简单了：
@with_connection defselect(sql,*args): pass @with_connection defupdate(sql,*args): pass
注意到Connection对象是存储在_DbCtx这个threadlocal对象里的，因此，嵌套使用withconnection()也没有问题。_DbCtx永远检测当前是否已存在Connection，如果存在，直接使用，如果不存在，则打开一个新的Connection。
对于transaction也是类似的，withtransaction()定义了一个数据库事务：
withdb.transaction():
db.select('...')
db.update('...')
db.update('...')
函数作用域的事务也有一个简化的@decorator：
@with_transaction defdo_in_transaction(): pass
事务也可以嵌套，内层事务会自动合并到外层事务中，这种事务模型足够满足99%的需求。
事务嵌套比Connection嵌套复杂一点，因为事务嵌套需要计数，每遇到一层嵌套就+1，离开一层嵌套就-1，最后到0时提交事务：
class_TransactionCtx(object): def__enter__(self): global_db_ctx self.should_close_conn=False ifnot_db_ctx.is_init(): _db_ctx.init() self.should_close_conn=True _db_ctx.transactions=_db_ctx.transactions+1 returnself def__exit__(self,exctype,excvalue,traceback): global_db_ctx _db_ctx.transactions=_db_ctx.transactions-1 try: if_db_ctx.transactions==0: ifexctypeisNone: self.commit() else: self.rollback() finally: ifself.should_close_conn: _db_ctx.cleanup() defcommit(self): global_db_ctx try: _db_ctx.connection.commit() except: _db_ctx.connection.rollback() raise defrollback(self): global_db_ctx _db_ctx.connection.rollback()
最后，把select()和update()方法实现了，db模块就完成了。