FastAPI与SQLAlchemy同步数据库集成



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1. FastAPI与SQLAlchemy同步数据库集成基础
1.1 ORM框架核心原理
ORM(Object-Relational Mapping)相当于数据库世界的翻译官,将Python类对象与数据库表进行双向转换。就像邮局工作人员把信件分拣到不同国家的邮筒,ORM自动将类属性映射为表字段,将对象操作转换为SQL语句。
SQLAlchemy作为Python最强大的ORM工具,提供两种模式:
- Core层:SQL表达式语言,直接操作SQL抽象层
- ORM层:声明式模型,面向对象方式操作数据库
FastAPI选择ORM层实现数据库集成,因其符合Pythonic编程风格,且能与Pydantic完美配合。
1.2 声明式模型定义
声明式模型就像建筑蓝图,通过类定义描述数据库结构。我们使用declarative_base()
创建基类,所有模型继承这个基类获得映射能力。
1 | # 安装必要库(运行环境要求Python3.7+) |
字段类型映射关系:
Python类型 | SQL类型 | 说明 |
---|---|---|
Integer | INTEGER | 32位整数 |
String(50) | VARCHAR(50) | 变长字符串,需指定长度 |
DateTime | DATETIME | 日期时间类型 |
Boolean | BOOLEAN | 布尔值 |
Float | FLOAT | 浮点数 |
1.3 数据库连接配置
数据库引擎是ORM与数据库的通信枢纽,连接字符串格式:dialect+driver://user:password@host:port/dbname
1 | # 创建数据库引擎(同步模式) |
1.4 会话管理机制
数据库会话(Session)是工作单元模式的核心,管理所有数据库操作的生命周期。就像银行柜台办理业务,所有操作在窗口打开时开始,关闭时统一提交。
1 | from sqlalchemy.orm import sessionmaker |
2. 完整集成示例
2.1 用户管理API实现
1 | from fastapi import FastAPI, Depends, HTTPException |
2.2 查询接口实现
1 |
|
3. 常见问题解决方案
3.1 数据库会话报错处理
报错信息:sqlalchemy.exc.OperationalError: (sqlite3.OperationalError) no such table
解决方案:
- 检查是否调用
Base.metadata.create_all(bind=engine)
- 确认数据库文件路径正确
- 确保模型类正确定义了
__tablename__
3.2 数据验证错误
报错信息:422 Unprocessable Entity
,请求体验证失败
排查步骤:
- 检查Pydantic模型字段类型定义
- 验证请求Content-Type是否为application/json
- 使用Swagger UI测试接口,观察请求示例格式
课后Quiz
问题1:当需要添加用户年龄字段时,应如何修改模型?
A. 同时在SQLAlchemy模型和Pydantic模型中添加字段
B. 只需修改SQLAlchemy模型
C. 需要同时修改SQLAlchemy模型和Pydantic模型,并执行数据库迁移
答案:C
解析:SQLAlchemy模型负责数据库结构,Pydantic模型负责数据验证。新增字段需两者同时修改,并通过迁移工具更新数据库表结构。
问题2:如何防止用户注册时邮箱重复?
A. 在数据库层面设置唯一约束
B. 在业务逻辑中先查询是否存在
C. 同时使用A和B
答案:C
解析:数据库唯一约束是最终保障,业务逻辑中的检查能提前发现错误,提升系统友好性。两者结合是最佳实践。
4. 高级配置技巧
4.1 复合索引优化
1 | from sqlalchemy import Index |
4.2 事务管理示例
1 | def transfer_funds(sender_id, receiver_id, amount, db): |
运行服务:
1 | uvicorn main:app --reload |
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