使用python和Django完成博客数据库的迁移方法

上一讲完成了基本博客的配置和项目工程的生成。这次开始将博客一些基本的操作主要是数据库方面学习。

1.设计博客数据库表结构

博客最主要的功能就是展示我们写的文章，它需要从某个地方获取博客文章数据才能把文章展示出来，通常来说这个地方就是数据库。我们把写好的文章永久地保存在数据库里，当用户访问我们的博客时，Django 就去数据库里把这些数据取出来展现给用户。

博客的文章应该含有标题、正文、作者、发表时间等数据。一个更加现代化的博客文章还希望它有分类、标签、评论等。为了更好地存储这些数据，我们需要合理地组织数据库的表结构。

我们的博客初级版本主要包含博客文章，文章会有分类以及标签。一篇文章只能有一个分类，但可以打上很多标签。

文章 id 标题 正文 发表时间 分类 标签
1 title 1 text 1 2016-12-23 Django Django 学习
2 title 2 text 2 2016-12-24 Django Django 学习
3 title 3 text 3 2016-12-26 Python Python 学习

其中文章 ID 是一个数字，唯一对应着一篇文章。当然还可以有更多的列以存储更多相关数据，这只是一个最基本的示例。

数据库表设计成这样其实已经可以了，但是稍微分析一下我们就会发现一个问题，这 3 篇文章的分类和标签都是相同的，这会产生很多重复数据，当数据量很大时就浪费了存储空间。

不同的文章可能它们对应的分类或者标签是相同的，所以我们把分类和标签提取出来，做成单独的数据库表，再把文章和分类、标签关联起来。下面分别是分类和标签的数据库表：

分类 id 分类名

1 Django
2 Python

标签 id 标签名

1 Django 学习
2 Python 学习

接下来就是编写我们的数据库模型：

以上是自然语言描述的表格，数据库也和编程语言一样，有它自己的一套规定的语法来生成上述的表结构，这样我们才能把数据存进去。一般来说这时候我们应该先去学习数据库创建表格的语法，再回来写我们的 Django 博客代码了。但是 Django 告诉我们不用这么麻烦，它已经帮我们做了一些事情。Django 把那一套数据库的语法转换成了 Python 的语法形式，我们只要写 Python 代码就可以了，Django 会把 Python 代码翻译成对应的数据库操作语言。用更加专业一点的说法，就是 Django 为我们提供了一套 ORM（Object Relational Mapping）系统。

例如我们的分类数据库表，Django 只要求我们这样写：

blog/models.py
from django.db import models
class Category(models.Model):
 name = models.CharField(max_length=100)

给出完整的代码：

from django.db import models
from django.contrib.auth.models import User
from django.utils.six import python_2_unicode_compatible

# python_2_unicode_compatible 装饰器用于兼容 Python2
@python_2_unicode_compatible
class Category(models.Model):
 """
 Django 要求模型必须继承 models.Model 类。
 Category 只需要一个简单的分类名 name 就可以了。
 CharField 指定了分类名 name 的数据类型，CharField 是字符型，
 CharField 的 max_length 参数指定其最大长度，超过这个长度的分类名就不能被存入数据库。
 当然 Django 还为我们提供了多种其它的数据类型，如日期时间类型 DateTimeField、整数类型 IntegerField 等等。
 Django 内置的全部类型可查看文档：
 https://docs.djangoproject.com/en/1.10/ref/models/fields/#field-types
 """
 name = models.CharField(max_length=100)
 def __str__(self):
 return self.name

@python_2_unicode_compatible
class Tag(models.Model):
 """
 标签 Tag 也比较简单，和 Category 一样。
 再次强调一定要继承 models.Model 类！
 """
 name = models.CharField(max_length=100)
 def __str__(self):
 return self.name

@python_2_unicode_compatible
class Post(models.Model):
 """
 文章的数据库表稍微复杂一点，主要是涉及的字段更多。
 """
 # 文章标题
 title = models.CharField(max_length=70)
 # 文章正文，我们使用了 TextField。
 # 存储比较短的字符串可以使用 CharField，但对于文章的正文来说可能会是一大段文本，因此使用 TextField 来存储大段文本。
 body = models.TextField()
 # 这两个列分别表示文章的创建时间和最后一次修改时间，存储时间的字段用 DateTimeField 类型。
 created_time = models.DateTimeField()
 modified_time = models.DateTimeField()
 # 文章摘要，可以没有文章摘要，但默认情况下 CharField 要求我们必须存入数据，否则就会报错。
 # 指定 CharField 的 blank=True 参数值后就可以允许空值了。
 excerpt = models.CharField(max_length=200, blank=True)
 # 这是分类与标签，分类与标签的模型我们已经定义在上面。
 # 我们在这里把文章对应的数据库表和分类、标签对应的数据库表关联了起来，但是关联形式稍微有点不同。
 # 我们规定一篇文章只能对应一个分类，但是一个分类下可以有多篇文章，所以我们使用的是 ForeignKey，即一对多的关联关系。
 # 而对于标签来说，一篇文章可以有多个标签，同一个标签下也可能有多篇文章，所以我们使用 ManyToManyField，表明这是多对多的关联关系。
 # 同时我们规定文章可以没有标签，因此为标签 tags 指定了 blank=True。
 # 如果你对 ForeignKey、ManyToManyField 不了解，请看教程中的解释，亦可参考官方文档：
 # https://docs.djangoproject.com/en/1.10/topics/db/models/#relationships
 category = models.ForeignKey(Category)
 tags = models.ManyToManyField(Tag, blank=True)
 # 文章作者，这里 User 是从 django.contrib.auth.models 导入的。
 # django.contrib.auth 是 Django 内置的应用，专门用于处理网站用户的注册、登录等流程，User 是 Django 为我们已经写好的用户模型。
 # 这里我们通过 ForeignKey 把文章和 User 关联了起来。
 # 因为我们规定一篇文章只能有一个作者，而一个作者可能会写多篇文章，因此这是一对多的关联关系，和 Category 类似。
 author = models.ForeignKey(User)
 def __str__(self):
 return self.title

Category 就是一个标准的 Python 类，它继承了 models.Model 类，类名为 Category 。Category 类有一个属性 name，它是 models.CharField 的一个实例。

这样，Django 就可以把这个类翻译成数据库的操作语言，在数据库里创建一个名为 category 的表格，这个表格的一个列名为 name。还有一个列 id，Django 则会自动创建。可以看出从 Python 代码翻译成数据库语言时其规则就是一个 Python 类对应一个数据库表格，类名即表名，类的属性对应着表格的列，属性名即列名。

我们需要 3 个表格：文章（Post）、分类（Category）以及标签（Tag），下面就来分别编写它们对应的 Python 类。模型的代码通常写在相关应用的 models.py 文件里。

二：迁移数据库

为了让 Django 完成翻译，创建好这些数据库表，我们再一次请出我的工程管理助手 manage.py。激活虚拟环境，切换到 manage.py 文件所在的目录下，分别运行 python manage.py makemigrations 和 python manage.py migrate 命令：

注意：如果代码中含有中文注释，且你使用的是 Python 2 开发环境的话，会得到一个编码错误。因此请在含有中文注释的文件最开始处加入编码声明：# coding: utf-8。

当我们执行了 <font face="NSimsun">python manage.py makemigrations</font> 后，Django 在 blog 应用的 migrations\ 目录下生成了一个 0001_initial.py 文件，这个文件是 Django 用来记录我们对模型做了哪些修改的文件。目前来说，我们在 models.py 文件里创建了 3 个模型类，Django 把这些变化记录在了 0001_initial.py 里。

不过此时还只是告诉了 Django 我们做了哪些改变，为了让 Django 真正地为我们创建数据库表，接下来又执行了 <font face="NSimsun">python manage.py migrate</font> 命令。Django 通过检测应用中 migrations\ 目录下的文件，得知我们对数据库做了哪些操作，然后它把这些操作翻译成数据库操作语言，从而把这些操作作用于真正的数据库。

你可以看到命令的输出除了 Applying blog.0001_initial... OK 外，Django 还对其它文件做了操作。这是因为除了我们自己建立的 blog 应用外，Django 自身还内置了很多应用，这些应用本身也是需要存储数据的。可以在 settings.py 的 <font face="NSimsun">INSTALLED_APP</font> 设置里看到这些应用，当然我们目前不必关心这些。

blogproject/settings.py
INSTALLED_APPS = [
 'django.contrib.admin',
 'django.contrib.auth',
 'django.contrib.contenttypes',
 'django.contrib.sessions',
 'django.contrib.messages',
 'django.contrib.staticfiles',
 'blog',
]

对于了解数据库语言的人，你可以运行下面的命令看看 Django 究竟为我们做了什么：

python manage.py sqlmigrate blog 0001

你将看到输出了经 Django 翻译后的数据库表创建语句，这有助于你理解 Django ORM 的工作机制。

三：选择数据库版本

没有安装任何的数据库软件，Django 就帮我们迁移了数据库。这是因为我们使用了 Python 内置的 SQLite3 数据库。

SQLite3 是一个十分轻巧的数据库，它仅有一个文件。你可以看一到项目根目录下多出了一个 db.sqlite3 的文件，这就是 SQLite3 数据库文件，Django 博客的数据都会保存在这个数据库文件里。

Django 在 settings.py 里为我们做了一些默认的数据库配置：

blogproject/settings.py
## 其它配置选项...
DATABASES = {
 'default': {
 'ENGINE': 'django.db.backends.sqlite3',
 'NAME': os.path.join(BASE_DIR, 'db.sqlite3'),
 }
}
## 其它配置选项...

可以看到默认的数据库引擎就是使用的 SQLite3。

当然一些人倾向于使用 MySQL 等大型数据库，至于 Django 如何配置 MySQL 这里就不赘述了，你可以自行使用搜索引擎或者查阅 Django 的官方文档解决。对于一个小型博客而言，SQLite3 数据库足以胜任。

四：用Django方式操作数据库

数据库最主要的操作就是往里面存入数据、从中取出数据、修改已保存的数据和删除不再需要的数据。和创建数据库表一样，Django 为这些操作提供了一整套方法，从而把我们从数据库语言中解放出来。我们不用学习如何利用数据库语言去完成这些操作，只要简单地调用几个 Python 函数就可以满足我们的需求。

存数据

先在命令行中来探索一下这些函数，感受一下如何用 Django 的方式来操作数据库。在 manage.py 所在目录下运行 python manage.py shell 命令：

创建一个分类和一个标签：

首先导入 3 个之前写好的模型类，然后实例化了一个 <font face="NSimsun">Category</font> 类和一个 <font face="NSimsun">Tag</font> 类，为他们的属性 <font face="NSimsun">name</font> 赋了值。为了让 Django 把这些数据保存进数据库，调用实例的 <font face="NSimsun">save</font> 方法即可。

再创建一篇文章试试，但创建文章之前，我们需要先创建一个 User，用于指定文章的作者。创建 User 的命令 Django 已经帮我们写好了，依然是通过 manage.py 来运行。首先按住 Ctrl + c 退出命令交互栏（一次退不出就连续多按几次），运行 <font face="NSimsun">python manage.py createsuperuser</font> 命令并根据提示创建用户：

（密码过于简单会通不过）

再次运行 <font face="NSimsun">python manage.py shell</font> 进入 Python 命令交互栏，开始创建文章：

由于我们重启了 shell，因此需要重新导入了 <font face="NSimsun">Category</font>、<font face="NSimsun">Tag</font>、<font face="NSimsun">Post</font> 以及 <font face="NSimsun">User</font>。我们还导入了一个 Django 提供的辅助模块 timezone，这是因为我们需要调用它的 <font face="NSimsun">now()</font> 方法为 <font face="NSimsun">created_time</font> 和 <font face="NSimsun">modified_time</font> 指定时间，容易理解 <font face="NSimsun">now</font> 方法返回当前时间。然后我们根据用户名和分类名，通过 <font face="NSimsun">get</font> 方法取出了存在数据库中的 <font face="NSimsun">User</font> 和 <font face="NSimsun">Category</font>（取数据的方法将在下面介绍）。接着我们为文章指定了 <font face="NSimsun">title</font>、<font face="NSimsun">body</font> 、<font face="NSimsun">created_time</font>、<font face="NSimsun">modified_time</font>值，并把它和前面创建的 Category 以及 User 关联了起来。允许为空 <font face="NSimsun">excerpt</font>、<font face="NSimsun">tags</font> 我们就没有为它们指定值了。

注意：我们这里使用 <font face="NSimsun">get</font> 方法根据 <font face="NSimsun">Category</font> 的 <font face="NSimsun">name</font> 属性的值获取分类的一条记录。<font face="NSimsun">Category.objects.get(name='category test')</font> 的含义是从数据库中取出 <font face="NSimsun">name</font> 的值为 category test 的分类记录。确保数据库中只有一条值为 category test 的记录，否则 <font face="NSimsun">get</font> 方法将返回一个 <font face="NSimsun">MultipleObjectsReturned</font> 异常。如果你不小心已经存了多条记录，请删掉多余的记录。如何删除数据请看下文。

取数据

数据已经存入数据库了，现在要把它们取出来看看：

<font face="NSimsun">objects</font> 是我们的模型管理器，它为我们提供一系列从数据库中取数据方法，这里我们使用了 <font face="NSimsun">all</font> 方法，表示我们要把对应的数据全部取出来。可以看到 <font face="NSimsun">all</font> 方法都返回了数据，这些数据应该是我们之前存进去的，但是显示的字符串有点奇怪，无法看出究竟是不是我们之前存入的数据。为了让显示出来的数据更加人性化一点，我们为 3 个模型分别增加一个 <font face="NSimsun">__str__</font> 方法：

from django.db import models
from django.contrib.auth.models import User
from django.utils.six import python_2_unicode_compatible

# python_2_unicode_compatible 装饰器用于兼容 Python2
@python_2_unicode_compatible
class Category(models.Model):
 """
 Django 要求模型必须继承 models.Model 类。
 Category 只需要一个简单的分类名 name 就可以了。
 CharField 指定了分类名 name 的数据类型，CharField 是字符型，
 CharField 的 max_length 参数指定其最大长度，超过这个长度的分类名就不能被存入数据库。
 当然 Django 还为我们提供了多种其它的数据类型，如日期时间类型 DateTimeField、整数类型 IntegerField 等等。
 Django 内置的全部类型可查看文档：
 https://docs.djangoproject.com/en/1.10/ref/models/fields/#field-types
 """
 name = models.CharField(max_length=100)
 def __str__(self):
 return self.name

@python_2_unicode_compatible
class Tag(models.Model):
 """
 标签 Tag 也比较简单，和 Category 一样。
 再次强调一定要继承 models.Model 类！
 """
 name = models.CharField(max_length=100)
 def __str__(self):
 return self.name

@python_2_unicode_compatible
class Post(models.Model):
 """
 文章的数据库表稍微复杂一点，主要是涉及的字段更多。
 """
 # 文章标题
 title = models.CharField(max_length=70)
 # 文章正文，我们使用了 TextField。
 # 存储比较短的字符串可以使用 CharField，但对于文章的正文来说可能会是一大段文本，因此使用 TextField 来存储大段文本。
 body = models.TextField()
 # 这两个列分别表示文章的创建时间和最后一次修改时间，存储时间的字段用 DateTimeField 类型。
 created_time = models.DateTimeField()
 modified_time = models.DateTimeField()
 # 文章摘要，可以没有文章摘要，但默认情况下 CharField 要求我们必须存入数据，否则就会报错。
 # 指定 CharField 的 blank=True 参数值后就可以允许空值了。
 excerpt = models.CharField(max_length=200, blank=True)
 # 这是分类与标签，分类与标签的模型我们已经定义在上面。
 # 我们在这里把文章对应的数据库表和分类、标签对应的数据库表关联了起来，但是关联形式稍微有点不同。
 # 我们规定一篇文章只能对应一个分类，但是一个分类下可以有多篇文章，所以我们使用的是 ForeignKey，即一对多的关联关系。
 # 而对于标签来说，一篇文章可以有多个标签，同一个标签下也可能有多篇文章，所以我们使用 ManyToManyField，表明这是多对多的关联关系。
 # 同时我们规定文章可以没有标签，因此为标签 tags 指定了 blank=True。
 # 如果你对 ForeignKey、ManyToManyField 不了解，请看教程中的解释，亦可参考官方文档：
 # https://docs.djangoproject.com/en/1.10/topics/db/models/#relationships
 category = models.ForeignKey(Category)
 tags = models.ManyToManyField(Tag, blank=True)
 # 文章作者，这里 User 是从 django.contrib.auth.models 导入的。
 # django.contrib.auth 是 Django 内置的应用，专门用于处理网站用户的注册、登录等流程，User 是 Django 为我们已经写好的用户模型。
 # 这里我们通过 ForeignKey 把文章和 User 关联了起来。
 # 因为我们规定一篇文章只能有一个作者，而一个作者可能会写多篇文章，因此这是一对多的关联关系，和 Category 类似。
 author = models.ForeignKey(User)
 def __str__(self):
 return self.title

定义好 <font face="NSimsun">__str__</font> 方法后，解释器显示的内容将会是 <font face="NSimsun">__str__</font> 方法返回的内容。这里 <font face="NSimsun">Category</font> 返回分类名 <font face="NSimsun">name</font> ，<font face="NSimsun">Tag</font> 返回标签名，而 <font face="NSimsun">Post</font> 返回它的 <font face="NSimsun">title</font>。

<font face="NSimsun">python_2_unicode_compatible</font> 装饰器用于兼容 Python2。如果你使用的 Python3 开发环境，去掉这个装饰器不会有任何影响。如果你使用的 Python2 开发环境，而又不想使用这个装饰器，则将 <font face="NSimsun">__str__</font> 方法改为 <font face="NSimsun">__unicode__</font> 方法即可。

先按 Ctrl + c 退出 Shell，再重新运行 <font face="NSimsun">python manage.py shell</font> 进入 Shell。

改数据：

首先通过 <font face="NSimsun">get</font> 方法根据分类名 <font face="NSimsun">name</font> 获取值为 category test 到分类，修改它的 <font face="NSimsun">name</font> 属性为新的值 category test new，然后调用 <font face="NSimsun">save</font> 方法把修改保存到数据库，之后可以看到数据库返回的数据已经是修改后的值了。<font face="NSimsun">Tag</font>、<font face="NSimsun">Post</font>的修改也一样。

删除数据：

先根据标题 <font face="NSimsun">title</font> 的值从数据库中取出 <font face="NSimsun">Post</font>，保存在变量 <font face="NSimsun">p</font> 中，然后调用它的<font face="NSimsun">delete</font> 方法，最后看到 <font face="NSimsun">Post.objects.all()</font> 返回了一个空的 QuerySet（类似于一个列表），表明数据库中已经没有 Post，Post 已经被删除了。

这就是 Django 对数据库增、删、改、查的操作。除了上述演示的方法外，Django 还为我们提供了大量其它的方法，这些方法有一部分会在教程中使用，用到时我会讲解它们的用法。但以后你开发自己的项目时，你就需要通过阅读 Django 的官方文档 来了解有哪些方法可用以及如何使用它们。