在一個Web App中，所有數據，包括用戶信息、發布的日志、評論等，都存儲在數據庫中。在awesome-python-app中，我們選擇MySQL作為數據庫。
Web App里面有很多地方都要訪問數據庫。訪問數據庫需要創建數據庫連接、游標對象，然后執行SQL語句，最后處理異常，清理資源。這些訪問數據庫的代碼如果分散到各個函數中，勢必無法維護，也不利于代碼復用。
此外，在一個Web App中，有多個用戶會同時訪問，系統以多進程或多線程模式來處理每個用戶的請求。假設以多線程為例，每個線程在訪問數據庫時，都必須創建僅屬于自身的連接，對別的線程不可見，否則，就會造成數據庫操作混亂。
所以，我們還要創建一個簡單可靠的數據庫訪問模型，在一個線程中，能既安全又簡單地操作數據庫。
為什么不選擇SQLAlchemy？SQLAlchemy太龐大，過度地面向對象設計導致API太復雜。
所以我們決定自己設計一個封裝基本的SELECT、INSERT、UPDATE和DELETE操作的db模塊：transwarp.db。
設計db接口
設計底層模塊的原則是，根據上層調用者設計簡單易用的API接口，然后，實現模塊內部代碼。
假設transwarp.db模塊已經編寫完畢，我們希望以這樣的方式來調用它：
首先，初始化數據庫連接信息，通過create_engine()函數：
from transwarp import dbdb.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。
如果需要做一個查詢，可以直接調用select()方法，返回的是list，每一個元素是用dict表示的對應的行：
users = db.select('select * from user')# users =># [# { "id": 1, "name": "Michael"},# { "id": 2, "name": "Bob"},# { "id": 3, "name": "Adam"}# ]如果要執行INSERT、UPDATE或DELETE操作，執行update()方法，返回受影響的行數：
n = db.update('insert into user(id, name) values(?, ?)', 4, 'Jack')update()函數簽名為：
update(sql, *args)
統一用?作為占位符，并傳入可變參數來綁定，從根本上避免SQL注入攻擊。
每個select()或update()調用，都隱含地自動打開并關閉了數據庫連接，這樣，上層調用者就完全不必關心數據庫底層連接。
但是，如果要在一個數據庫連接里執行多個SQL語句怎么辦？我們用一個with語句實現：
with db.connection(): db.select('...') db.update('...') db.update('...')如果要在一個數據庫事務中執行多個SQL語句怎么辦？我們還是用一個with語句實現：
with db.transaction(): db.select('...') db.update('...') db.update('...')實現db模塊
由于模塊是全局對象，模塊變量是全局唯一變量，所以，有兩個重要的模塊變量：
# db.py# 數據庫引擎對象:class _Engine(object): def __init__(self, connect): self._connect = connect def connect(self): return self._connect()engine = None# 持有數據庫連接的上下文對象:class _DbCtx(threading.local): def __init__(self): self.connection = None self.transactions = 0 def is_init(self): return not self.connection is None def init(self): self.connection = _LasyConnection() self.transactions = 0 def cleanup(self): self.connection.cleanup() self.connection = None def cursor(self): return self.connection.cursor()_db_ctx = _DbCtx()
由于_db_ctx是threadlocal對象，所以，它持有的數據庫連接對于每個線程看到的都是不一樣的。任何一個線程都無法訪問到其他線程持有的數據庫連接。
有了這兩個全局變量，我們繼續實現數據庫連接的上下文，目的是自動獲取和釋放連接：
class _ConnectionCtx(object): def __enter__(self): global _db_ctx self.should_cleanup = False if not _db_ctx.is_init(): _db_ctx.init() self.should_cleanup = True return self def __exit__(self, exctype, excvalue, traceback): global _db_ctx if self.should_cleanup: _db_ctx.cleanup()def connection(): return _ConnectionCtx()
定義了__enter__()和__exit__()的對象可以用于with語句，確保任何情況下__exit__()方法可以被調用。
把_ConnectionCtx的作用域作用到一個函數調用上，可以這么寫：
with connection(): do_some_db_operation()但是更簡單的寫法是寫個@decorator：
@with_connectiondef do_some_db_operation(): pass
這樣，我們實現select()、update()方法就更簡單了：
@with_connectiondef select(sql, *args): pass@with_connectiondef update(sql, *args): pass
注意到Connection對象是存儲在_DbCtx這個threadlocal對象里的，因此，嵌套使用with connection()也沒有問題。_DbCtx永遠檢測當前是否已存在Connection，如果存在，直接使用，如果不存在，則打開一個新的Connection。
對于transaction也是類似的，with transaction()定義了一個數據庫事務：
with db.transaction(): db.select('...') db.update('...') db.update('...')函數作用域的事務也有一個簡化的@decorator：
@with_transactiondef do_in_transaction(): pass
事務也可以嵌套，內層事務會自動合并到外層事務中，這種事務模型足夠滿足99%的需求。
事務嵌套比Connection嵌套復雜一點，因為事務嵌套需要計數，每遇到一層嵌套就+1，離開一層嵌套就-1，最后到0時提交事務：
class _TransactionCtx(object): def __enter__(self): global _db_ctx self.should_close_conn = False if not _db_ctx.is_init(): _db_ctx.init() self.should_close_conn = True _db_ctx.transactions = _db_ctx.transactions + 1 return self def __exit__(self, exctype, excvalue, traceback): global _db_ctx _db_ctx.transactions = _db_ctx.transactions - 1 try: if _db_ctx.transactions==0: if exctype is None: self.commit() else: self.rollback() finally: if self.should_close_conn: _db_ctx.cleanup() def commit(self): global _db_ctx try: _db_ctx.connection.commit() except: _db_ctx.connection.rollback() raise def rollback(self): global _db_ctx _db_ctx.connection.rollback()
最后，把select()和update()方法實現了，db模塊就完成了。
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