使用FastAPI和SQLAlchemy查询Oracle现有数据库表:映射与实践

DDD
发布: 2025-10-28 09:42:01
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使用fastapi和sqlalchemy查询oracle现有数据库表:映射与实践

本文详细介绍了如何使用FastAPI和SQLAlchemy连接Oracle数据库,并查询其中已存在的表。重点阐述了在面对现有数据库表时,如何正确处理`Base.metadata.create_all()`的行为,并提供了两种主要的映射策略:利用`create_all`的默认检查机制,以及更推荐的SQLAlchemy反射机制,确保应用程序能高效、准确地与现有数据库结构进行交互,避免不必要的表创建操作。

1. 环境准备与数据库连接配置

在构建基于FastAPI和SQLAlchemy的应用程序来查询Oracle数据库之前,我们需要确保所有必要的库都已安装,并正确配置了Oracle客户端。

首先,安装所需的Python库:

pip install fastapi uvicorn sqlalchemy cx_Oracle
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接下来,配置Oracle Instant Client。cx_Oracle需要Oracle Instant Client来连接数据库。请下载并解压适合您操作系统的Instant Client,并指定其lib_dir路径。

import cx_Oracle
from sqlalchemy import create_engine, Column, String
from sqlalchemy.ext.declarative import declarative_base
from sqlalchemy.orm import sessionmaker, Session
from fastapi import Depends, FastAPI

# 配置Oracle Instant Client路径
# 请将此路径替换为您的Instant Client实际路径
cx_Oracle.init_oracle_client(lib_dir=r"E:\instantclient-basic-windows.x64-12.1.0.2.0\instantclient_12_1")

# Oracle数据库连接字符串
# 格式: oracle+cx_oracle://user:password@host:port/service_name
# 请替换为您的实际数据库连接信息
DATABASE_CONNECTION_STRING = "oracle+cx_oracle://your_user:your_password@your_host:1521/your_service_name"

# 创建SQLAlchemy引擎
engine = create_engine(DATABASE_CONNECTION_STRING)

# 创建会话本地工厂
SessionLocal = sessionmaker(autocommit=False, autoflush=False, bind=engine)

# 创建声明式基类
Base = declarative_base()

# FastAPI 应用实例
app = FastAPI()

# 数据库会话依赖函数
def get_db():
    db = SessionLocal()
    try:
        yield db
    finally:
        db.close()
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2. 理解Base.metadata.create_all()与现有表

在SQLAlchemy中,Base.metadata.create_all(bind=engine)方法用于根据Base声明的所有模型定义在数据库中创建相应的表。当数据库中已存在同名表时,这个方法通常不会引发错误或重复创建表。

其关键在于MetaData.create_all()方法内部的checkfirst参数,其默认值为True。这意味着在尝试创建表之前,SQLAlchemy会首先检查该表是否已存在于数据库中。如果表已存在,create_all会静默地跳过创建操作。

因此,如果您只是想映射一个现有表,并且您的模型定义与数据库中的表结构完全一致,那么保留Base.metadata.create_all(bind=engine)行通常是安全的,它不会尝试重新创建已存在的表。

然而,对于查询现有表而言,更推荐的做法是明确地将数据库中的表结构“反射”到SQLAlchemy模型中,而不是依赖于create_all来“发现”或“验证”表的存在。

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3. 映射现有Oracle数据库表

为了更稳健和明确地处理现有数据库表,SQLAlchemy提供了反射(Reflection)机制。反射允许SQLAlchemy在运行时检查数据库的元数据,并据此构建表对象。

3.1 方法一:声明式映射与反射(推荐)

这是处理现有数据库表最常用且推荐的方法。通过将__table__属性设置为一个使用autoload_with=engine参数的Table对象,我们可以让SQLAlchemy在运行时自动从数据库中加载表的结构。

from sqlalchemy import Table, MetaData

# ... (前面的环境准备和数据库连接代码保持不变) ...

# 重新定义Base,以确保Metadata是可用的
Base = declarative_base()
metadata = Base.metadata # 获取metadata对象

# 定义一个映射到现有表table1的类
class Table1(Base):
    __tablename__ = "table1"
    # 使用反射机制,从数据库中加载表结构
    # 注意:这里不需要手动定义所有Column,__table__会自动加载
    __table__ = Table(__tablename__, metadata, autoload_with=engine)

    # 如果需要,可以为ORM操作添加额外的方法或属性
    # 例如,定义主键(如果__table__反射时未自动识别)
    # CN = Column(String(256), primary_key=True) # 假设CN是主键

    def __repr__(self):
        # 假设CN和NAME是表中的列
        return f"<Table1(CN='{self.CN}', NAME='{self.NAME}')>"

# 注意:对于反射的表,通常不需要调用Base.metadata.create_all()
# 因为表已经存在,且我们是通过反射来映射它。
# 如果您确实想保留create_all(),如前所述,它会因checkfirst=True而跳过。
# 但为了清晰起见,在纯反射场景下可以省略。
# Base.metadata.create_all(bind=engine) # 这一行在反射场景下可以移除或保持不变

# ... (FastAPI应用和get_db依赖函数保持不变) ...

@app.get("/table1_data/")
def read_table1_data(db: Session = Depends(get_db)):
    """
    查询table1的所有数据
    """
    try:
        # 使用反射映射的Table1类进行查询
        data = db.query(Table1).all()
        # 将查询结果转换为字典列表,以便FastAPI可以序列化
        return [{"CN": item.CN, "NAME": item.NAME, "EMAIL": item.EMAIL} for item in data]
    except Exception as e:
        # 简单的错误处理
        return {"error": str(e)}

# 运行FastAPI应用 (在命令行执行: uvicorn your_module_name:app --reload)
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代码解析:

  • __table__ = Table(__tablename__, metadata, autoload_with=engine):这一行是反射的关键。
    • __tablename__:指定要反射的数据库表名。
    • metadata:关联到Base的元数据对象。
    • autoload_with=engine:指示SQLAlchemy连接到指定的engine,从数据库中读取__tablename__对应的表结构(包括列名、类型等),并将其填充到Table对象中。
  • 使用反射后,您不再需要手动在Table1类中声明所有的Column,它们会通过反射自动加载。
  • 在read_table1_data接口中,我们直接使用db.query(Table1).all()来查询数据。FastAPI会自动将ORM对象序列化为JSON,但为了更明确地控制输出,示例中将其转换为字典列表。

3.2 方法二:手动定义列与create_all(适用于严格控制模型)

如果您希望在Python代码中严格定义表的结构,并且确保这个定义与数据库中的现有表完全一致,那么可以继续使用原始的声明式方法,并依赖create_all的checkfirst=True默认行为。

# ... (前面的环境准备和数据库连接代码保持不变) ...

Base = declarative_base()

class Table1(Base):
    __tablename__ = "table1"
    # 手动定义所有列,必须与数据库中的实际列名和类型匹配
    CN = Column(String(length=256), primary_key=True) # 假设CN是主键
    NAME = Column(String(length=40))
    EMAIL = Column(String(length=20))

    def __repr__(self):
        return f"<Table1(CN='{self.CN}', NAME='{self.NAME}')>"

# 在这种情况下,Base.metadata.create_all(bind=engine) 可以保留。
# 它会检查table1是否存在,如果存在则跳过创建。
# 重要的是,您的Python模型定义必须与数据库中的表结构完全一致。
Base.metadata.create_all(bind=engine)

# ... (FastAPI应用和get_db依赖函数保持不变) ...

@app.get("/table1_data_manual/")
def read_table1_data_manual(db: Session = Depends(get_db)):
    """
    查询table1的所有数据 (使用手动定义模型)
    """
    try:
        data = db.query(Table1).all()
        return [{"CN": item.CN, "NAME": item.NAME, "EMAIL": item.EMAIL} for item in data]
    except Exception as e:
        return {"error": str(e)}
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这种方法的优缺点:

  • 优点: 模型定义完全在代码中,易于理解和版本控制。
  • 缺点: 如果数据库表结构发生变化,需要手动更新Python模型定义,否则可能导致映射错误。
  • 适用场景: 当您对数据库表结构有完全的控制权,并且希望在代码中明确声明所有列时。

4. 完整FastAPI应用示例

结合推荐的反射机制,一个完整的FastAPI应用示例可能如下:

import cx_Oracle
from sqlalchemy import create_engine, Column, String, Table, MetaData
from sqlalchemy.ext.declarative import declarative_base
from sqlalchemy.orm import sessionmaker, Session
from fastapi import Depends, FastAPI
from typing import List, Dict, Any

# --- 1. 环境与数据库配置 ---
cx_Oracle.init_oracle_client(lib_dir=r"E:\instantclient-basic-windows.x64-12.1.0.2.0\instantclient_12_1") # 替换为您的路径

# 注意:请务必替换为您的实际数据库连接信息,并考虑使用环境变量或配置文件来管理敏感信息
DATABASE_CONNECTION_STRING = "oracle+cx_oracle://your_user:your_password@your_host:1521/your_service_name"

engine = create_engine(DATABASE_CONNECTION_STRING)
SessionLocal = sessionmaker(autocommit=False, autoflush=False, bind=engine)
Base = declarative_base()
metadata = Base.metadata # 获取metadata对象

app = FastAPI(title="Oracle数据库查询API")

# --- 2. 数据库会话依赖 ---
def get_db():
    db = SessionLocal()
    try:
        yield db
    finally:
        db.close()

# --- 3. 映射现有Oracle表 (使用反射机制) ---
class Table1(Base):
    __tablename__ = "table1"
    __table__ = Table(__tablename__, metadata, autoload_with=engine)

    def __repr__(self):
        # 假设反射后可以通过属性访问列
        cn_val = getattr(self, 'CN', 'N/A')
        name_val = getattr(self, 'NAME', 'N/A')
        return f"<Table1(CN='{cn_val}', NAME='{name_val}')>"

# --- 4. FastAPI 接口定义 ---
@app.get("/table1_data/", response_model=List[Dict[str, Any]], summary="查询Oracle中table1的所有数据")
def read_table1_data(db: Session = Depends(get_db)):
    """
    从Oracle数据库的`table1`中查询所有记录。
    返回一个包含每行数据字典的列表。
    """
    try:
        # 执行查询
        data = db.query(Table1).all()

        # 将ORM对象转换为字典列表,方便FastAPI序列化和前端消费
        # 遍历__table__.columns获取所有列名
        result_list = []
        for item in data:
            row_dict = {}
            for column in Table1.__table__.columns:
                row_dict[column.name] = getattr(item, column.name)
            result_list.append(row_dict)
        return result_list
    except Exception as e:
        print(f"查询出错: {e}") # 打印错误到控制台
        raise HTTPException(status_code=500, detail=f"数据库查询失败: {e}")

# 如果有其他表,可以类似地定义
class Table2(Base):
    __tablename__ = "table2"
    __table__ = Table(__tablename__, metadata, autoload_with=engine)
    # ... 其他方法或属性 ...

@app.get("/table2_data/", response_model=List[Dict[str, Any]], summary="查询Oracle中table2的所有数据")
def read_table2_data(db: Session = Depends(get_db)):
    """
    从Oracle数据库的`table2`中查询所有记录。
    """
    try:
        data = db.query(Table2).all()
        result_list = []
        for item in data:
            row_dict = {}
            for column in Table2.__table__.columns:
                row_dict[column.name] = getattr(item, column.name)
            result_list.append(row_dict)
        return result_list
    except Exception as e:
        print(f"查询出错: {e}")
        raise HTTPException(status_code=500, detail=f"数据库查询失败: {e}")

# 导入FastAPI的HTTPException
from fastapi import HTTPException
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5. 注意事项

  • Oracle Instant Client路径:确保cx_Oracle.init_oracle_client(lib_dir=...)中的路径是正确的,并且指向您系统上Oracle Instant Client的lib目录。
  • 数据库连接字符串安全:在生产环境中,切勿将数据库用户名和密码硬编码在代码中。应使用环境变量、配置文件或Secrets管理工具来存储和加载这些敏感信息。
  • 模型与表结构一致性
    • 反射机制:当使用autoload_with=engine时,SQLAlchemy会自动从数据库中获取表结构。如果数据库表结构发生变化,下次应用程序启动时,反射机制会自动适应。
    • 手动定义:如果手动定义模型列,务必确保其与数据库中表的列名、类型、长度等属性完全一致,否则可能导致查询失败或数据类型不匹配错误。特别是主键,如果未正确标识,可能影响ORM操作。
  • 错误处理:在实际应用中,应该包含更健壮的错误处理机制,例如记录详细的日志、返回用户友好的错误信息,并处理数据库连接中断、查询超时等异常情况。
  • 性能优化:对于大量数据的查询,考虑使用分页、索引优化、异步数据库操作等技术来提升性能。
  • FastAPI响应模型:为了更好的API文档和数据验证,建议为API接口定义response_model,例如List[Dict[str, Any]]或更具体的Pydantic模型。

总结

通过本文,我们了解了如何利用FastAPI和SQLAlchemy有效连接并查询Oracle数据库中的现有表。核心在于理解Base.metadata.create_all()的checkfirst行为,并掌握了SQLAlchemy的反射机制,这是映射现有数据库表的最推荐和灵活的方法。通过反射,我们可以让ORM模型自动适应数据库的实际结构,从而构建出更健壮、更易于维护的数据访问层。在实际开发中,结合FastAPI的强大功能,可以快速构建出高效且文档完善的数据库查询API。

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