SQLAlchemy Core vs ORM: Põhjalik päringute koostamise võrdlus

SQLAlchemy on võimas ja paindlik SQL-i tööriistakomplekt ning objekt-relatsiooniline kaardistaja (ORM) Pythoni jaoks. See pakub kahte erinevat viisi andmebaasidega suhtlemiseks: SQLAlchemy Core ja SQLAlchemy ORM. Nende lähenemisviiside erinevuste mõistmine on ülioluline õige tööriista valimisel oma konkreetsete vajaduste jaoks. See artikkel pakub põhjalikku võrdlust päringute koostamisest nii SQLAlchemy Core'i kui ka ORM-i abil, keskendudes jõudlusele, paindlikkusele ja kasutusmugavusele.

SQLAlchemy Core'i mõistmine

SQLAlchemy Core pakub otsest ja selgesõnalist viisi andmebaasidega suhtlemiseks. See võimaldab teil defineerida andmebaasitabeleid ja täita SQL-lauseid otse. Tegemist on sisuliselt abstraktsioonikihiga andmebaasi omasel SQL-dialektil, pakkudes Pythoni-pärast viisi SQL-i koostamiseks ja täitmiseks.

SQLAlchemy Core'i peamised omadused:

• Otsene SQL: Kirjutate SQL-lauseid otse, andes teile peene kontrolli andmebaasi interaktsioonide üle.
• Madalama taseme abstraktsioon: Pakub õhukest abstraktsioonikihti, minimeerides üldkulusid ja maksimeerides jõudlust.
• Andmetele keskendumine: Tegeleb peamiselt andmeridadega sõnastikena või hulkadena.
• Suurem paindlikkus: Pakub maksimaalset paindlikkust keerukate päringute ja andmebaasi-spetsiifiliste funktsioonide jaoks.

SQLAlchemy ORM-i mõistmine

SQLAlchemy ORM (Object-Relational Mapper) pakub kõrgema taseme abstraktsioonikihti, võimaldades teil andmebaasiga suhelda Pythoni objektide abil. See kaardistab andmebaasi tabelid Pythoni klassidele, võimaldades teil andmetega töötada objektorienteeritud viisil.

SQLAlchemy ORM-i peamised omadused:

• Objektorienteeritud: Suhtleb andmetega Pythoni objektide kaudu, mis esindavad andmebaasi ridu.
• Kõrgema taseme abstraktsioon: Automatiseerib paljud andmebaasitoimingud, lihtsustades arendust.
• Objektidele keskendumine: Käsitleb andmeid objektidena, pakkudes kapseldamist ja pärimist.
• Lihtsustatud arendus: Lihtsustab levinud andmebaasiülesandeid ja vähendab korduvat koodi.

Andmebaasi seadistamine (ühine alus)

Enne päringute koostamise võrdlemist seadistame SQLAlchemy abil lihtsa andmebaasi skeemi. Demonstratsiooni eesmärgil kasutame SQLite'i, kuid kontseptsioonid kehtivad ka teistele andmebaasisüsteemidele (nt PostgreSQL, MySQL, Oracle) väikeste dialekti-spetsiifiliste kohandustega. Loome `users` tabeli veergudega `id`, `name` ja `email`.

Esmalt installige SQLAlchemy:

            pip install sqlalchemy
            

              
                Copy
              
            
          

Nüüd defineerime tabeli nii Core'i kui ka ORM-i lähenemisviisidega. See esialgne seadistus näitab põhimõttelist erinevust tabelite defineerimise viisis.

Core'i seadistus

            from sqlalchemy import create_engine, MetaData, Table, Column, Integer, String

engine = create_engine('sqlite:///:memory:') # In-memory database for example
metadata = MetaData()

users_table = Table(
    'users',
    metadata,
    Column('id', Integer, primary_key=True),
    Column('name', String(50)),
    Column('email', String(100))
)

metadata.create_all(engine)

connection = engine.connect()
            

              
                Copy
              
            
          

ORM-i seadistus

            from sqlalchemy import create_engine, Column, Integer, String
from sqlalchemy.orm import declarative_base, sessionmaker

engine = create_engine('sqlite:///:memory:')
Base = declarative_base()

class User(Base):
    __tablename__ = 'users'
    id = Column(Integer, primary_key=True)
    name = Column(String(50))
    email = Column(String(100))

Base.metadata.create_all(engine)

Session = sessionmaker(bind=engine)
session = Session()
            

              
                Copy
              
            
          

Core'i näites defineerime tabeli otse `Table` klassi abil. ORM-i näites defineerime Pythoni klassi `User`, mis kaardistub `users` tabelile. ORM kasutab deklaratiivset alust tabelistruktuuri defineerimiseks klassi definitsiooni kaudu.

Päringute koostamise võrdlus

Nüüd võrdleme, kuidas koostada päringuid SQLAlchemy Core'i ja ORM-i abil. Käsitleme levinud päringuoperatsioone, nagu andmete valimine, andmete filtreerimine, andmete sisestamine, andmete uuendamine ja andmete kustutamine.

Andmete valimine

SQLAlchemy Core:

            from sqlalchemy import select

# Select all users
select_stmt = select(users_table)
result = connection.execute(select_stmt)
users = result.fetchall()

for user in users:
    print(user)

# Select specific columns (name and email)
select_stmt = select(users_table.c.name, users_table.c.email)
result = connection.execute(select_stmt)
users = result.fetchall()

for user in users:
    print(user)
            

              
                Copy
              
            
          

SQLAlchemy ORM:

            # Select all users
users = session.query(User).all()

for user in users:
    print(user.name, user.email)

# Select specific columns (name and email)
users = session.query(User.name, User.email).all()

for user in users:
    print(user)
            

              
                Copy
              
            
          

Core'is kasutate funktsiooni `select` ja määrate valitavad tabeli või veerud. Veergudele juurdepääsuks kasutate `users_table.c.column_name`. Tulemuseks on ridasid esindavate hulkade loend. ORM-is kasutate `session.query(User)` kõigi kasutajate valimiseks ja veergudele juurdepääsuks kasutate objekti atribuute (nt `user.name`). Tulemuseks on `User` objektide loend. Pange tähele, et ORM käsitleb tabeliveergude kaardistamist objekti atribuutidele automaatselt.

Andmete filtreerimine (WHERE lause)

SQLAlchemy Core:

            from sqlalchemy import select, and_, or_

# Select users with name 'Alice'
select_stmt = select(users_table).where(users_table.c.name == 'Alice')
result = connection.execute(select_stmt)
users = result.fetchall()

for user in users:
    print(user)

# Select users with name 'Alice' and email containing 'example.com'
select_stmt = select(users_table).where(
    and_(
        users_table.c.name == 'Alice',
        users_table.c.email.like('%example.com%')
    )
)
result = connection.execute(select_stmt)
users = result.fetchall()

for user in users:
    print(user)
            

              
                Copy
              
            
          

SQLAlchemy ORM:

            # Select users with name 'Alice'
users = session.query(User).filter(User.name == 'Alice').all()

for user in users:
    print(user.name, user.email)

# Select users with name 'Alice' and email containing 'example.com'
users = session.query(User).filter(
    User.name == 'Alice',
    User.email.like('%example.com%')
).all()

for user in users:
    print(user.name, user.email)
            

              
                Copy
              
            
          

Core'is kasutate andmete filtreerimiseks `where` lauset. Tingimuste kombineerimiseks saate kasutada loogilisi operaatoreid, nagu `and_` ja `or_`. ORM-is kasutate `filter` meetodit, mis pakub objektorienteerumat viisi filtreerimistingimuste määramiseks. Mitu `filter` kutset on samaväärsed `and_` kasutamisega.

Andmete järjestamine (ORDER BY lause)

SQLAlchemy Core:

            from sqlalchemy import select

# Select users ordered by name (ascending)
select_stmt = select(users_table).order_by(users_table.c.name)
result = connection.execute(select_stmt)
users = result.fetchall()

for user in users:
    print(user)

# Select users ordered by name (descending)
from sqlalchemy import desc
select_stmt = select(users_table).order_by(desc(users_table.c.name))
result = connection.execute(select_stmt)
users = result.fetchall()

for user in users:
    print(user)
            

              
                Copy
              
            
          

SQLAlchemy ORM:

            # Select users ordered by name (ascending)
users = session.query(User).order_by(User.name).all()

for user in users:
    print(user.name, user.email)

# Select users ordered by name (descending)
from sqlalchemy import desc
users = session.query(User).order_by(desc(User.name)).all()

for user in users:
    print(user.name, user.email)
            

              
                Copy
              
            
          

Nii Core'is kui ka ORM-is kasutatakse tulemuste sorteerimiseks `order_by` lauset. Kahaneva järjestuse määramiseks saate kasutada funktsiooni `desc`. Süntaks on väga sarnane, kuid ORM kasutab veeru viidete jaoks objekti atribuute.

Tulemuste piiramine (LIMIT ja OFFSET laused)

SQLAlchemy Core:

            from sqlalchemy import select

# Select the first 5 users
select_stmt = select(users_table).limit(5)
result = connection.execute(select_stmt)
users = result.fetchall()

for user in users:
    print(user)

# Select users starting from the 6th user (offset 5), limit 5
select_stmt = select(users_table).offset(5).limit(5)
result = connection.execute(select_stmt)
users = result.fetchall()

for user in users:
    print(user)
            

              
                Copy
              
            
          

SQLAlchemy ORM:

            # Select the first 5 users
users = session.query(User).limit(5).all()

for user in users:
    print(user.name, user.email)

# Select users starting from the 6th user (offset 5), limit 5
users = session.query(User).offset(5).limit(5).all()

for user in users:
    print(user.name, user.email)
            

              
                Copy
              
            
          

Nii Core kui ka ORM kasutavad `limit` ja `offset` meetodeid tagastatavate tulemuste arvu kontrollimiseks. Süntaks on peaaegu identne.

Tabelite ühendamine (JOIN lause)

Tabelite ühendamine on keerulisem operatsioon, mis toob esile Core'i ja ORM-i erinevused. Oletame, et meil on teine tabel nimega `addresses` veergudega `id`, `user_id` ja `address`.

SQLAlchemy Core:

            from sqlalchemy import Table, Column, Integer, String, ForeignKey

addresses_table = Table(
    'addresses',
    metadata,
    Column('id', Integer, primary_key=True),
    Column('user_id', Integer, ForeignKey('users.id')),
    Column('address', String(200))
)

metadata.create_all(engine)

# Select users and their addresses
select_stmt = select(users_table, addresses_table).where(users_table.c.id == addresses_table.c.user_id)
result = connection.execute(select_stmt)
users_addresses = result.fetchall()

for user, address in users_addresses:
    print(user.name, address.address)
            

              
                Copy
              
            
          

SQLAlchemy ORM:

            from sqlalchemy import Column, Integer, String, ForeignKey
from sqlalchemy.orm import relationship

class Address(Base):
    __tablename__ = 'addresses'
    id = Column(Integer, primary_key=True)
    user_id = Column(Integer, ForeignKey('users.id'))
    address = Column(String(200))
    user = relationship("User", back_populates="addresses") # Define relationship with User

User.addresses = relationship("Address", back_populates="user")

Base.metadata.create_all(engine)

# Select users and their addresses
users = session.query(User).all()

for user in users:
    for address in user.addresses:
        print(user.name, address.address)
            

              
                Copy
              
            
          

Core'is määrate liitmistingimuse selgesõnaliselt `where` lause abil. Tulemused saate hulkadena ja veergudele pääsete ligi indeksi järgi. ORM-is defineerite `User` ja `Address` klasside vahelise seose, kasutades funktsiooni `relationship`. See võimaldab teil kasutajaga seotud aadressidele otse juurde pääseda atribuudi `user.addresses` kaudu. ORM käsitleb liitmist kaudselt. Argument `back_populates` hoiab suhte mõlemad pooled sünkroonitud.

Andmete sisestamine

SQLAlchemy Core:

            from sqlalchemy import insert

# Insert a new user
insert_stmt = insert(users_table).values(name='Bob', email='bob@example.com')
result = connection.execute(insert_stmt)

# Get the ID of the newly inserted row
inserted_id = result.inserted_primary_key[0]
print(f"Inserted user with ID: {inserted_id}")
connection.commit()
            

              
                Copy
              
            
          

SQLAlchemy ORM:

            # Insert a new user
new_user = User(name='Bob', email='bob@example.com')
session.add(new_user)
session.commit()

# Get the ID of the newly inserted row
print(f"Inserted user with ID: {new_user.id}")
            

              
                Copy
              
            
          

Core'is kasutate funktsiooni `insert` ja sisestate väärtused. Muudatuste püsimiseks peate tehingu kinnitama. ORM-is loote `User` objekti, lisate selle seanssi ja kinnitate seansi. ORM jälgib automaatselt muudatusi ja haldab sisestamisprotsessi. `new_user.id`-le juurdepääs pärast kinnitamist toob kaasa määratud primaarvõtme.

Andmete uuendamine

SQLAlchemy Core:

            from sqlalchemy import update

# Update the email of user with ID 1
update_stmt = update(users_table).where(users_table.c.id == 1).values(email='new_email@example.com')
result = connection.execute(update_stmt)
print(f"Updated {result.rowcount} rows")
connection.commit()
            

              
                Copy
              
            
          

SQLAlchemy ORM:

            # Update the email of user with ID 1
user = session.query(User).filter(User.id == 1).first()
if user:
    user.email = 'new_email@example.com'
    session.commit()
    print("User updated successfully")
else:
    print("User not found")
            

              
                Copy
              
            
          

Core'is kasutate funktsiooni `update` ja määrate uuendatavad veerud ning `where` lause. Tehingu peate kinnitama. ORM-is toote välja `User` objekti, muudate selle atribuute ja kinnitate seansi. ORM jälgib automaatselt muudatusi ja uuendab andmebaasis vastavat rida.

Andmete kustutamine

SQLAlchemy Core:

            from sqlalchemy import delete

# Delete user with ID 1
delete_stmt = delete(users_table).where(users_table.c.id == 1)
result = connection.execute(delete_stmt)
print(f"Deleted {result.rowcount} rows")
connection.commit()
            

              
                Copy
              
            
          

SQLAlchemy ORM:

            # Delete user with ID 1
user = session.query(User).filter(User.id == 1).first()
if user:
    session.delete(user)
    session.commit()
    print("User deleted successfully")
else:
    print("User not found")
            

              
                Copy
              
            
          

Core'is kasutate funktsiooni `delete` ja määrate `where` lause. Tehingu peate kinnitama. ORM-is toote välja `User` objekti, kustutate selle seansist ja kinnitate seansi. ORM käsitleb kustutamisprotsessi.

Jõudlusega seotud kaalutlused

SQLAlchemy Core pakub keerukate päringute puhul üldiselt paremat jõudlust, kuna see võimaldab teil otse kirjutada kõrgelt optimeeritud SQL-lauseid. Objektorienteeritud operatsioonide SQL-iks tõlkimisega kaasneb vähem üldkulusid. Kuid see toimub arendustegevuse suurenenud kulul. Algne SQL võib mõnikord olla andmebaasi-spetsiifiline ja vähem kaasaskantav.

SQLAlchemy ORM võib teatud operatsioonide puhul olla aeglasem objektide kaardistamise üldkulude tõttu andmebaasi ridadele ja vastupidi. Kuid paljude tavaliste kasutusjuhtude puhul on jõudluse erinevus tühine ja lihtsustatud arenduse eelised kaaluvad üles jõudluskulu. ORM pakub ka vahemälu mehhanisme, mis võivad mõnes stsenaariumis jõudlust parandada. Tehnikate, nagu innukas laadimine (`joinedload`, `subqueryload`), kasutamine võib oluliselt optimeerida jõudlust seotud objektidega tegelemisel.

Kompromissid:

• Core: Kiirem täitmise kiirus, suurem kontroll, järsem õppimiskõver, rohkem verbaalset koodi.
• ORM: Aeglasem täitmise kiirus (potentsiaalselt), vähem kontrolli, lihtsam õppida, lühem kood.

Paindlikkusega seotud kaalutlused

SQLAlchemy Core pakub maksimaalset paindlikkust, kuna teil on täielik kontroll SQL-lausete üle. See on eriti oluline keerukate päringute, andmebaasi-spetsiifiliste funktsioonide või jõudluskriitiliste operatsioonidega tegelemisel. Saate otse kasutada täiustatud SQL-funktsioone, nagu aknafunktsioonid, ühised tabeli avaldised (CTE-d) ja salvestatud protseduurid.

SQLAlchemy ORM pakub vähem paindlikkust, kuna see abstraheerib aluseks oleva SQL-i. Kuigi see toetab paljusid levinud SQL-funktsioone, ei pruugi see sobida väga spetsiifiliste või andmebaasi-spetsiifiliste operatsioonide jaoks. Teatud ülesannete jaoks peate võib-olla minema tagasi Core'i juurde, kui ORM ei paku vajalikku funktsionaalsust. SQLAlchemy võimaldab Core'i ja ORM-i segada ja sobitada samas rakenduses, pakkudes mõlema parimat poolt.

Kasutusmugavusega seotud kaalutlused

SQLAlchemy ORM on üldiselt lihtsam kasutada kui SQLAlchemy Core, eriti lihtsate CRUD (loomine, lugemine, uuendamine, kustutamine) operatsioonide puhul. Objektorienteeritud lähenemine lihtsustab arendust ja vähendab korduvat koodi. Saate keskenduda rakenduse loogikale, mitte SQL-süntaksi detailidele.

SQLAlchemy Core nõuab sügavamat arusaama SQL-ist ja andmebaasi kontseptsioonidest. See võib olla verbaalsem ja nõuda ORM-iga samade ülesannete täitmiseks rohkem koodi. Kuid see annab teile ka suurema kontrolli ja nähtavuse andmebaasi interaktsioonide üle.

Millal kasutada Core'i vs ORM-i

Kasutage SQLAlchemy Core'i, kui:

• Vajate maksimaalset jõudlust ja kontrolli SQL-i üle.
• Tegelete keerukate päringute või andmebaasi-spetsiifiliste funktsioonidega.
• Teil on tugev arusaam SQL-ist ja andmebaasi kontseptsioonidest.
• Objektide kaardistamise üldkulu on vastuvõetamatu.
• Töötate pärandandmebaasiga, millel on keerukad skeemid.

Kasutage SQLAlchemy ORM-i, kui:

• Eelistate kasutusmugavust ja kiiret arendust.
• Töötate uue rakendusega, millel on hästi defineeritud objektimudel.
• Vajate levinud CRUD-operatsioonide lihtsustamist.
• Jõudlus ei ole peamine murekoht (või seda saab optimeerida vahemälu ja innuka laadimise abil).
• Soovite kasutada objektorienteeritud funktsioone, nagu kapseldamine ja pärimine.

Reaalsed näited ja kaalutlused

Vaatame mõnda reaalse elu stsenaariumi ja seda, kuidas Core'i ja ORM-i vaheline valik võiks olla mõjutatud:

1. E-kaubanduse platvorm: E-kaubanduse platvorm, mis haldab miljoneid tooteid ja klienditehinguid, võiks saada kasu SQLAlchemy Core'i kasutamisest oma põhiandmetele juurdepääsu kihis, eriti jõudluskriitiliste päringute, nagu tooteotsingud ja tellimuste töötlemine, jaoks. ORM-i võiks kasutada vähem kriitiliste operatsioonide, nagu kasutajaprofiilide ja tootekategooriate haldamine, jaoks.

2. Andmeanalüüsi rakendus: Andmeanalüüsi rakendus, mis nõuab keerukaid koondamisi ja andmete teisendusi, saaks tõenäoliselt kasu SQLAlchemy Core'ist, võimaldades kõrgelt optimeeritud SQL-päringuid ja andmebaasi-spetsiifiliste analüütiliste funktsioonide kasutamist.

3. Sisuhaldussüsteem (CMS): Sisuhaldussüsteem, mis haldab artikleid, lehti ja meediavara, saaks tõhusalt kasutada SQLAlchemy ORM-i oma sisuhaldusfunktsioonide jaoks, lihtsustades sisu loomist, muutmist ja väljatoomist. Core'i võiks kasutada kohandatud otsingufunktsioonide või keerukate sisusuhete jaoks.

4. Finantstehingute süsteem: Kõrgsageduslik kauplemissüsteem kasutaks peaaegu kindlasti SQLAlchemy Core'i äärmise latentsustundlikkuse ja vajaduse tõttu andmebaasi interaktsioonide peene kontrolli järele. Iga mikrosekund loeb!

5. Sotsiaalmeedia platvorm: Sotsiaalmeedia platvorm võiks kasutada hübriidlähenemist. ORM-i kasutajakontode, postituste ja kommentaaride haldamiseks ning Core'i keerukate graafipäringute jaoks, et leida kasutajate vahelisi seoseid või analüüsida suundumusi.

Rahvusvahelisuse kaalutlused: Globaalsete rakenduste andmebaasi skeemide kujundamisel kaaluge Unicode'i andmetüüpide (nt `NVARCHAR`) kasutamist mitme keele toetamiseks. SQLAlchemy käsitleb Unicode'i kodeerimist läbipaistvalt. Kaaluge ka kuupäevade ja kellaaegade salvestamist standardiseeritud vormingus (nt UTC) ja nende teisendamist kasutaja kohalikuks ajavööndiks rakenduse kihis.

Kokkuvõte

SQLAlchemy Core ja ORM pakuvad andmebaasi interaktsioonidele erinevaid lähenemisviise, millest igal on oma tugevused ja nõrkused. SQLAlchemy Core pakub maksimaalset jõudlust ja paindlikkust, samas kui SQLAlchemy ORM lihtsustab arendust ja pakub objektorienteeritud lähenemist. Valik Core'i ja ORM-i vahel sõltub teie rakenduse spetsiifilistest nõuetest. Paljudel juhtudel on parim lahendus hübriidne lähenemine, mis ühendab nii Core'i kui ka ORM-i tugevused. Iga lähenemisviisi nüansside mõistmine võimaldab teil teha teadlikke otsuseid ning luua tugevaid ja tõhusaid andmebaasirakendusi. Ärge unustage arvestada jõudluse tagajärgede, paindlikkuse nõuete ja kasutusmugavusega, kui valite SQLAlchemy Core'i ja ORM-i vahel.