下面開始介紹一些進階的知識。
如何批量插入大批數據？
可以使用非 ORM 的方式：
複製代碼 代碼如下:
session.execute(
User.__table__.insert(),
[{'name': `randint(1, 100)`,'age': randint(1, 100)} for i in xrange(10000)]
)
session.commit()
上面我批量插入了 10000 條記錄，半秒內就執行完了；而 ORM 方式會花掉很長時間。
如何讓執行的 SQL 語句增加前綴？
使用 query 對象的 prefix_with() 方法：
複製代碼 代碼如下:
session.query(User.name).prefix_with('HIGH_PRIORITY').all()
session.execute(User.__table__.insert().prefix_with('IGNORE'), {'id': 1, 'name': '1'})
如何替換一個已有主鍵的記錄？
使用 session.merge() 方法替代 session.add()，其實就是 SELECT + UPDATE：
複製代碼 代碼如下:
user = User(id=1, name='ooxx')
session.merge(user)
session.commit()
或者使用 MySQL 的 INSERT … ON DUPLICATE KEY UPDATE，需要用到 @compiles 裝飾器，有點難懂，自己搜索看吧：《SQLAlchemy ON DUPLICATE KEY UPDATE》 和 sqlalchemy_mysql_ext。
如何使用無符號整數？
可以使用 MySQL 的方言：
複製代碼 代碼如下:
from sqlalchemy.dialects.mysql import INTEGER
id = Column(INTEGER(unsigned=True), primary_key=True)
模型的屬性名需要和表的字段名不一樣怎麼辦？
開發時遇到過一個奇怪的需求，有個其他系統的表裏包含了一個“from”字段，這在 Python 裏是關鍵字，於是只能這樣處理了：
複製代碼 代碼如下:
from_ = Column('from', CHAR(10))
如何獲取字段的長度？
Column 會生成一個很複雜的對象，想獲取長度比較麻煩，這裏以 User.name 爲例：
複製代碼 代碼如下:
User.name.property.columns[0].type.length
如何指定使用 InnoDB，以及使用 UTF-8 編碼？
最簡單的方式就是修改數據庫的默認配置。如果非要在代碼裏指定的話，可以這樣：
複製代碼 代碼如下:
class User(BaseModel):
__table_args__ = {
'mysql_engine': 'InnoDB',
'mysql_charset': 'utf8'
}
MySQL 5.5 開始支持存儲 4 字節的 UTF-8 編碼的字符了，iOS 裏自帶的 emoji（如 蘋果圖標）就屬於這種。
如果是對錶來設置的話，可以把上面代碼中的 utf8 改成 utf8mb4，DB_CONNECT_STRING 裏的 charset 也這樣更改。
如果對庫或字段來設置，則還是自己寫 SQL 語句比較方便，具體細節可參考《How to support full Unicode in MySQL databases》。
不建議全用 utf8mb4 代替 utf8，因爲前者更慢，索引會佔用更多空間。
如何設置外鍵約束？
複製代碼代碼如下:
from random import randint
from sqlalchemy import ForeignKey
class User(BaseModel):
__tablename__ = 'user'
id = Column(Integer, primary_key=True)
age = Column(Integer)
class Friendship(BaseModel):
__tablename__ = 'friendship'
id = Column(Integer, primary_key=True)
user_id1 = Column(Integer, ForeignKey('user.id'))
user_id2 = Column(Integer, ForeignKey('user.id'))
for i in xrange(100):
session.add(User(age=randint(1, 100)))
session.flush() # 或 session.commit()，執行完後，user 對象的 id 屬性纔可以訪問（因爲 id 是自增的）
for i in xrange(100):
session.add(Friendship(user_id1=randint(1, 100), user_id2=randint(1, 100)))
session.commit()
session.query(User).filter(User.age < 50).delete()
執行這段代碼時，你應該會遇到一個錯誤：
複製代碼代碼如下:
sqlalchemy.exc.IntegrityError: (IntegrityError) (1451, 'Cannot delete or update a parent row: a foreign key constraint fails (`ooxx`.`friendship`, CONSTRAINT `friendship_ibfk_1` FOREIGN KEY (`user_id1`) REFERENCES `user` (`id`))') 'DELETE FROM user WHERE user.age < %s' (50,)
原因是刪除 user 表的數據，可能會導致 friendship 的外鍵不指向一個真實存在的記錄。在默認情況下，MySQL 會拒絕這種操作，也就是 RESTRICT。InnoDB 還允許指定 ON DELETE 爲 CASCADE 和 SET NULL，前者會刪除 friendship 中無效的記錄，後者會將這些記錄的外鍵設爲 NULL。
除了刪除，還有可能更改主鍵，這也會導致 friendship 的外鍵失效。於是相應的就有 ON UPDATE 了。其中 CASCADE 變成了更新相應的外鍵，而不是刪除。
而在 SQLAlchemy 中是這樣處理的：
複製代碼代碼如下:
class Friendship(BaseModel):
__tablename__ = 'friendship'
id = Column(Integer, primary_key=True)
user_id1 = Column(Integer, ForeignKey('user.id', ondelete='CASCADE', onupdate='CASCADE'))
user_id2 = Column(Integer, ForeignKey('user.id', ondelete='CASCADE', onupdate='CASCADE'))
如何連接表？
複製代碼代碼如下:
from sqlalchemy import distinct
from sqlalchemy.orm import aliased
Friend = aliased(User, name='Friend')
print session.query(User.id).join(Friendship, User.id == Friendship.user_id1).all() # 所有有朋友的用戶
print session.query(distinct(User.id)).join(Friendship, User.id == Friendship.user_id1).all() # 所有有朋友的用戶（去掉重複的）
print session.query(User.id).join(Friendship, User.id == Friendship.user_id1).distinct().all() # 同上
print session.query(Friendship.user_id2).join(User, User.id == Friendship.user_id1).order_by(Friendship.user_id2).distinct().all() # 所有被別人當成朋友的用戶
print session.query(Friendship.user_id2).select_from(User).join(Friendship, User.id == Friendship.user_id1).order_by(Friendship.user_id2).distinct().all() # 同上，join 的方向相反，但因爲不是 STRAIGHT_JOIN，所以 MySQL 可以自己選擇順序
print session.query(User.id, Friendship.user_id2).join(Friendship, User.id == Friendship.user_id1).all() # 用戶及其朋友
print session.query(User.id, Friendship.user_id2).join(Friendship, User.id == Friendship.user_id1).filter(User.id < 10).all() # id 小於 10 的用戶及其朋友
print session.query(User.id, Friend.id).join(Friendship, User.id == Friendship.user_id1).join(Friend, Friend.id == Friendship.user_id2).all() # 兩次 join，由於使用到相同的表，因此需要別名
print session.query(User.id, Friendship.user_id2).outerjoin(Friendship, User.id == Friendship.user_id1).all() # 用戶及其朋友（無朋友則爲 None，使用左連接）
這裏我沒提到 relationship，雖然它看上去很方便，但需要學習的內容實在太多，還要考慮很多性能上的問題，所以乾脆自己 join 吧。
爲什麼無法刪除 in 操作查詢出來的記錄？
複製代碼代碼如下:
session.query(User).filter(User.id.in_((1, 2, 3))).delete()
拋出這樣的異常：
複製代碼代碼如下:
sqlalchemy.exc.InvalidRequestError: Could not evaluate current criteria in Python. Specify 'fetch' or False for the synchronize_session parameter.
但這樣是沒問題的：
複製代碼代碼如下:
session.query(User).filter(or_(User.id == 1, User.id == 2, User.id == 3)).delete()
搜了下找到《Sqlalchemy delete subquery》這個問題，提到了 delete 的一個注意點：刪除記錄時，默認會嘗試刪除 session 中符合條件的對象，而 in 操作估計還不支持，於是就出錯了。解決辦法就是刪除時不進行同步，然後再讓 session 裏的所有實體都過期：
複製代碼代碼如下:
session.query(User).filter(User.id.in_((1, 2, 3))).delete(synchronize_session=False)
session.commit() # or session.expire_all()
此外，update 操作也有同樣的參數，如果後面立刻提交了，那麼加上 synchronize_session=False 參數會更快。
如何擴充模型的基類？
declarative_base() 會生成一個 class 對象，這個對象的子類一般都和一張表對應。如果想增加這個基類的方法或屬性，讓子類都能使用，可以有三種方法：
1.定義一個新類，將它的方法設置爲基類的方法：
複製代碼代碼如下:
class ModelMixin(object):
@classmethod
def get_by_id(cls, session, id, columns=None, lock_mode=None):
if hasattr(cls, 'id'):
scalar = False
if columns:
if isinstance(columns, (tuple, list)):
query = session.query(*columns)
else:
scalar = True
query = session.query(columns)
else:
query = session.query(cls)
if lock_mode:
query = query.with_lockmode(lock_mode)
query = query.filter(cls.id == id)
if scalar:
return query.scalar()
return query.first()
return None
BaseModel.get_by_id = get_by_id
@classmethod
def get_all(cls, session, columns=None, offset=None, limit=None, order_by=None, lock_mode=None):
if columns:
if isinstance(columns, (tuple, list)):
query = session.query(*columns)
else:
query = session.query(columns)
if isinstance(columns, str):
query = query.select_from(cls)
else:
query = session.query(cls)
if order_by is not None:
if isinstance(order_by, (tuple, list)):
query = query.order_by(*order_by)
else:
query = query.order_by(order_by)
if offset:
query = query.offset(offset)
if limit:
query = query.limit(limit)
if lock_mode:
query = query.with_lockmode(lock_mode)
return query.all()
BaseModel.get_all = get_all
@classmethod
def count_all(cls, session, lock_mode=None):
query = session.query(func.count('*')).select_from(cls)
if lock_mode:
query = query.with_lockmode(lock_mode)
return query.scalar()
BaseModel.count_all = count_all
@classmethod
def exist(cls, session, id, lock_mode=None):
if hasattr(cls, 'id'):
query = session.query(func.count('*')).select_from(cls).filter(cls.id == id)
if lock_mode:
query = query.with_lockmode(lock_mode)
return query.scalar() > 0
return False
BaseModel.exist = exist
@classmethod
def set_attr(cls, session, id, attr, value):
if hasattr(cls, 'id'):
session.query(cls).filter(cls.id == id).update({
attr: value
})
session.commit()
BaseModel.set_attr = set_attr
@classmethod
def set_attrs(cls, session, id, attrs):
if hasattr(cls, 'id'):
session.query(cls).filter(cls.id == id).update(attrs)
session.commit()
BaseModel.set_attrs = set_attrs
雖然很拙劣，但確實能用。順便還附送了一些有用的玩意，你懂的。
2.設置 declarative_base() 的 cls 參數：
複製代碼代碼如下:
BaseModel = declarative_base(cls=ModelMixin)
這種方法不需要執行“BaseModel.get_by_id = get_by_id”之類的代碼。不足之處就是 PyCharm 仍然無法找到這些方法的位置。
3.設置 __abstract__ 屬性：
複製代碼代碼如下:
class BaseModel(BaseModel):
__abstract__ = True
__table_args__ = { # 可以省掉子類的 __table_args__ 了
'mysql_engine': 'InnoDB',
'mysql_charset': 'utf8'
}
# ...
這種方法最簡單，也可以繼承出多個類。
如何正確使用事務？
假設有一個簡單的銀行系統，一共兩名用戶：
複製代碼代碼如下:
class User(BaseModel):
__tablename__ = 'user'
id = Column(Integer, primary_key=True)
money = Column(DECIMAL(10, 2))
class TanseferLog(BaseModel):
__tablename__ = 'tansefer_log'
id = Column(Integer, primary_key=True)
from_user = Column(Integer, ForeignKey('user.id', ondelete='CASCADE', onupdate='CASCADE'))
to_user = Column(Integer, ForeignKey('user.id', ondelete='CASCADE', onupdate='CASCADE'))
amount = Column(DECIMAL(10, 2))
user = User(money=100)
session.add(user)
user = User(money=0)
session.add(user)
session.commit()
然後開兩個 session，同時進行兩次轉賬操作：
複製代碼代碼如下:
session1 = DB_Session()
session2 = DB_Session()
user1 = session1.query(User).get(1)
user2 = session1.query(User).get(2)
if user1.money >= 100:
user1.money -= 100
user2.money += 100
session1.add(TanseferLog(from_user=1, to_user=2, amount=100))
user1 = session2.query(User).get(1)
user2 = session2.query(User).get(2)
if user1.money >= 100:
user1.money -= 100
user2.money += 100
session2.add(TanseferLog(from_user=1, to_user=2, amount=100))
session1.commit()
session2.commit()
現在看看結果：
複製代碼代碼如下:
>>> user1.money
Decimal('0.00')
>>> user2.money
Decimal('100.00')
>>> session.query(TanseferLog).count()
2L
兩次轉賬都成功了，但是隻轉走了一筆錢，這明顯不科學。
可見 MySQL InnoDB 雖然支持事務，但並不是那麼簡單的，還需要手動加鎖。
首先來試試讀鎖：
複製代碼代碼如下:
user1 = session1.query(User).with_lockmode('read').get(1)
user2 = session1.query(User).with_lockmode('read').get(2)
if user1.money >= 100:
user1.money -= 100
user2.money += 100
session1.add(TanseferLog(from_user=1, to_user=2, amount=100))
user1 = session2.query(User).with_lockmode('read').get(1)
user2 = session2.query(User).with_lockmode('read').get(2)
if user1.money >= 100:
user1.money -= 100
user2.money += 100
session2.add(TanseferLog(from_user=1, to_user=2, amount=100))
session1.commit()
session2.commit()
現在在執行 session1.commit() 的時候，因爲 user1 和 user2 都被 session2 加了讀鎖，所以會等待鎖被釋放。超時以後，session1.commit() 會拋出個超時的異常，如果捕捉了的話，或者 session2 在另一個進程，那麼 session2.commit() 還是能正常提交的。這種情況下，有一個事務是肯定會提交失敗的，所以那些更改等於白做了。
接下來看看寫鎖，把上段代碼中的 'read' 改成 'update' 即可。這次在執行 select 的時候就會被阻塞了：
user1 = session2.query(User).with_lockmode('update').get(1)
這樣只要在超時期間內，session1 完成了提交或回滾，那麼 session2 就能正常判斷 user1.money >= 100 是否成立了。
由此可見，如果需要更改數據，最好加寫鎖。
那麼什麼時候用讀鎖呢？如果要保證事務運行期間內，被讀取的數據不被修改，自己也不去修改，加讀鎖即可。
舉例來說，假設我查詢一個用戶的開支記錄（同時包含餘額和轉賬記錄），可以直接把 user 和 tansefer_log 做個內連接。
但如果用戶的轉賬記錄特別多，我在查詢前想先驗證用戶的密碼（假設在 user 表中），確認相符後才查詢轉賬記錄。而這兩次查詢的期間內，用戶可能收到了一筆轉賬，導致他的 money 字段被修改了，但我在展示給用戶時，用戶的餘額仍然沒變，這就不正常了。
而如果我在讀取 user 時加了讀鎖，用戶是無法收到轉賬的（因爲無法被另一個事務加寫鎖來修改 money 字段），這就保證了不會查出額外的 tansefer_log 記錄。等我查詢完兩張表，釋放了讀鎖後，轉賬就可以繼續進行了，不過我顯示的數據在當時的確是正確和一致的。
另外要注意的是，如果被查詢的字段沒有加索引的話，就會變成鎖整張表了：
複製代碼代碼如下:
session1.query(User).filter(User.id > 50).with_lockmode('update').all()
session2.query(User).filter(User.id < 40).with_lockmode('update').all() # 不會被鎖，因爲 id 是主鍵
session1.rollback()
session2.rollback()
session1.query(User).filter(User.money == 50).with_lockmode('update').all()
session2.query(User).filter(User.money == 40).with_lockmode('update').all() # 會等待解鎖，因爲 money 上沒有索引
要避免的話，可以這樣：
複製代碼代碼如下:
money = Column(DECIMAL(10, 2), index=True)
另一個注意點是子事務。
InnoDB 支持子事務（savepoint 語句），可以簡化一些邏輯。
例如有的方法是用於改寫數據庫的，它執行時可能提交了事務，但在後續的流程中卻執行失敗了，卻沒法回滾那個方法中已經提交的事務。這時就可以把那個方法當成子事務來運行了：
複製代碼代碼如下:
def step1():
# ...
if success:
session.commit()
return True
session.rollback()
return False
def step2():
# ...
if success:
session.commit()
return True
session.rollback()
return False
session.begin_nested()
if step1():
session.begin_nested()
if step2():
session.commit()
else:
session.rollback()
else:
session.rollback()
此外，rollback 一個子事務，可以釋放這個子事務中獲得的鎖，提高併發性和降低死鎖概率。
如何對一個字段進行自增操作？
最簡單的辦法就是獲取時加上寫鎖：
複製代碼代碼如下:
user = session.query(User).with_lockmode('update').get(1)
user.age += 1
session.commit()
如果不想多一次讀的話，這樣寫也是可以的：
複製代碼代碼如下:
session.query(User).filter(User.id == 1).update({
User.age: User.age + 1
})
session.commit()
# 其實字段之間也可以做運算：
session.query(User).filter(User.id == 1).update({
User.age: User.age + User.id
})