理解Django的通用外键 -> GenericForeignKey, GenericRelation

Django中的contenttypes框架

使用django-admin startproject {项目名}后,

# settings.py
DJANGO_APPS = [
	...
	"django.contrib.contenttypes",
	...
]

并且在生成数据库时，会默认生成一张django_content_type表，如下所示
这张表记录了所有模型类名字与所属的应用

id	app_label	model
1	应用名	模型类类名
2	…	…
3	…	…

来看一下此模型类的源码(重要部分)：

from django.contrib.contenttypes.models import ContentType

class ContentType(models.Model):
	# 应用名
    app_label = models.CharField(max_length=100)
    # 模型类名
    model = models.CharField(_('python model class name'), max_length=100)
    # 自定义的 模型类的管理器
    objects = ContentTypeManager()
	
	# 元数据
    class Meta:
        verbose_name = _('content type')
        verbose_name_plural = _('content types')
        db_table = 'django_content_type'
        unique_together = (('app_label', 'model'),)

    def __str__(self):
        return self.name

    @property # 将函数装华为属性
    def name(self):
    	'''获取 指定self.app_label, self.model 模型类的 类名'''
        model = self.model_class()
        if not model:
            return self.model
        # 获取到 model 则将 model元数据的 verbose_name 返回
        return str(model._meta.verbose_name)

    def model_class(self):
        """Return the model class for this type of content."""
        try:
        	# django.apps 模块的public的方法，返回与app_label, model对应的模型类
            return apps.get_model(self.app_label, self.model)
        except LookupError:
            return None

PS: 在Python代码中，可以使用django.apps.apps引用上述settings.py中的INSTALLED_APPS变量。django.apps.apps也被称为应用注册器

综上所述可以概括为：
ContentType 是由Djnago框架提供的一个核心功能，对当前项目中所有基于Django驱动的model(继承自models.Model并且写在modles.py中)提供了更高层次的model接口

那么生成这张表有什么作用呢？

Django权限管理中的Permission借助ContentType 实现了对任意models的权限操作
ContentType的通用类型 - GenericRelation

ContentType的通用类型 - GenericRelation

什么是GenericRelation和GenericForeignKey

假设现在有一个博客项目开发模型类时，有文章、图片等等都需要可评论(comment)
简单代码如下：

from django.db import models
from django.contrib.auth.models import User

# 博客
class Post(models.Model):
    author = models.ForeignKey(User,on_deleter=models.CASCADE)
    body = models.TextField(blabk=True)

# 文章    
class Articles(models.Model):
    author = models.ForeignKey(User,on_deleter=models.CASCADE)
    body = models.TextField(blabk=True)
 
 # 图片   
class Pirture(models.Model):
    author = models.ForeignKey(User,on_deleter=models.CASCADE)
    body = models.TextField(blabk=True)

# 评论    
class Comment(models.Model):
    author = models.ForeignKey(User,on_deleter=models.CASCADE)
    body = models.TextField(blabk=True)
    # 一一关联到外键  这种定义，任意生效其他处需要设置为空 只有一个字段有值(评论post时，pic和article为空)，
    post = models.ForeignKey(Post,on_deleter=models.CASCADE,null=True)
    pic =  models.ForeignKey(Pirture,on_deleter=models.CASCADE,null=True)
    article =  models.ForeignKey(Articles,on_deleter=models.CASCADE,null=True)

此时如果增加模型类如视频等，Comment模型类中又要增加外键字段 -> 扩展性差且无法做到模型类中每一字段都有意义
如果将每一种评论都单独分离出来，变为一个个模型类，这样做解决了模型类中每一字段都有意义的问题，但同样扩展性很差

使用ContentType 将Comment模型类变为通用模型类

from django.contrib.contenttypes.models import ContentType
from django.contrib.contenttypes.fields import GenericForeignKey

# 要找到一条表记录，需要模型类名，模型名，和主键id名
# 而刚好content_type 都可以实现

# 将Comment 变为通用模型类
class Comment(models.Model):
    author = models.ForeignKey(User,on_delete=models.CASCADE)
    body = models.TextField(blabk=True)
    
    # 外键关联到ContentType，获得app_lable ,model 数据
   	content_type = models.ForeignKey(ContentType,models.CASCADE)
    # 获取主键id - 其他表的主键id 要考虑类型
	object_id = models.CharField()
    # "content_type","object_id" 可省略  
    # ！！注意：GenericForeignKey 默认为删除级联，但不支持on_delete参数
    content_object = GenericForeignKey("content_type","object_id")

# 之后再文章、图片等模型类中添加comments = GenericRelation()
from django.contrib.contenttypes.fields import GenericRelation

class Post(models.Model):
    author = models.ForeignKey(User,on_deleter=models.CASCADE)
    body = models.TextField(blabk=True)
    # 关联到Comment 模型类
    comments = GenericRelation(Comment)
    
class Articles(models.Model):
    author = models.ForeignKey(User,on_deleter=models.CASCADE)
    body = models.TextField(blabk=True)
    comments = GenericRelation(Comment)
    
class Pirture(models.Model):
    author = models.ForeignKey(User,on_deleter=models.CASCADE)
    body = models.TextField(blabk=True)
    comments = GenericRelation(Comment)

# 总结：
# 想让那张表变为通用模型类类
# 在模型类中定义

content_type = models.ForeignKey(ContentType,models.CASCADE)
object_id = models.IntegerField()
content_object = GenericForeignKey("content_type","object_id")
    
# 再让其模型类使用 GenericRelation 关联到 通用模型类类
字段名 = GenericRelation(通用模型类名)

来看官方文档说明：
https://docs.djangoproject.com/en/2.2/ref/contrib/contenttypes/

并用于 ContentType启用模型之间的真正通用（有时称为“多态”）关系。

from django.contrib.contenttypes.fields import GenericForeignKey
from django.contrib.contenttypes.models import ContentType
from django.db import models

class TaggedItem(models.Model):
    tag = models.SlugField()
    content_type = models.ForeignKey(ContentType, on_delete=models.CASCADE)
    object_id = models.PositiveIntegerField()
    content_object = GenericForeignKey('content_type', 'object_id')

    def __str__(self):
        return self.tag

一个常见的ForeignKey只能“指向”另一个模型，这意味着如果该TaggedItem模型使用ForeignKey, 则必须选择有且只有一个模型来存储标签。contenttypes应用程序提供了一个特殊的字段类型（GenericForeignKey），可以解决该问题，并允许与任何模型建立关系：

类GenericForeignKey

设置三部分 GenericForeignKey：

将您的模型ForeignKey 设为ContentType。该字段的常用名称是“content_type”。
给您的模型设置一个字段，该字段可以存储您将要关联的模型中的主键值。对于大多数模型，这意味着 PositiveIntegerField。该字段的常用名称是“ object_id”。
- PositiveIntegerField，但仅允许在特定点（与数据库有关）下的值。从0到的值32767在Django支持的所有数据库中都是安全的。
给您的模型一个 GenericForeignKey，并向其传递上述两个字段的名称。如果将这些字段分别命名为“ content_type”和“ object_id”，则可以忽略这些-这些是默认字段名称 GenericForeignKey。
for_concrete_model
如果为False，则该字段将能够引用代理模型。默认值为True。这将for_concrete_model论点反映到 get_for_model()
主键类型兼容性

“ object_id”字段不必与相关模型上的主键字段具有相同的类型，但通过其get_db_prep_value()方法，其主键值必须可强制为与“ object_id”字段相同的类型。
例如，如果要允许具有主键字段IntegerField或 CharField主键字段的模型的通用关系，则可以将其CharField用于模型上的“ object_id”字段，因为可以将整数强制为get_db_prep_value()。
总结：推荐使用CharField 作为object_id 字段类型

为了获得最大的灵活性，您可以使用 TextField未定义最大长度的，但这可能会导致严重的性能损失，具体取决于您的数据库后端。

没有最适合领域类型的“一刀切”解决方案。您应该评估预期要指向的模型，并确定哪种解决方案对您的用例最有效。

与正常使用的API类似的API ForeignKey; 每个对象TaggedItem都有一个content_object返回与其相关的对象的字段，您也可以分配给该字段或在创建时使用TaggedItem：

# 导入User模型类
>>> from django.contrib.auth.models import User
# 在User表中创建一个用户 username='Guido' 返回查询集 并赋值给变量guido
>>> guido = User.objects.get(username='Guido')
# 创建TaggedItem 并将content_object关联为guido
>>> t = TaggedItem(content_object=guido, tag='bdfl')
# 数据库保存
>>> t.save()
# 通过外键查询 关联的数据
>>> t.content_object
<User: Guido>

如果删除了相关对象，则content_type和object_id字段将保持设置为原始值，并GenericForeignKey返回 None：

>>> guido.delete()
>>> t.content_object  # returns None

由于GenericForeignKey ，不能直接使用的过滤器（filter() 以及exclude() 等database API）。由于 GenericForeignKey是一个不常见的文件对象，这些例子将不工作：

# This will fail
>>> TaggedItem.objects.filter(content_object=guido)
# This will also fail
>>> TaggedItem.objects.get(content_object=guido)

逆向通用关联

class GenericRelation

related_query_name
默认情况下，不存在相关对象与该对象之间的关系。设置related_query_name会创建一个从相关对象到该对象的关系。这允许从相关对象进行查询和过滤。

如果您知道最常使用哪种模型，则还可以添加“反向”通用关系以启用其他API。例如：

from django.contrib.contenttypes.fields import GenericRelation
from django.db import models

class Bookmark(models.Model):
    url = models.URLField()
    tags = GenericRelation(TaggedItem)

Bookmark每个实例将具有一个tags属性，可用于检索其关联的TaggedItems：

>>> b = Bookmark(url='https://www.djangoproject.com/')
>>> b.save()
>>> t1 = TaggedItem(content_object=b, tag='django')
>>> t1.save()
>>> t2 = TaggedItem(content_object=b, tag='python')
>>> t2.save()
>>> b.tags.all()
<QuerySet [<TaggedItem: django>, <TaggedItem: python>]>

定义GenericRelation用 related_query_nameset 允许从相关对象中查询：

tags = GenericRelation(TaggedItem, related_query_name='bookmark')

使用TaggedItem filtering, ordering,或者其他查询对bookmark 进行操作

>>> # Get all tags belonging to bookmarks containing `django` in the url
>>> TaggedItem.objects.filter(bookmark__url__contains='django')
<QuerySet [<TaggedItem: django>, <TaggedItem: python>]>

当然，如果您不添加related_query_name，则可以手动执行相同类型的查找：

>>> bookmarks = Bookmark.objects.filter(url__contains='django')
>>> bookmark_type = ContentType.objects.get_for_model(Bookmark)
>>> TaggedItem.objects.filter(content_type__pk=bookmark_type.id, object_id__in=bookmarks)
<QuerySet [<TaggedItem: django>, <TaggedItem: python>]>

正如GenericForeignKey 接受content-type和object-ID字段的名称作为参数一样，如果具有通用外键的模型为这些字段使用非默认名称，则必须在GenericRelation为其设置时传递字段名称。例如，如果TaggedItem上面提到的模型使用了名为的字段content_type_fk并 object_primary_key创建其通用外键，则GenericRelation需要像这样定义它：

tags = GenericRelation(
    TaggedItem,
    content_type_field='content_type_fk',
    object_id_field='object_primary_key',
)

另请注意，如果删除具有的对象，则指向GenericRelation该对象的所有对象GenericForeignKey也将被删除。在上面的示例中，这意味着如果Bookmark删除了一个对象，则TaggedItem指向该对象的所有对象将同时被删除。

与ForeignKey， GenericForeignKey不同，它不接受on_delete自定义此行为的参数。如果需要，您可以通过不使用来避免级联删除 GenericRelation，并且可以通过pre_delete 信号提供替代行为。

蹩脚的翻译，如妨碍阅读请移步官方文档：https://docs.djangoproject.com/en/2.2/ref/contrib/contenttypes/!!!

理解Django的通用外键 -> GenericForeignKey, GenericRelation

Django中的contenttypes框架

那么生成这张表有什么作用呢？

ContentType的通用类型 - GenericRelation

什么是GenericRelation和GenericForeignKey

使用ContentType 将Comment模型类变为通用模型类

类GenericForeignKey

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