前面的文章中讲解了外键的基础知识和操作，上一篇文章讲解了sqlalchemy的基本操作。前面两篇文章都是作为铺垫，为下面的文章打好基础。记得初一时第一次期中考试时考的不好，老爸安慰我说：“学习是一个循序渐进的过程”，而我的就是按照这样思路来学习数据库外键。首先是了解外键基础理论，然后是sqlalchemy基本操作，最后才到sqlalchemy操作外键。

一、sqlalchemy体现的外键特性

1.外键回顾

外键的出现是因为两张表之间需要有关联，为了保证数据的完整性和唯一性而产生的。有外键时会有两张以上的表，分为主表和附表。附表中数据往往是主表中数据的延伸，附表中有外键关联到主表的主键上。

在sqlalchemy的ORM模型中，定义表时指定主键和外键。

主键定义：在字段信息后面加上primary_key=True

name = Column(String(20),primary_key=True)

外键定义：在字段后面加上Foreignkey(主表.主键)

company_name = Column(String(32),ForeignKey("company.name"))

company = relationship("Company",backref="phone_of_company")

另外在定义主键时往往还会定义一个relationship，什么作用呢？下文见分晓。

2.定义表

定义两张表，company和phone，company中的name是主键，phone中的id是主键，并且phone中定义company_name为外键。

sql_foreign_models.py

#coding:utf-8
  
from sqlalchemy import create_engine
from sqlalchemy.ext.declarative import declarative_base
from sqlalchemy import Column,Integer,String,DATE,ForeignKey  #导入外键
from sqlalchemy.orm import  relationship  #创建关系
  
engine = create_engine("mysql+mysqldb://root:123@localhost:3306/test",
                        encoding="utf-8")
 
Base = declarative_base() #生成orm基类

class Company(Base):

    __tablename__ = "company"

    name = Column(String(20),primary_key=True)
    location = Column(String(20))
  
    def __repr__(self):
        return "name:{0} location:{1}".format(self.name,self.location)
  
class Phone(Base):
     
    __tablename__ = "phone"

    id = Column(Integer,primary_key=True)
    model = Column(String(32))
    price = Column(String(32))
    company_name = Column(String(32),ForeignKey("company.name"))
    company = relationship("Company",backref="phone_of_company") 
  
    def __repr__(self):
        return "{0} model:{1},sales:{2} sales:{3} price:{4}".format(self.id,self.model,self.sales,self.price)
  
Base.metadata.create_all(engine) #创建表

3.创建表

python sql_foreign_models.py

4.插入数据

sql_insert.py

#coding:utf-8

from sqlalchemy.orm import sessionmaker
from sqlalchemy.ext.declarative import declarative_base
from sqlalchemy.dialects.mysql import INTEGER,CHAR
from sqlalchemy import create_engine,Column


def insert(new_data):

    Base = declarative_base()   
    #修改用户名、密码、数据库的名字
    engine = create_engine('mysql+mysqldb://root:123@localhost:3306/test')
    print "创建数据库引擎"

    DBSession = sessionmaker(bind=engine)
    session = DBSession()
    print "创建session对象"
        
    session.add(new_data)
    print "添加数据到session"

    session.commit()
    print "提交数据到数据库"

    session.close()
    print "关闭数据库连接"

if __name__ == "__main__":
    insert(User)

sql_foreign_insert.py

#coding:utf-8
  
from sql_foreign_models import * 
from sql_insert import *
  
companys = {
            "Apple":"Amercian",
            "Xiaomi":"China",
            "Huawei":"China",
            "Sungsum":"Korea",
            "Nokia":"Finland"
           }
phones = (
        [1,"iphoneX","Apple",8400],
        [2,"xiaomi2s","Xiaomi",3299],
        [3,"Huaweimate10","Huawei",3399],
        [4,"SungsumS8","SungSum",4099], 
        [5,"NokiaLumia","Nokia",2399],
        [6,"iphone4s","Apple",3800]
         )        
 
 
for key in companys:
    new_company = Company(name=key,location=companys[key]) 
    insert(new_company)
 
for phone in phones:
    id = phone[0]
    model = phone[1]
    company_name = phone[2]
    price = phone[3]
 
    new_phone = Phone(id=id,model=model,company_name=company_name,price=price)
    insert(new_phone)

写入数据库

python sql_foreign_insert.py

5.sqlalchemy外键操作

总结外键的优点有两个：保证数据的完整性和保证数据的一致性。那么在sqlqlchemy如何体现完整性和一致性呢?通过数据的插入和删除来体现。

完整性：附表插入数据时会检查外键所在字段在主表中是否存在

在phone表中插入数据：（7，Blackberry，“RIM”，3200）黑莓手机，所在公司是RIM。

new_phone = Phone(id=7,model="BlackBerry",company_name="RIM",price=3200)
insert(new_phone)

报错：不能添加或者更新一个子行，有一个外键关联。

因为主表company的主键，也就是phone外键关联的字段没有“RIM”，所以当phone写入数据时会检查company_name字段的值是否在company中存在。而company中不存在该值，所以不能写入。这样做就保证了数据的完整性。

一致性：一致性表现在增删改查外键时，主表相对应数据的处理。一致性的规则有多个，具体如下引用：

外键约束对父表的含义:
   在父表上进行update/delete以更新或删除在子表中有一条或多条对应匹配行的候选键时,父表的行为取决于：在定义子表的外键时指定的on update/on delete子句, InnoDB支持５种方式, 分列如下
  
   . cascade方式
在父表上update/delete记录时，同步update/delete掉子表的匹配记录
On delete cascade从mysql3.23.50开始可用; on update cascade从mysql4.0.8开始可用

   . set null方式 
在父表上update/delete记录时，将子表上匹配记录的列设为null
要注意子表的外键列不能为not null
On delete set null从mysql3.23.50开始可用; on update set null从mysql4.0.8开始可用

   . No action方式
如果子表中有匹配的记录,则不允许对父表对应候选键进行update/delete操作
这个是ANSI SQL-92标准,从mysql4.0.8开始支持

   . Restrict方式
同no action, 都是立即检查外键约束

删除主表中的name=Sungsum的记录。

engine = create_engine('mysql+mysqldb://root:123@localhost:3306/test')

DBSession = sessionmaker(bind=engine)
session = DBSession()

company = session.query(Company).filter_by(name="Sungsum").first()
session.delete(company)
session.commit()

默认的外键关联的动作是 “.set null”，即主表删除数据，附表中关联的字段设为空。

除了默认的设置外，还可以选择：

1、删除主表数据，如果附表有记录则不允许删除

2、删除主表数据，如果附表有记录则一并删除

二、外键和查询

在数据结构上外键对连表查询并没有太多的帮助，但是在sqlalchemy的模型下外键对连表查询有一定的优化，那就是relationship字段，其配合外键一起使用。

在没有relationship字段时，如果想要查询xiaomi2s手机的生产公司的地址如何查询呢？分为两步走：

查询出phone表中xiaomi2s的company_name字段
通过company_name字段查询company表中的location字段。（phone.company_name==company.name）

有了relationship之后就不用分为两步走了，只需要一步就能搞定。在定义表的模型时，relationship将company和phone表关联在一起。phone表中定义：

company_name = Column(String(32),ForeignKey("company.name"))

company = relationship("Company",backref="phone_of_company")

表明将phone表和Company表联系在一起。backref是反向关联，使用规则是：

company是主表，phone是从表。查询phone表，返回phone_obj，可以通过phoen_obj.Company查询到company中外键关联的数据。查phone表返回company表里的数据。这个称之为：正向查询。
company是主表，phone是从表。查询company表，返回company_obj，可以通过company_obj.phone_of_company查询到phone表的外键关联数据。查company表返回phone表里的数据。这个称之为：反向查询。

1.正向查询

#coding:utf-8
 
from sqlalchemy.orm import  sessionmaker
from sqlalchemy import create_engine
from sql_foreign import *
 
#修改用户名、密码和数据库的名称为自己的
engine = create_engine("mysql+mysqldb://root:123@localhost:3306/test",)
Session_class = sessionmaker(bind=engine)
session = Session_class()
 
#查询phone表
phone_obj = session.query(Phone).filter_by(id = 1).first()
#通过phone表关联的relationship字段"Company"查询出company表的数据
print(phone_obj.company.name)
print(phone_obj.company.location)

通过查询phone得到company表中的字段，起作用的是relationship中的Company字段。

2.反向查询

#coding:utf-8
 
from sqlalchemy.orm import  sessionmaker
from sqlalchemy import create_engine
from sql_foreign_models import *

engine = create_engine("mysql+mysqldb://root:123@localhost:3306/test",)
Session_class = sessionmaker(bind=engine)
session = Session_class()

#查询company表
company_obj = session.query(Company).filter_by(name = "Nokia").first()

#通过phone表关联的relationship的字段"backref="phone_of_company"",查询phone表数据
print company_obj.phone_of_company[0].id
print company_obj.phone_of_company[0].model
print company_obj.phone_of_company[0].price
print company_obj.phone_of_company[0].company_name