Ruby 資料庫訪問 - DBI 教學

DBI 應用架構

DBI 獨立於任何在後臺中可用的資料庫。無論您使用的是 Oracle、MySQL、Informix，您都可以使用 DBI。下麵的架構圖清晰地說明了這點。

Ruby DBI 一般的架構使用兩個層：

• 資料庫介面（DBI）層。該層是獨立於資料庫，並提供了一系列公共訪問方法，方法的使用不分數據庫伺服器類型。
• 資料庫驅動（DBD）層。該層是依賴於資料庫，不同的驅動提供了對不同的資料庫引擎的訪問。MySQL、PostgreSQL、InterBase、Oracle 等分別使用不同的驅動。每個驅動都負責解釋來自 DBI 層的請求，並把這些請求映射為適用於給定類型的資料庫伺服器的請求。

安裝

如果您想要編寫 Ruby 腳本來訪問 MySQL 資料庫，您需要先安裝 Ruby MySQL 模組。

安裝 Mysql 開發包

Mac OS 系統需要修改 ~/.bash_profile 或 ~/.profile 檔，添加如下代碼:

或者使用軟連接：

使用 RubyGems 安裝 DBI（推薦）

RubyGems大約創建於2003年11月，從Ruby 1.9版起成為Ruby標準庫的一部分。更多詳情可以查看：Ruby RubyGems

使用 gem 安裝 dbi 與 dbd-mysql：

使用源碼安裝（Ruby版本 小於1.9的使用此方法）

該模組是一個 DBD，可從 http://tmtm.org/downloads/mysql/ruby/ 上下載。

下載後最新包，解壓進入到目錄，執行以下命令安裝:

然後編譯：

獲取並安裝 Ruby/DBI

您可以從下麵的鏈接下載並安裝 Ruby DBI 模組：

https://github.com/erikh/ruby-dbi

在開始安裝之前，請確保您擁有 root 許可權。現在，請安裝下麵的步驟進行安裝：

步驟 1

或者直接下再 zip 包並解壓。

步驟 2

進入目錄 ruby-dbi-master，在目錄中使用 setup.rb 腳本進行配置。最常用的配置命令是 config 參數後不跟任何參數。該命令默認配置為安裝所有的驅動。

更具體地，您可以使用 --with 選項來列出了您要使用的特定部分。例如，如果只想配置主要的 DBI 模組和 MySQL DBD 層驅動，請輸入下麵的命令：

步驟 3

最後一步是建立驅動器，使用下麵命令進行安裝：

資料庫連接

假設我們使用的是 MySQL 資料庫，在連接資料庫之前，請確保：

• 您已經創建了一個資料庫 TESTDB。
• 您已經在 TESTDB 中創建了表 EMPLOYEE。
• 該錶帶有字段 FIRST_NAME、LAST_NAME、AGE、SEX 和 INCOME。
• 設置用戶 ID "testuser" 和密碼 "test123" 來訪問 TESTDB
• 已經在您的機器上正確地安裝了 Ruby 模組 DBI。
• 您已經看過 MySQL 教學，理解了 MySQL 基礎操作。

下麵是連接 MySQL 資料庫 "TESTDB" 的實例：

當運行這段腳本時，將會在 Linux 機器上產生以下結果。

Server version: 5.0.45

如果建立連接時帶有數據源，則返回資料庫句柄（Database Handle），並保存到 dbh 中以便後續使用，否則 dbh 將被設置為 nil 值，e.err 和 e::errstr 分別返回錯誤代碼和錯誤字串。

最後，在退出這段程式之前，請確保關閉資料庫連接，釋放資源。

INSERT 操作

當您想要在資料庫表中創建記錄時，需要用到 INSERT 操作。

一旦建立了資料庫連接，我們就可以準備使用 do 方法或 prepare 和 execute 方法創建表或創建插入數據表中的記錄。

使用 do 語句

不返回行的語句可通過調用 do 資料庫處理方法。該方法帶有一個語句字串參數，並返回該語句所影響的行數。

同樣地，您可以執行 SQL INSERT 語句來創建記錄插入 EMPLOYEE 表中。

使用 prepare 和 execute

您可以使用 DBI 的 prepare 和 execute 方法來執行 Ruby 代碼中的 SQL 語句。

創建記錄的步驟如下：

• 準備帶有 INSERT 語句的 SQL 語句。這將通過使用 prepare 方法來完成。
• 執行 SQL 查詢，從資料庫中選擇所有的結果。這將通過使用 execute 方法來完成。
• 釋放語句句柄。這將通過使用 finish API 來完成。
• 如果一切進展順利，則 commit 該操作，否則您可以 rollback 完成交易。

下麵是使用這兩種方法的語法：

這兩種方法可用於傳 bind 值給 SQL 語句。有時候被輸入的值可能未事先給出，在這種情況下，則會用到綁定值。使用問號（?）替代實際值，實際值通過 execute() API 來傳遞。

下麵的實例在 EMPLOYEE 表中創建了兩個記錄：

如果同時使用多個 INSERT，那麼先準備一個語句，然後在一個迴圈中多次執行它要比通過迴圈每次調用 do 有效率得多。

READ 操作

對任何資料庫的 READ 操作是指從資料庫中獲取有用的資訊。

一旦建立了資料庫連接，我們就可以準備查詢資料庫。我們可以使用 do 方法或 prepare 和 execute 方法從資料庫表中獲取值。

獲取記錄的步驟如下：

• 基於所需的條件準備 SQL 查詢。這將通過使用 prepare 方法來完成。
• 執行 SQL 查詢，從資料庫中選擇所有的結果。這將通過使用 execute 方法來完成。
• 逐一獲取結果，並輸出這些結果。這將通過使用 fetch 方法來完成。
• 釋放語句句柄。這將通過使用 finish 方法來完成。

下麵的實例從 EMPLOYEE 表中查詢所有工資（salary）超過 1000 的記錄。

這將產生以下結果：

First Name: Mac, Last Name : Mohan
Age: 20, Sex : M
Salary :2000

First Name: John, Last Name : Poul
Age: 25, Sex : M
Salary :2300

還有很多從資料庫獲取記錄的方法，如果您感興趣，可以查看 Ruby DBI Read 操作。

Update 操作

對任何資料庫的 UPDATE 操作是指更新資料庫中一個或多個已有的記錄。下麵的實例更新 SEX 為 'M' 的所有記錄。在這裏，我們將把所有男性的 AGE 增加一歲。這將分為三步：

• 基於所需的條件準備 SQL 查詢。這將通過使用 prepare 方法來完成。
• 執行 SQL 查詢，從資料庫中選擇所有的結果。這將通過使用 execute 方法來完成。
• 釋放語句句柄。這將通過使用 finish 方法來完成。
• 如果一切進展順利，則 commit 該操作，否則您可以 rollback 完成交易。

DELETE 操作

當您想要從資料庫中刪除記錄時，需要用到 DELETE 操作。下麵的實例從 EMPLOYEE 中刪除 AGE 超過 20 的所有記錄。該操作的步驟如下：

• 基於所需的條件準備 SQL 查詢。這將通過使用 prepare 方法來完成。
• 執行 SQL 查詢，從資料庫中刪除所需的記錄。這將通過使用 execute 方法來完成。
• 釋放語句句柄。這將通過使用 finish 方法來完成。
• 如果一切進展順利，則 commit 該操作，否則您可以 rollback 完成交易。

執行事務

事務是一種確保交易一致性的機制。事務應具有下列四種屬性：

• 原子性（Atomicity）：事務的原子性指的是，事務中包含的程式作為資料庫的邏輯工作單位，它所做的對數據修改操作要麼全部執行，要麼完全不執行。
• 一致性（Consistency）：事務的一致性指的是在一個事務執行之前和執行之後資料庫都必須處於一致性狀態。假如資料庫的狀態滿足所有的完整性約束，就說該資料庫是一致的。
• 隔離性（Isolation）：事務的隔離性指併發的事務是相互隔離的，即一個事務內部的操作及正在操作的數據必須封鎖起來，不被其他企圖進行修改的事務看到。
• 持久性（Durability）：事務的持久性意味著當系統或介質發生故障時，確保已提交事務的更新不能丟失。即一旦一個事務提交，它對數據庫中數據的改變應該是永久性的，耐得住任何資料庫系統故障。持久性通過資料庫備份和恢復來保證。

DBI 提供了兩種執行事務的方法。一種是 commit 或 rollback 方法，用於提交或回滾事務。還有一種是 transaction 方法，可用於實現事務。接下來我們來介紹這兩種簡單的實現事務的方法：

方法 I

第一種方法使用 DBI 的 commit 和 rollback 方法來顯式地提交或取消事務：

方法 II

第二種方法使用 transaction 方法。這個方法相對簡單些，因為它需要一個包含構成事務語句的代碼塊。transaction 方法執行塊，然後根據塊是否執行成功，自動調用 commit 或 rollback：

COMMIT 操作

Commit 是一種標識資料庫已完成更改的操作，在這個操作後，所有的更改都不可恢復。

下麵是一個調用 commit 方法的簡單實例。

ROLLBACK 操作

如果您不滿意某個或某幾個更改，您想要完全恢復這些更改，則使用 rollback 方法。

下麵是一個調用 rollback 方法的簡單實例。

斷開資料庫

如需斷開資料庫連接，請使用 disconnect API。

如果用戶通過 disconnect 方法關閉了資料庫連接，DBI 會回滾所有未完成的事務。但是，不需要依賴於任何 DBI 的實現細節，您的應用程式就能很好地顯式調用 commit 或 rollback。

處理錯誤

有許多不同的錯誤來源。比如在執行 SQL 語句時的語法錯誤，或者是連接失敗，又或者是對一個已經取消的或完成的語句句柄調用 fetch 方法。

如果某個 DBI 方法失敗，DBI 會拋出異常。DBI 方法會拋出任何類型的異常，但是最重要的兩種異常類是 DBI::InterfaceError 和 DBI::DatabaseError。

這些類的 Exception 對象有 err、errstr 和 state 三種屬性，分表代表了錯誤號、一個描述性的錯誤字串和一個標準的錯誤代碼。屬性具體說明如下：

• err：返回所發生的錯誤的整數表示法，如果 DBD 不支持則返回 nil。例如，Oracle DBD 返回 ORA-XXXX 錯誤消息的數字部分。
• errstr：返回所發生的錯誤的字串表示法。
• state：返回所發生的錯誤的 SQLSTATE 代碼。SQLSTATE 是五字元長度的字串。大多數的 DBD 並不支持它，所以會返回 nil。

在上面的實例中您已經看過下麵的代碼：

為了獲取腳本執行時有關腳本執行內容的調試資訊，您可以啟用跟蹤。為此，您必須首先下載 dbi/trace 模組，然後調用控制跟蹤模式和輸出目的地的 trace 方法：

mode 的值可以是 0（off）、1、2 或 3，destination 的值應該是一個 IO 對象。默認值分別是 2 和 STDERR。

方法的代碼塊

有一些創建句柄的方法。這些方法通過代碼塊調用。使用帶有方法的代碼塊的優點是，它們為代碼塊提供了句柄作為參數，當塊終止時會自動清除句柄。下麵是一些實例，有助於理解這個概念。

• DBI.connect ：該方法生成一個資料庫句柄，建議在塊的末尾調用 disconnect 來斷開資料庫。
• dbh.prepare ：該方法生成一個語句句柄，建議在塊的末尾調用 finish。在塊內，您必須調用 execute 方法來執行語句。
• dbh.execute ：該方法與 dbh.prepare 類似，但是 dbh.execute 不需要在塊內調用 execute 方法。語句句柄會自動執行。

實例 1

DBI.connect 可帶有一個代碼塊，向它傳遞資料庫句柄，且會在塊的末尾自動斷開句柄。

dbh = DBI.connect("DBI:Mysql:TESTDB:localhost",
                  "testuser", "test123") do |dbh|

實例 2

dbh.prepare 可帶有一個代碼塊，向它傳遞語句句柄，且會在塊的末尾自動調用 finish。

實例 3

dbh.execute 可帶有一個代碼塊，向它傳遞語句句柄，且會在塊的末尾自動調用 finish。

DBI transaction 方法也可帶有一個代碼塊，這在上面的章節中已經講解過了。

特定驅動程式的函數和屬性

DBI 讓資料庫驅動程式提供了額外的特定資料庫的函數，這些函數可被用戶通過任何 Handle 對象的 func 方法進行調用。

使用 []= or [] 方法可以設置或獲取特定驅動程式的屬性。

DBD::Mysql 實現了下列特定驅動程式的函數：