SQLAlchemy Asyncio ORM: フィルタリングで条件に合致するデータを取得

SQLAlchemy Asyncio ORM: データベースのクエリ方法

SQLAlchemyは、Pythonでデータベース操作を容易にするためのORM（Object-Relational Mapping）ライブラリです。従来の同期処理に加え、Asyncio拡張モジュールを用いることで、非同期処理によるデータベース操作も可能になります。このチュートリアルでは、Asyncio ORMでデータベースをクエリする方法について解説します。

前提知識

このチュートリアルを理解するには、以下の知識が必要です。

• Python 3.x
• SQLAlchemy
• Python Asyncio

データベース接続

まず、Asyncioエンジンを使用してデータベースに接続する必要があります。

import sqlalchemy.ext.asyncio as sa
from sqlalchemy.orm import sessionmaker

engine = sa.create_engine("postgresql://user:password@host:port/database")
Session = sessionmaker(autocommit=False, autoflush=False, bind=engine)

クエリの実行

データベースに接続したら、クエリを実行できます。

async def fetch_all_users():
    async with Session() as session:
        users = await session.query(User).all()
        return users

async def fetch_user_by_id(user_id):
    async with Session() as session:
        user = await session.query(User).filter(User.id == user_id).one_or_none()
        return user

クエリ結果の処理

クエリを実行すると、Asyncio Resultオブジェクトが返されます。このオブジェクトは、非同期的に結果をイテレートしたり、単一の結果を取得したりすることができます。

async def fetch_all_user_names():
    async with Session() as session:
        query = session.query(User.name)
        async for name in query:
            print(name)

async def fetch_user_email_by_id(user_id):
    async with Session() as session:
        query = session.query(User.email)
        email = await query.filter(User.id == user_id).scalar()
        return email

クエリパラメータ

SQLAlchemyは、さまざまなクエリパラメータを提供しています。これらのパラメータを使用して、クエリをフィルタリング、ソート、制限することができます。

async def fetch_users_by_email_domain(domain):
    async with Session() as session:
        users = await session.query(User).filter(User.email.like(f"%{domain}%")).all()
        return users

async def fetch_users_sorted_by_name():
    async with Session() as session:
        users = await session.query(User).order_by(User.name).all()
        return users

トランザクション

複数のデータベース操作を原子的に実行するには、トランザクションを使用する必要があります。

async def create_user(name, email, password):
    async with Session() as session:
        user = User(name=name, email=email, password=password)
        session.add(user)
        await session.commit()

async def update_user_email(user_id, new_email):
    async with Session() as session:
        user = await session.query(User).filter(User.id == user_id).one()
        user.email = new_email
        await session.commit()

SQLAlchemy Asyncio ORMは、非同期処理でデータベースを操作するための強力なツールです。このチュートリアルで紹介した基本的な操作に加え、さまざまな機能を使用して複雑なクエリやトランザクションを実行することができます。

SQLAlchemy Asyncio ORM: サンプルコード

データベースモデルの定義

from sqlalchemy import Column, Integer, String, Text
from sqlalchemy.ext.declarative import declarative_base

Base = declarative_base()

class User(Base):
    __tablename__ = "users"

    id = Column(Integer, primary_key=True)
    name = Column(String(255))
    email = Column(String(255), unique=True)
    password = Column(Text)

import sqlalchemy.ext.asyncio as sa
from sqlalchemy.orm import sessionmaker

engine = sa.create_engine("postgresql://user:password@host:port/database")
Session = sessionmaker(autocommit=False, autoflush=False, bind=engine)

ユーザーの全件取得

async def fetch_all_users():
    async with Session() as session:
        users = await session.query(User).all()
        return users

特定のIDを持つユーザーの取得

async def fetch_user_by_id(user_id):
    async with Session() as session:
        user = await session.query(User).filter(User.id == user_id).one_or_none()
        return user

ユーザーの作成

async def create_user(name, email, password):
    async with Session() as session:
        user = User(name=name, email=email, password=password)
        session.add(user)
        await session.commit()

ユーザーの電子メールアドレスの更新

async def update_user_email(user_id, new_email):
    async with Session() as session:
        user = await session.query(User).filter(User.id == user_id).one()
        user.email = new_email
        await session.commit()

ユーザー名の最初の文字で始まるユーザーのリストを取得

async def fetch_users_by_name_starting_with(name_prefix):
    async with Session() as session:
        users = await session.query(User).filter(User.name.like(f"{name_prefix}%")).all()
        return users

ユーザーを名前で昇順に並べ替えて取得

async def fetch_users_sorted_by_name():
    async with Session() as session:
        users = await session.query(User).order_by(User.name).all()
        return users

トランザクションを使用したユーザーの削除

async def delete_user_by_id(user_id):
    async with Session() as session:
        user = await session.query(User).filter(User.id == user_id).one()
        session.delete(user)
        await session.commit()

このサンプルコードは、SQLAlchemy Asyncio ORMの基本的な操作を網羅しています。詳細については、SQLAlchemy Asyncio ORMドキュメントを参照してください。

SQLAlchemy Asyncio ORM: その他の方法

以下、いくつかの役立つ追加機能を紹介します。

関連付けの読み込み

AsyncSessionには、関連付けられたエンティティを自動的に読み込む機能があります。これは、複雑なグラフ構造を処理する際に役立ちます。

async def fetch_user_with_orders(user_id):
    async with Session() as session:
        user = await session.get(User, user_id)
        # `user.orders` will be automatically loaded
        return user

フィルタリング

Queryオブジェクトには、さまざまな条件を使用してクエリをフィルタリングする機能が用意されています。

async def fetch_users_by_age_range(min_age, max_age):
    async with Session() as session:
        users = await session.query(User).filter(User.age >= min_age, User.age <= max_age).all()
        return users

ソートと制限

Queryオブジェクトには、結果をソートおよび制限する機能が用意されています。

async def fetch_top_10_users_by_name():
    async with Session() as session:
        users = await session.query(User).order_by(User.name).limit(10).all()
        return users

結合

async def fetch_users_with_orders_count():
    async with Session() as session:
        query = session.query(User, func.count(Order.id).label("order_count"))
        query = query.join(Order, on=Order.user_id == User.id)
        query = query.group_by(User)
        users_with_order_count = await query.all()
        return users_with_order_count

サブクエリ

async def fetch_users_with_at_least_one_order():
    async with Session() as session:
        subquery = session.query(Order.user_id).distinct()
        users = await session.query(User).filter(User.id.in_(subquery)).all()
        return users

更新と削除

AsyncSessionには、エンティティを更新および削除する機能が用意されています。

async def update_user_name(user_id, new_name):
    async with Session() as session:
        user = await session.get(User, user_id)
        user.name = new_name
        await session.commit()

async def delete_user_by_email(email):
    async with Session() as session:
        user = await session.query(User).filter(User.email == email).one_or_none()
        if user:
            session.delete(user)
            await session.commit()

ロック

async def update_user_balance(user_id, delta):
    async with Session() as session:
        async with session.begin_nested():
            user = await session.get(User, user_id)
            user.balance += delta
            await session.commit()

一括操作

async def update_users_email_domain(old_domain, new_domain):
    async with Session() as session:
        query = session.query(User).filter(User.email.like(f"%{old_domain}%"))
        affected_rows = await query.update({User.email: f"{new_domain}{User.email.suffix}"})
        print(f"Updated {affected_rows} rows")

イベント

from sqlalchemy.ext.asyncio import AsyncSession, AsyncSessionExtension