重学Go语言 | Go数据库编程详解

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对数据库的CURD应该是现代应用程序的必备功能吧,Go语言当然也对数据库的操作提供了非常完善的支持。

尽管在Go语言社区中有很多优秀的ORM库或框架(比如GORM)能让我们更方便地操作数据库,不过要更好地使用ORM库,掌握Go原生操作数据库database/sql包的使用还是有必要的。

所以,在这篇文章中,我们来学习一下database/sql包的使用吧。

database/sql简介

我们可以把标准库中的database/sql包看作一个数据库操作抽象层 ,因为database/sql并不直接连接并操作数据库,而是为不同的数据库驱动提供了统一的APIdatabase/sql包与驱动包(driver)的关系如下图所示:

对数据库的具体操作由对应数据库的驱动包来完成,访问不同的类型的数据库需要导入不同的驱动包,而所有驱动包都必须实现database/sql/driver包下的相关接口,因此database/sqldatabase/sql/driver以及驱动包的关系如下图所示:

这样做的好处在于,如果某一天我们想迁移数据库,比如从MySQL切换为Postgres,只需要更换驱动包即可,而不需要把数据库操作的代码重写一遍。

连接数据库

连接到数据库,获取一个数据库操作句柄,简单来说可以分为三步:

  • 选择对应数据库的驱动,并导入。

  • 配置连接数据库所需的DSN

  • 使用sql.Open()函数打开数据连接,获得*sql.DB对象。

DSNData Source Name,包含了连接数据库所需的参数,比如用户,密码、数据编码、数据库名称等。

下面我们以MySQLPostgresSQLite为例介绍在Go语言中如何连接到数据库。

MySQL

连接MySQL驱动包推荐用github.com/go-sql-driver/mysql库,其完整的DSN为如以所示,可以看到MySQLDSN各个部分都是可选的:

go 复制代码
[username[:password]@][protocol[host[:port]]]/dbname[?param1=value1&...&paramN=valueN]
  • username:用户名。
  • password:密码,与用户名之间要用冒号分隔。
  • protocol:网络协议,默认用tcp即可。
  • host:数据库地址。
  • port:端口号,默认为3306
  • dbname:数据库名称
  • param1~paramN:可选参数。
go 复制代码
package main 

import (
	"database/sql"

  // 匿名导入
	_ "github.com/go-sql-driver/mysql"
)

func main(){
  //db为*sql.DB
  //DSN要根据实际替换
  db, err := sql.Open("mysql", "user:password@/dbname")
  if err != nil {
    panic(err)
  }
}

Postgres

连接Postgres数据库推荐用github.com/lib/pq,其连接DSN为:

go 复制代码
host=192.168.0.1 user=postgres dbname=postgres port=5432 password=123456 sslmode=disable
  • user:用户名。
  • password:密码,与用户名之间要用冒号分隔。
  • dbname:数据库名称。
  • sslmode:是否使用ss模式,其值可以是disable,required,verify-ca ,verify-full等。
  • host:主机
  • port:端口号
go 复制代码
package main 

import (
	"context"
	"fmt"
	"os"

	"github.com/lib/pq"
)

func main(){
  
	dsn := "user=postgres dbname=postgres password=123456 sslmode=disable"
	db, err := sql.Open("postgres", dsn)
	if err != nil {
		log.Fatal(err)
	}

	defer db.Close()
}

SQLite

连接SQLite数据库推荐用github.com/mattn/go-sqlite3SQLite是嵌入式数据库,因此它的DSN是数据库文件所在的路径:

go 复制代码
import (
	"database/sql"

	_ "github.com/mattn/go-sqlite3"
)

func main(){
  dsn := "./test.db"
	db,err := sql.Open("sqlite3",dsn)
}

关闭连接

打开数据库连接要记得关闭数据连接,一般在defer语句后面调用sql.DBClose()方法:

go 复制代码
import (
	"database/sql"

	_ "github.com/mattn/go-sqlite3"
)

func main(){
  dsn := "./test.db"
	db,err := sql.Open("sqlite3",dsn)
  if err != nil{
    panic(err)
  }
  //关闭数据库连接
  defer db.Close()
}

连接池设置

sql.DB对象内包含一个数据库连池,并支持通过以下几个方法设置连接池的相关配置:

go 复制代码
	db.SetConnMaxLifetime(0)  //最大打开的连接时间
	db.SetMaxIdleConns(50) //最大闲置连接数
	db.SetMaxOpenConns(50) //最大打开的连接数

示例数据表

为了后面更好的进行实例演示,我们需要一个演示数据库,这里以SQLite数据库为例,数据库名称为test.db,创建一个users数据表:

shell 复制代码
$ sqlite3 ./test.db
sqlite> create table users(
   ...>   id    integer  not null primary key autoincrement,  -- 用户id
   ...>   name  text     not null,         --用户名
   ...>   gender tinyint not null default 0, --性别
   ...>   mobile test    not null default '' --手机号 
);  mobile test    not null default '' --手机号 
   ...> );

sql.DB

前面我们调用sql.Open()获得了sql.DB对象,这是操作数据的句柄,也可以理解为一个数据库连接池,可以通过sql.DBConn()可以获得数据库连接池里的单个连接对象sql.Conn

go 复制代码
ctx, _ := context.WithCancel(context.Background())
conn, err := db.Conn(ctx)

无论是sql.DB,还是sql.Conn,其对数据库执行CURD操作的方法是类似,一般推荐使用sql.DB

执行insertupdatedeleteExec()ExecContext()方法,其签名如下:

go 复制代码
func (db *DB) Exec(query string, args ...any) (Result, error)
func (db *DB) ExecContext(ctx context.Context, query string, args ...any) (Result, error)

上面的方法执行后返回sql.Result接口的实例,这个接口只有两个方法:

go 复制代码
type Result interface {
  //执行insert语句时,返回自增id
	LastInsertId() (int64, error)
  //影响行数
	RowsAffected() (int64, error)
}

示例代码:

go 复制代码
package main

import (
	"database/sql"
	"fmt"

	_ "github.com/mattn/go-sqlite3"
)

func main() {

	db, err := sql.Open("sqlite3", "../test.db")

	if err != nil {
		panic(err)
	}
	defer db.Close()

	insertSql := "INSERT INTO users(name,gender,mobile) VALUES(?,?,?),(?,?,?)"
	insertResult, err := db.Exec(insertSql, "小白", 2, "166xxxxxxxx", "小张", 1, "13493023333")

	if err != nil {
		panic(err)
	}
	lastInsertId, _ := insertResult.LastInsertId()
	fmt.Printf("最新记录id:%d\n", lastInsertId)
	rowsAffected, _ := insertResult.RowsAffected()
	fmt.Println("影响行数:", rowsAffected)

	updateSql := "UPDATE users SET mobile = ? WHERE id = ?"
	updateResult, err := db.Exec(updateSql, "136xxxxxxxx", 1)

	if err != nil {
		panic(err)
	}

	rowsAffected, _ = updateResult.RowsAffected()
	fmt.Printf("影响行数:%d\n", rowsAffected)

	deleteSql := "DELETE FROM users WHERE id = ?"
	deleteResult, err := db.Exec(deleteSql, 14)

	if err != nil {
		panic(err)
	}

	rowsAffected, _ = deleteResult.RowsAffected()
	fmt.Printf("影响行数:%d\n", rowsAffected)
}

如果你只想从数据表查询一行数据,可以调用QueryRow()QueryRowContext()方法:

go 复制代码
func (db *DB) QueryRow(query string, args ...any) *Row
func (db *DB) QueryRowContext(ctx context.Context, query string, args ...any) *Row

上面的方法返回的是sql.Row对象,代表查询的那一行数据,这个对象只有Scan方法可以获取对象里的数据,调用Scan方法时传进去参数个数必须与查询返回的数据列数一致:

go 复制代码
package main

import (
	"database/sql"
	"fmt"

	_ "github.com/mattn/go-sqlite3"
)

func main() {

	db, err := sql.Open("sqlite3", "./test.db")

	if err != nil {
		panic(err)
	}
	defer db.Close()

	selectOne := "SELECT * FROM users WHERE id = ?"
	row := db.QueryRow(selectOne, 1)
	var (
		id     int
		name   string
		gender uint8
		mobile string
	)
	//扫描数据
	err = row.Scan(&id, &name, &gender, &mobile)
	if err != nil {
		panic(err)
	}
	genderText := "未知"
	switch gender {
	case 1:
		genderText = "男"
	case 2:
		genderText = "女"
	}

	fmt.Printf("用户:%s | 性别:%s | 手机:%s\n", name, genderText, mobile)
}

然而,更多的时候,我们需要查询多行数据,可以调用Query()QueryContext()方法:

go 复制代码
func (db *DB) Query(query string, args ...any) (*Rows, error)
func (db *DB) QueryContext(ctx context.Context, query string, args ...any) (*Rows, error)

上面两个方法返回的是sql.Rows对象,代表查询回来的多行数据,可以在for循环语句中通过Next()Scan()方法扫描每一行数据,传给Scan方法的参数数量必须与查询回来的列数相同,另外,要记得调用Close()方法关闭sql.Rows对象:

go 复制代码
package main

import (
	"database/sql"
	"fmt"
	"log"

	_ "github.com/mattn/go-sqlite3"
)

func main() {

	db, err := sql.Open("sqlite3", "./test.db")

	if err != nil {
		panic(err)
	}
	defer db.Close()

	selectMany := "SELECT * FROM users"
	rows, err := db.Query(selectMany)
	if err != nil {
		panic(err)
	}
	defer rows.Close()

	for rows.Next() {
		var (
			id     int
			name   string
			gender uint8
			mobile string
		)
		if err := rows.Scan(&id, &name, &gender, &mobile); err != nil {
			log.Fatal(err)
		}

		genderText := "未知"
		switch gender {
		case 1:
			genderText = "男"
		case 2:
			genderText = "女"
		}

		fmt.Printf("用户:%s | 性别:%s | 手机:%s\n", name, genderText, mobile)
	}

}

sql.Stmt

SQL语句预编译机制允许先把带有参数占位符的SQL语句发送给数据库,数据库会提前对SQL语句进行编译,之后我们再发送对应占位符的参数给数据库 。

SQL语句的好处在于:

  • 预防SQL注入攻击。
  • 复杂的SQL语句,提前编译提交SQL语句执行效率。

调用sql.DBsql.Connsql.Tx(下面会讲到)Prepare()方法或者PrepareContext()会返回一个sql.Stmt

go 复制代码
stmt, err := db.Prepare("INSERT INTO users(name,) VALUES(?,?,?),(?,?,?)")

因为SQL语句已经预发送给数据库,因此调用sql.StmtExecXXX()QueryXXX()时,只需要发送参数即可:

go 复制代码
Stmt.Exec("小红",2,"135xxxxxxxx","小刘",1,"136xxxxxxxx")

sql.Stmt对象里的方法返回值与sql.DB一样是sql.Result,具体使用参考前面的例子。

sql.Tx

sql.Tx表示一个数据库事务对象,调用sql.DB或者sql.Conn对象的Begin()或者BeginTx()方法会返回一个sql.Tx:

go 复制代码
tx,err := db.Begin()

sql.Txsql.DB执行CURD的方法基本相同,所不同的是,通过sql.Tx执行的语句,最后要调用sql.TxCommit()方法提交事务,如果执行时有错误发生,则应该调用Rollback()方法回滚事务:

go 复制代码
package main

import (
	"database/sql"

	_ "github.com/mattn/go-sqlite3"
)

func main() {

	db, err := sql.Open("sqlite3", "./test.db")

	if err != nil {
		panic(err)
	}
	defer db.Close()

	tx, err := db.Begin()

	if err != nil {
		panic(err)
	}

	if _, err := tx.Exec("INSERT INTO users VALUES(?,?,?,?)", 1, "小龙", 1, "137xxxxxxxx"); err != nil {
		tx.Rollback()
	}

	if _, err := tx.Exec("INSERT INTO users VALUES(?,?,?,?)", 2, "小明", 1, "137xxxxxxxx"); err != nil {
		tx.Rollback()
	}

	tx.Commit()
}

小结

看到这里,相信你应该学会了在Go语言如何操作数据库了吧,好了,稍稍总结一下:

  • database/sql包作为数据库抽象层,并不会直接连接和操作数据库,具体的数据库操作交由对应数据库的驱动包来完成。
  • sql.DB对象表示一个数据库句柄,其中包含一个数据库连接池。
  • sql.Conn对象表示一个连接池里的普通数据库连接。
  • sql.Tx表示一个数据库事务对象,通过该对象执行的SQL语句要调用Commit()方法才会生效,如果执行过程发生错误,要调用Rollback()方法回滚事务。
  • sql.Stmt表示一个预编译对象,通过这个对象执行的SQL语句会先发送给数据库,之后再发送参数,这样可以避免SQL注入以及提前编译语句,提高执行效率。
  • sql.Rows是调用QueryXXX这类方法返回的表示多行数据的对象,内置迭代器,可以调用for语句迭代查询回来的数据。
  • sql.Row是调用QueryRowXXX这类方法返回的对象,代表一行数据。
  • sql.Result是调用ExecXXX这类方法进行update,delete,insert操作之后返回的结果。
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