Python操作Oracle数据库：cx_Oracle
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2020-07-28 12:15
最近需要将一批数据从csv文件中迁移到Oracle数据库中，打算用Python来实现，趁着这个机会，写一篇博客学习总结一些如何使用Python来操作Oracle数据库。
1 安装与导入
Python操作Oracle数据库多用cx_Oracle这个第三方扩展，总体而言，cx_Oracle的使用方式与Python操作MySQL数据库的pymysql库还是很相似的，如果还没有安装，可以通过下面的命令进行安装：
$ pip install -i https://pypi.douban.com/simple cx_oracle
使用前导入：
import cx_Oracle
千万注意，包名称cx_Oracle中，字母“O”是大写的，写成小写将会导入失败。
这里再附带多说一点，我在安装好cx_Oracle第一次使用时，出现这个异常：DatabaseError: DPI-1047,可以按照官方的思路解决：https://oracle.github.io/odpi/doc/installation.html#linux
2 创建连接
cx_Oracle提供了两种方式连接Oracle数据库，分别是创建独立的单一连接以及创建连接池。
2.1 单一连接
创建单一连接主要是通过cx_Oracle模块中提供的connect()方法实现，虽然也可以直接通过Connection()类实现，但是不推荐。connect()方法参数有很多，说说其中最常用的四个：
user：用户名 password：密码 dsn：数据库地址和服务名 encoding：编码，合适的编码可以避免出现乱码
这里要重点说一下dsn，dsn是data source name的缩写，用于描述数据源的详细地址，一般由数据库所在主机地址、端口和服务名组成。在默认情况下，Oracle数据库对应1521端口，在这种情况下，dsn中可以省略端口：
connection = cx_Oracle.connect("username", "password", "192.168.1.2/helowin", encoding="UTF-8")
其中，username是用户名，password是密码，192.168.1.2是数据库所在主机IP，helowin是服务名。
在一般情况下，可以这么写：
connection = cx_Oracle.connect("username", "password", "192.168.1.2:1521/helowin", encoding="UTF-8")
有时候，我们需要以管理员身份登录数据库，这时候，直接连接时不行的，将会跑出异常：DatabaseError: ORA-28009: connection as SYS should be as SYSDBA or SYSOPER，这时候可以传递参数mode=cx_Oracle.SYSDBA。
connection = cx_Oracle.connect("sys", "psdpassword", "192.168.1.2:1521/helowin",mode=cx_Oracle.SYSDBA,
encoding="UTF-8")
当确定不在使用连接时，可以使用connection.close()关闭连接（这是个好习惯）。
connection.close()
2.2 连接池
cx_Oracle中提供SessionPool()创建连接池，连接池一般是在应用程序初始化时创建。相比通过connect()方法创建单个数据库连接，使用SessionPool()创建连接池时，需要额外指定最少连接数（min)和最大连接数(max)，连接池创建时会创建有min个数据库连接，当连接不够用时会继续新增连接，当连接未被使用时连接池将会自动减少连接的数量。在创建好连接池后，通过调用acquire()方法可以获取一个数据库连接，连接使用完毕之后，最好使用SessionPool.release(connection)或Connection.close()将连接放回连接池。
# 创建连接池
pool = cx_Oracle.SessionPool("username", "password",
"192.168.1.2:1521/helowin", min=2, max=5, increment=1, encoding="UTF-8")
# 从连接池中获取一个连接
connection = pool.acquire()
# 使用连接进行查询
cursor = connection.cursor()
for result in cursor.execute("select * from scott.students"):
print(result)
# 将连接放回连接池
pool.release(connection)
# 关闭连接池
pool.close()
(1, '张三', 20)
(2, '李四', 30)
如果是在多线程下同时使用连接，那么在创建连接池时应该传递一个threaded参数，并将值设置为True：
# 创建连接池
pool = cx_Oracle.SessionPool("username", "password",
"192.168.1.2:1521/helowin", min=2, max=5, increment=1, threaded=True, encoding="UTF-8")
pool.close()
3 游标
有了数据库连接之后，可以通过连接来获取游标：
cur = connection.cursor()
通过游标，可以执行SQL语句，实现与数据库的交互，但是记住，游标使用完之后记得关闭：
cur.close()
游标对象中定义有Cursor.excute()方法和Cursor.executemany()两个方法用于执行SQL语句，前者一次只能执行一条SQL语句，后者一次可执行多条SQL。当有类似的大量SQL语句需要执行时，使用Cursor.executemany()而不是多次执行Cursor.excute()可以极大提升性能。
另外，所有cx_Oracle执行的语句都含有分号“;”或斜杠“/”：
connection = cx_Oracle.connect("username", "password", "192.168.1.2/helowin", encoding="UTF-8")
cur = connection.cursor()
cur.execute("select * from SCOTT.STUDENTS;") # 含有分号，抛出异常
---------------------------------------------------------------------------
DatabaseError Traceback (most recent call last)
in
----> 1 cur.execute("select * from SCOTT.STUDENTS;") # 含有分号，抛出异常
DatabaseError: ORA-00911: invalid character
4 执行SQL
4.1 SQL语句拼接
（1）使用Python原生占位符拼接
在很多应用场景中，我们查询所用的SQL语句并不是固定的，而是根据当时环境灵活的对SQL进行拼接。最简单的方式就是直接使用Python原生提供的占位符进行拼接，不过要注意如果变量是字符串时，引号不能少。
cur.execute("insert into SCOTT.STUDENTS (id, name, age) values ({student_id}, '{student_name}', {student_age})".format(
student_id=4,
student_name='李六',
student_age=15
))
connection.commit()
student_id = 4
result = cur.execute("select * from SCOTT.STUDENTS where id={}".format(student_id))
result.fetchone()
(4, '李六', 15)
student_name = "张三"
result = cur.execute("select * from SCOTT.STUDENTS where name='{}'".format(student_name))
result.fetchone()
(1, '张三', 20)
(2)通过变量名拼接
使用这种拼接方式时，字符串中的名称与真实变量名必须一一对应。
所有变量可以统一存储在一个字典中：
student = {'student_id':5, 'student_name':'陈七', 'student_age': 25} # 将所有变量存储到一个字典中
cur.execute('insert into SCOTT.STUDENTS (id, name, age) values (:student_id, :student_name, :student_age)',student)
connection.commit()
也可以逐一赋值：
cur.execute('insert into SCOTT.STUDENTS (id, name, age) values (:student_id, :student_name, :student_age)',
student_id=6,student_name='毛八',student_age=60)
connection.commit()
(3)通过参数位置拼接
通过参数位置进行拼接时，所有变量可以统一存储在一个list中，list中的变量的顺序必须与字符串中定义的顺序保持一致。
cur.execute('insert into SCOTT.STUDENTS (id, name, age) values (:student_id, :student_name, :student_age)',
[7,'魏九',30])
connection.commit()
这时候，在字符串中也可以不显式的出现参数名，而是以数字来代替出现位置：
cur.execute('insert into SCOTT.STUDENTS (id, name, age) values (:1, :2, :3)',
[8,'吴十',90])
connection.commit()
4.2 执行语句
cx_Oracle的游标中定义了execute()和executemany()两个方法用于执行SQL语句，区别在于execute()一次只能执行一条SQL，而executemany()一次能执行多条SQL。在大量结构一样，参数不同的语句需要执行时，使用executemany()而不是多次调用execute()执行可以大大提高代码性能。
（1）execute()
对于execute()方法，其实在上面代码实例中以及多次使用，大致形式如下：
cur.execute('insert into SCOTT.STUDENTS (id, name, age) values (:1, :2, :3)',
[9,'萧十一',32])
connection.commit()
（2）executemany()
students = [
[10,'萧十一',32],
[11,'何十二',40],
[12,'穆十三',35]
]
cur.executemany('insert into SCOTT.STUDENTS (id, name, age) values (:1, :2, :3)',
students)
connection.commit()
cx_Oracle执行SQL时需要注意，若是执行查询，可通过游标获取查询结果，具体如何获取请继续看下文；若是执行insert或update操作，需要在执行后继续一步connection.commit()操作。
5 获取查询结果
当使用游标进行查询后，可以直接迭代取出查询结果
result = cur.execute("select * from SCOTT.STUDENTS")
for row in result:
print(row)
(1, '张三', 20)
(2, '李四', 30)
(3, '王五', 40)
注意，这里的游标查询结果对象result虽然不是生成器，但是可以当做生成器来用，每一次使用next()方法时，可以获取一条记录。当然，也与生成器一样，查询结果只能迭代遍历一次，再次使用迭代不会有任何输出：
result = cur.execute("select * from SCOTT.STUDENTS")
next(result)
(1, '张三', 20)
next(result)
(2, '李四', 30)
next(result)
(3, '王五', 40)
for row in result: # 没有任何输出结果
print(row)
其实，通过循环来获取查询结果时，每一次调用next()方法，result对象都会对数据库发起一次请求，获取一条查询记录，如果查询记录数量比较大时，性能会比较低，这时候，可以通过设置cur.arraysize参数改善性能。cur.arraysize参数配置的是每次请求获取的数据包大小，默认为100，当设置为更大值时，一次请求就可以获取更多的记录，减少客户端与数据库服务器端网络往返次数，从而提高性能，当然缺点就是消耗的内存会更大。
cur.arraysize = 500
for row in cur.execute("select * from SCOTT.STUDENTS"):
print(row)
(1, '张三', 20)
(2, '李四', 30)
(3, '王五', 40)
除了在循环中直接遍历外，还可以通过fetchone()、fetchmany()、fetchall()三个方法取出查询结果。
fetchone()
fetchone()每次只取出一条记录，功能效果与直接对result使用next()方法一样。
cur = connection.cursor()
result = cur.execute("select * from SCOTT.STUDENTS")
result.fetchone()
(1, '张三', 20)
result.fetchone()
(2, '李四', 30)
result.fetchone()
(3, '王五', 40)
fetchmany()
fetchmany()可以一次取出指定数量的记录，如果不指定数量，表示一次性去除所有记录。
cur = connection.cursor()
result = cur.execute("select * from SCOTT.STUDENTS")
result.fetchmany(2)
[(1, '张三', 20), (2, '李四', 30)]
result.fetchmany(2)
[(3, '王五', 40)]
result.fetchmany(2) # 若所有记录都取出来了，返回空列表
[]
fetchall()
fetchall()一次性去除所有结果。
cur = connection.cursor()
result = cur.execute("select * from SCOTT.STUDENTS")
result.fetchall()
[(1, '张三', 20), (2, '李四', 30), (3, '王五', 40)]
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