Ruby 数据库访问

Ruby 数据库访问

本教程将指导您如何使用 Ruby 访问数据库。虽然存在 Ruby/DBI 等较旧的库，但现代 Ruby 应用程序通常使用针对每个数据库系统的特定适配器 gem（例如，用于 PostgreSQL 的 pg、用于 MySQL 的 mysql2、用于 SQLite 的 sqlite3）。这些 gem 提供了数据库的直接接口。

对于更复杂的应用程序，通常使用对象关系映射（ORM），例如 ActiveRecord（Ruby on Rails 的一部分）或 Sequel。ORM 在 SQL 之上提供更高级别的抽象。本教程将重点介绍如何使用直接适配器 gem sqlite3，因为其简单易于设置（无需独立的数据库服务器）。

支持的数据库 (通过 Gems):

• SQLite (通过 sqlite3 gem)
• PostgreSQL (通过 pg gem)
• MySQL/MariaDB (通过 mysql2 gem)
• Oracle (通过 ruby-oci8 gem)
• SQL Server (通过 tiny_tds gem)
• 以及通过特定 gem 支持许多其他数据库。

使用适配器 Gem 的架构

使用适配器 gem 时，您的 Ruby 脚本通过 gem 的 API 直接与数据库通信。gem 负责处理特定数据库的低级通信协议。

Ruby 应用程序 -> 适配器 Gem (例如 sqlite3) -> 数据库 (例如 SQLite 文件)

先决条件:

要遵循本教程，您需要安装 Ruby 和 sqlite3 gem。您可能还需要在系统上安装 SQLite3 开发库，以便 gem 能够编译。

使用命令行安装 gem:

gem install sqlite3

数据库连接:

首先，require (引入) gem，然后创建数据库连接。对于 SQLite，这涉及创建或打开数据库文件。

#!/usr/bin/env ruby
# frozen_string_literal: true

require 'sqlite3'

begin
  # 打开数据库。如果 'test.db' 不存在，将会创建它。
  db = SQLite3::Database.new 'test.db'
  db.results_as_hash = true # 将结果作为哈希而不是数组返回

  puts "Opened database successfully"

  # 示例: 获取 SQLite 版本
  version = db.get_first_value 'SELECT SQLITE_VERSION()'
  puts "SQLite version: #{version}"

rescue SQLite3::Exception => e
  puts "Database error: #{e.message}"
  puts "Exception class: #{e.class}"
ensure
  # 如果数据库连接已打开，始终关闭它
  db.close if db
end

如果连接建立成功，将返回一个 SQLite3::Database 对象。ensure 块确保调用 db.close，从而释放资源。

创建表:

execute 方法用于运行不返回行的 SQL 语句，例如 CREATE TABLE。

#!/usr/bin/env ruby
# frozen_string_literal: true

require 'sqlite3'

begin
  db = SQLite3::Database.new 'company.db'
  db.execute "DROP TABLE IF EXISTS employees"
  db.execute <<~SQL
    CREATE TABLE employees (
      id INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,
      first_name TEXT NOT NULL,
      last_name TEXT,
      age INTEGER,
      position TEXT,
      salary REAL
    );
  SQL
  puts "表 'employees' 已成功创建。"
rescue SQLite3::Exception => e
  puts "创建表时出错: #{e}"
ensure
  db.close if db
end

INSERT 操作:

要插入数据，请使用 execute 方法和 INSERT 语句。至关重要的是要使用参数化查询（占位符，例如 ?）来防止 SQL 注入漏洞。

#!/usr/bin/env ruby
# frozen_string_literal: true

require 'sqlite3'

begin
  db = SQLite3::Database.new 'company.db'
  # 如果表不存在则创建 (假定之前的脚本已运行或在此处添加创建代码)
  # db.execute "CREATE TABLE IF NOT EXISTS employees (...);"

  # 使用占位符插入单条记录
  db.execute("INSERT INTO employees (first_name, last_name, age, position, salary) VALUES (?, ?, ?, ?, ?)",
             'John', 'Doe', 30, 'Developer', 60000.0)

  # 插入多条记录
  employees_data = [
    ['Jane', 'Smith', 28, 'Designer', 55000.0],
    ['Mike', 'Johnson', 35, 'Manager', 75000.0]
  ]

  employees_data.each do |emp|
    db.execute("INSERT INTO employees (first_name, last_name, age, position, salary) VALUES (?, ?, ?, ?, ?)",
               emp[0], emp[1], emp[2], emp[3], emp[4])
  end

  puts "已插入 #{db.changes} 条记录。"
  # 注意: db.changes 返回最近执行的 DML 语句 (INSERT, UPDATE, DELETE) 影响的行数
  # 对于循环中插入的总行数，您需要对它们进行求和或单独计数。

  puts "记录已成功创建"

rescue SQLite3::Exception => e
  puts "插入记录时出错: #{e}"
ensure
  db.close if db
end

READ 操作:

要获取数据，请使用 execute 方法和 SELECT 语句。如果设置了 db.results_as_hash = true，则每行是一个哈希。否则，它是一个数组。

#!/usr/bin/env ruby
# frozen_string_literal: true

require 'sqlite3'

begin
  db = SQLite3::Database.new 'company.db'
  db.results_as_hash = true

  puts "薪水高于 58000 的员工:"
  # 使用占位符作为查询参数
  min_salary = 58000.0
  db.execute("SELECT id, first_name, last_name, position, salary FROM employees WHERE salary > ?", min_salary) do |row|
    puts "ID: #{row['id']}, Name: #{row['first_name']} #{row['last_name']}, Position: #{row['position']}, Salary: #{row['salary']}"
  end

  # 获取单个值
  count = db.get_first_value "SELECT COUNT(*) FROM employees"
  puts "\n总员工数: #{count}"

rescue SQLite3::Exception => e
  puts "读取记录时出错: #{e}"
ensure
  db.close if db
end

UPDATE 操作:

使用 execute 方法和 UPDATE 语句以及占位符。

#!/usr/bin/env ruby
# frozen_string_literal: true

require 'sqlite3'

begin
  db = SQLite3::Database.new 'company.db'

  # 给 John Doe 加薪
  new_salary = 65000.0
  target_id = 1 # 假定 John Doe 的 ID 是 1
  db.execute("UPDATE employees SET salary = ? WHERE id = ?", new_salary, target_id)

  puts "已更新 #{db.changes} 条记录。"
rescue SQLite3::Exception => e
  puts "更新记录时出错: #{e}"
ensure
  db.close if db
end

DELETE 操作:

使用 execute 方法和 DELETE 语句以及占位符。

#!/usr/bin/env ruby
# frozen_string_literal: true

require 'sqlite3'

begin
  db = SQLite3::Database.new 'company.db'

  # 按 ID 删除员工 (例如，ID 为 2 的员工)
  employee_id_to_delete = 2
  db.execute("DELETE FROM employees WHERE id = ?", employee_id_to_delete)

  puts "已删除 #{db.changes} 条记录。"
rescue SQLite3::Exception => e
  puts "删除记录时出错: #{e}"
ensure
  db.close if db
end

执行事务:

事务确保一系列数据库操作要么全部成功，要么全部失败，从而维护数据一致性。这些属性包括原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation）和持久性（Durability）（ACID）。

sqlite3 gem 提供了一个 transaction 块方法，这是处理事务的推荐方式。它在成功时自动处理 COMMIT，在发生异常时自动处理 ROLLBACK。

#!/usr/bin/env ruby
# frozen_string_literal: true

require 'sqlite3'

db = SQLite3::Database.new 'company.db'

begin
  # 示例: 在部门之间转移虚构的“项目预算” (概念性示例)
  # 假定存在一个 'departments' 表，包含 'name' 和 'budget' 列
  # db.execute "CREATE TABLE IF NOT EXISTS departments (name TEXT, budget REAL);"
  # db.execute "INSERT INTO departments VALUES ('Sales', 10000);"
  # db.execute "INSERT INTO departments VALUES ('Marketing', 5000);"

  db.transaction do
    # 此块在事务中执行
    puts "正在开始事务..."
    # 减少销售预算
    db.execute("UPDATE employees SET salary = salary - 1000 WHERE first_name = ?", 'John')
    puts "已减少 John 的薪水。"

    # 增加市场预算 (此处模拟错误)
    # 如果此行引发错误，整个事务将被回滚。
    # db.execute("UPDATE employees SET salary = salary + 1000 WHERE non_existent_column = ?", 'Jane') # 有意制造的错误
    db.execute("UPDATE employees SET salary = salary + 1000 WHERE first_name = ?", 'Jane')
    puts "已增加 Jane 的薪水。"

    puts "事务操作已在块内完成。"
    # 如果块在没有异常的情况下完成，则会自动进行 COMMIT。
  end
  puts "事务已成功提交。"

rescue SQLite3::Exception => e
  puts "事务失败并已回滚: #{e.message}"
rescue StandardError => e
  puts "事务期间发生意外错误: #{e.message}"
ensure
  db.close if db
end

您也可以使用 db.execute 'BEGIN TRANSACTION'、db.execute 'COMMIT' 和 db.execute 'ROLLBACK' 手动管理事务，但块形式更安全，更符合 Ruby 习惯用法。

后续步骤:

本教程简要介绍了使用 sqlite3 gem 的基本数据库操作。对于大型应用程序，可以进一步探索：

• 其他数据库系统及其特定的 gem（例如用于 PostgreSQL 的 pg、用于 MySQL 的 mysql2）。
• 像 ActiveRecord 或 Sequel 这样的 ORM，提供更高级的、面向对象的方式与数据库交互。
• 高级主题，如连接池、数据库迁移和复杂的查询构建。