Perl - 数据库访问

本章教你如何在 Perl 脚本中访问数据库。从 Perl 5 开始，使用 **DBI** 模块编写数据库应用程序变得非常容易。DBI 代表 **数据库独立接口**，这意味着 DBI 在 Perl 代码和底层数据库之间提供了一个抽象层，使您可以非常轻松地切换数据库实现。

DBI 是 Perl 编程语言的数据库访问模块。它提供了一组方法、变量和约定，这些方法、变量和约定提供了与数据库一致的接口，而与使用的实际数据库无关。

DBI 应用程序的架构

DBI 独立于后端可用的任何数据库。无论您是使用 Oracle、MySQL 还是 Informix 等，都可以使用 DBI。从下面的架构图可以清楚地看出这一点。

这里 DBI 负责通过 API（即应用程序编程接口）获取所有 SQL 命令，并将它们分派给相应的驱动程序以进行实际执行。最后，DBI 负责从驱动程序获取结果并将其返回给调用脚本。

符号和约定

在本章中，将使用以下符号，建议您也遵循相同的约定。

$dsn    Database source name
$dbh    Database handle object
$sth    Statement handle object
$h      Any of the handle types above ($dbh, $sth, or $drh)
$rc     General Return Code  (boolean: true=ok, false=error)
$rv     General Return Value (typically an integer)
@ary    List of values returned from the database.
$rows   Number of rows processed (if available, else -1)
$fh     A filehandle
undef   NULL values are represented by undefined values in Perl
\%attr  Reference to a hash of attribute values passed to methods

数据库连接

假设我们将使用 MySQL 数据库。在连接到数据库之前，请确保以下事项。如果您不了解如何在 MySQL 数据库中创建数据库和表，可以参考我们的 MySQL 教程。

您已创建了一个名为 TESTDB 的数据库。
您已在 TESTDB 中创建了一个名为 TEST_TABLE 的表。
此表包含字段 FIRST_NAME、LAST_NAME、AGE、SEX 和 INCOME。
已设置用户 ID“testuser”和密码“test123”以访问 TESTDB。
Perl 模块 DBI 已正确安装在您的机器上。
您已阅读 MySQL 教程以了解 MySQL 基础知识。

以下是连接到 MySQL 数据库“TESTDB”的示例：

#!/usr/bin/perl

use DBI
use strict;

my $driver = "mysql"; 
my $database = "TESTDB";
my $dsn = "DBI:$driver:database=$database";
my $userid = "testuser";
my $password = "test123";

my $dbh = DBI->connect($dsn, $userid, $password ) or die $DBI::errstr;

如果与数据源建立连接，则返回数据库句柄并将其保存到 $dbh 以供进一步使用，否则 $dbh 设置为 undef 值，并且 $DBI::errstr 返回错误字符串。

INSERT 操作

当您想在表中创建一些记录时，需要 INSERT 操作。这里我们使用表 TEST_TABLE 来创建我们的记录。因此，一旦我们的数据库连接建立，我们就可以在 TEST_TABLE 中创建记录了。以下是创建单个记录到 TEST_TABLE 的过程。您可以使用相同的概念创建任意数量的记录。

记录创建需要以下步骤：

使用 INSERT 语句准备 SQL 语句。这将使用 **prepare()** API 完成。
执行 SQL 查询以从数据库中选择所有结果。这将使用 **execute()** API 完成。
释放语句句柄。这将使用 **finish()** API 完成。
如果一切顺利，则 **提交** 此操作，否则您可以 **回滚** 整个事务。提交和回滚将在下一节中解释。

my $sth = $dbh->prepare("INSERT INTO TEST_TABLE
                       (FIRST_NAME, LAST_NAME, SEX, AGE, INCOME )
                         values
                       ('john', 'poul', 'M', 30, 13000)");
$sth->execute() or die $DBI::errstr;
$sth->finish();
$dbh->commit or die $DBI::errstr;

使用绑定值

可能存在要输入的值事先未给定的情况。因此，您可以使用绑定变量，这些变量将在运行时获取所需的值。Perl DBI 模块在实际值的位置使用问号，然后在运行时通过 execute() API 传递实际值。以下是示例：

my $first_name = "john";
my $last_name = "poul";
my $sex = "M";
my $income = 13000;
my $age = 30;
my $sth = $dbh->prepare("INSERT INTO TEST_TABLE
                        (FIRST_NAME, LAST_NAME, SEX, AGE, INCOME )
                          values
                        (?,?,?,?)");
$sth->execute($first_name,$last_name,$sex, $age, $income) 
          or die $DBI::errstr;
$sth->finish();
$dbh->commit or die $DBI::errstr;

读取操作

任何数据库上的读取操作都意味着从数据库中获取一些有用的信息，即从一个或多个表中获取一个或多个记录。因此，一旦我们的数据库连接建立，我们就可以在此数据库中进行查询了。以下是查询所有年龄大于 20 的记录的过程。这将分四个步骤进行：

根据所需条件准备 SQL SELECT 查询。这将使用 **prepare()** API 完成。
执行 SQL 查询以从数据库中选择所有结果。这将使用 **execute()** API 完成。
逐个获取所有结果并打印这些结果。这将使用 **fetchrow_array()** API 完成。
释放语句句柄。这将使用 **finish()** API 完成。

my $sth = $dbh->prepare("SELECT FIRST_NAME, LAST_NAME
                        FROM TEST_TABLE 
                        WHERE AGE > 20");
$sth->execute() or die $DBI::errstr;
print "Number of rows found :" + $sth->rows;
while (my @row = $sth->fetchrow_array()) {
   my ($first_name, $last_name ) = @row;
   print "First Name = $first_name, Last Name = $last_name\n";
}
$sth->finish();

使用绑定值

可能存在条件事先未给定的情况。因此，您可以使用绑定变量，这些变量将在运行时获取所需的值。Perl DBI 模块在实际值的位置使用问号，然后在运行时通过 execute() API 传递实际值。以下是示例：

$age = 20;
my $sth = $dbh->prepare("SELECT FIRST_NAME, LAST_NAME
                        FROM TEST_TABLE
                        WHERE AGE > ?");
$sth->execute( $age ) or die $DBI::errstr;
print "Number of rows found :" + $sth->rows;
while (my @row = $sth->fetchrow_array()) {
   my ($first_name, $last_name ) = @row;
   print "First Name = $first_name, Last Name = $last_name\n";
}
$sth->finish();

更新操作

任何数据库上的更新操作都意味着更新数据库表中已有的一个或多个记录。以下是更新所有性别为“M”的记录的过程。这里我们将所有男性的年龄增加一年。这将分三个步骤进行：

根据所需条件准备 SQL 查询。这将使用 **prepare()** API 完成。
执行 SQL 查询以从数据库中选择所有结果。这将使用 **execute()** API 完成。
释放语句句柄。这将使用 **finish()** API 完成。
如果一切顺利，则 **提交** 此操作，否则您可以 **回滚** 整个事务。有关提交和回滚 API，请参见下一节。

my $sth = $dbh->prepare("UPDATE TEST_TABLE
                        SET   AGE = AGE + 1 
                        WHERE SEX = 'M'");
$sth->execute() or die $DBI::errstr;
print "Number of rows updated :" + $sth->rows;
$sth->finish();
$dbh->commit or die $DBI::errstr;

使用绑定值

$sex = 'M';
my $sth = $dbh->prepare("UPDATE TEST_TABLE
                        SET   AGE = AGE + 1
                        WHERE SEX = ?");
$sth->execute('$sex') or die $DBI::errstr;
print "Number of rows updated :" + $sth->rows;
$sth->finish();
$dbh->commit or die $DBI::errstr;

在某些情况下，您希望设置一个事先未给定的值，因此您可以按如下方式使用绑定值。在此示例中，所有男性的收入将设置为 10000。

$sex = 'M';
$income = 10000;
my $sth = $dbh->prepare("UPDATE TEST_TABLE
                        SET   INCOME = ?
                        WHERE SEX = ?");
$sth->execute( $income, '$sex') or die $DBI::errstr;
print "Number of rows updated :" + $sth->rows;
$sth->finish();

删除操作

当您想从数据库中删除一些记录时，需要 DELETE 操作。以下是从 TEST_TABLE 中删除所有年龄等于 30 的记录的过程。此操作将执行以下步骤。

根据所需条件准备 SQL 查询。这将使用 **prepare()** API 完成。
执行 SQL 查询以从数据库中删除所需的记录。这将使用 **execute()** API 完成。
释放语句句柄。这将使用 **finish()** API 完成。
如果一切顺利，则 **提交** 此操作，否则您可以 **回滚** 整个事务。

$age = 30;
my $sth = $dbh->prepare("DELETE FROM TEST_TABLE
                         WHERE AGE = ?");
$sth->execute( $age ) or die $DBI::errstr;
print "Number of rows deleted :" + $sth->rows;
$sth->finish();
$dbh->commit or die $DBI::errstr;

使用 do 语句

如果您正在执行 UPDATE、INSERT 或 DELETE 操作，则不会从数据库返回任何数据，因此可以使用快捷方式执行此操作。您可以使用 **do** 语句执行以下任何命令：

$dbh->do('DELETE FROM TEST_TABLE WHERE age =30');

**do** 如果成功则返回真值，如果失败则返回假值。实际上，如果成功，它会返回受影响的行数。在示例中，它将返回实际删除的行数。

COMMIT 操作

Commit 是向数据库发出最终确认更改的信号的操作，在此操作之后，无法将任何更改恢复到其原始位置。

以下是如何调用 **commit** API 的简单示例：

$dbh->commit or die $dbh->errstr;

ROLLBACK 操作

如果您对所有更改不满意或在任何操作过程中遇到错误，您可以使用 **rollback** API 将这些更改恢复。

以下是如何调用 **rollback** API 的简单示例：

$dbh->rollback or die $dbh->errstr;

开始事务

许多数据库支持事务。这意味着您可以发出大量修改数据库的查询，但实际上没有任何更改。然后，最后，您发出特殊的 SQL 查询 **COMMIT**，所有更改将同时进行。或者，您可以发出查询 ROLLBACK，在这种情况下，所有更改都将被丢弃，数据库保持不变。

Perl DBI 模块提供了 **begin_work** API，它启用事务（通过关闭 AutoCommit），直到下次调用 commit 或 rollback 为止。在下一次提交或回滚后，AutoCommit 将自动再次打开。

$rc  = $dbh->begin_work  or die $dbh->errstr;

AutoCommit 选项

如果您的事务很简单，您可以避免发出大量提交的麻烦。当您进行连接调用时，您可以指定一个 **AutoCommit** 选项，该选项将在每个成功的查询后执行自动提交操作。以下是它的样子：

my $dbh = DBI->connect($dsn, $userid, $password,
              {AutoCommit => 1}) 
              or die $DBI::errstr;

这里 AutoCommit 可以取值 1 或 0，其中 1 表示 AutoCommit 已开启，0 表示 AutoCommit 已关闭。

自动错误处理

当您进行连接调用时，您可以指定一个 RaiseErrors 选项，该选项会自动为您处理错误。发生错误时，DBI 将中止您的程序，而不是返回失败代码。如果您只希望在发生错误时中止程序，这可能很方便。以下是它的样子：

my $dbh = DBI->connect($dsn, $userid, $password,
              {RaiseError => 1})
              or die $DBI::errstr;

这里 RaiseError 可以取值 1 或 0。

断开数据库连接

要断开数据库连接，请使用 **disconnect** API，如下所示：

$rc = $dbh->disconnect  or warn $dbh->errstr;

disconnect 方法的事务行为，遗憾的是，是未定义的。某些数据库系统（如 Oracle 和 Ingres）将自动提交任何未完成的更改，但其他系统（如 Informix）将回滚任何未完成的更改。不使用 AutoCommit 的应用程序应在调用 disconnect 之前显式调用 commit 或 rollback。

使用 NULL 值

未定义值或 undef 用于指示 NULL 值。您可以像插入和更新非 NULL 值一样插入和更新具有 NULL 值的列。这些示例使用 NULL 值插入和更新 age 列：

$sth = $dbh->prepare(qq {
         INSERT INTO TEST_TABLE (FIRST_NAME, AGE) VALUES (?, ?)
       });
$sth->execute("Joe", undef);

这里 **qq{}** 用于向 **prepare** API 返回带引号的字符串。但是，在尝试在 WHERE 子句中使用 NULL 值时必须小心。考虑：

SELECT FIRST_NAME FROM TEST_TABLE WHERE age = ?

将 undef（NULL）绑定到占位符将不会选择 age 为 NULL 的行！至少对于符合 SQL 标准的数据库引擎而言。有关此原因，请参阅数据库引擎的 SQL 手册或任何 SQL 书籍。要显式选择 NULL，您必须说“WHERE age IS NULL”。

一个常见的问题是让代码片段处理在运行时可能已定义或未定义（非 NULL 或 NULL）的值。一个简单的技巧是根据需要准备适当的语句，并为非 NULL 案例替换占位符：

$sql_clause = defined $age? "age = ?" : "age IS NULL";
$sth = $dbh->prepare(qq {
         SELECT FIRST_NAME FROM TEST_TABLE WHERE $sql_clause
       });
$sth->execute(defined $age ? $age : ());

其他一些 DBI 函数

available_drivers

@ary = DBI->available_drivers;
@ary = DBI->available_drivers($quiet);

通过搜索 @INC 中的 DBD::* 模块，返回所有可用驱动程序的列表。默认情况下，如果某些驱动程序被同一名称的早期目录中的其他驱动程序隐藏，则会发出警告。将 $quiet 的值为真将抑制警告。

installed_drivers

%drivers = DBI->installed_drivers();

返回当前进程中所有“已安装”（已加载）驱动程序的驱动程序名称和驱动程序句柄对列表。驱动程序名称不包含“DBD::”前缀。

data_sources

@ary = DBI->data_sources($driver);

返回通过指定驱动程序可用的数据源（数据库）列表。如果 $driver 为空或未定义，则使用 DBI_DRIVER 环境变量的值。

quote

$sql = $dbh->quote($value);
$sql = $dbh->quote($value, $data_type);

通过转义字符串中包含的任何特殊字符（例如引号）并在字符串周围添加所需的类型的外引号，为在 SQL 语句中用作文字值而引用字符串文字。

$sql = sprintf "SELECT foo FROM bar WHERE baz = %s",
                $dbh->quote("Don't");

对于大多数数据库类型，quote 将返回 'Don''t'（包括外部引号）。quote() 方法返回一个计算结果为所需字符串的 SQL 表达式是有效的。例如 -

$quoted = $dbh->quote("one\ntwo\0three")

may produce results which will be equivalent to

CONCAT('one', CHAR(12), 'two', CHAR(0), 'three')

所有句柄的通用方法

err

$rv = $h->err;
or
$rv = $DBI::err
or
$rv = $h->err

返回上次调用的驱动程序方法的本机数据库引擎错误代码。该代码通常是整数，但你不应该假设它一定是整数。这等效于 $DBI::err 或 $h->err。

errstr

$str = $h->errstr;
or
$str = $DBI::errstr
or
$str = $h->errstr

返回上次调用的 DBI 方法的本机数据库引擎错误消息。这与上面描述的“err”方法具有相同的生命周期问题。这等效于 $DBI::errstr 或 $h->errstr。

rows

$rv = $h->rows;
or
$rv = $DBI::rows

返回先前 SQL 语句影响的行数，等效于 $DBI::rows。

trace

$h->trace($trace_settings);

DBI 具有一个非常有用的功能，可以生成其正在执行的操作的运行时跟踪信息，这在尝试跟踪 DBI 程序中奇怪问题的根源时可以节省大量时间。您可以使用不同的值来设置跟踪级别。这些值从 0 到 4 不等。值 0 表示禁用跟踪，值 4 表示生成完整的跟踪。

禁止内插语句

强烈建议不要使用如下所示的内插语句 -

while ($first_name = <>) {
   my $sth = $dbh->prepare("SELECT * 
                          FROM TEST_TABLE 
                          WHERE FIRST_NAME = '$first_name'");
   $sth->execute();
   # and so on ...
}

因此，不要使用内插语句，而是使用 **绑定值** 来准备动态 SQL 语句。

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