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[Python實戰應用]掌握Python連結MySQL資料庫的重要操作

Photo by Glenn Carstens-Peters on Unsplash
在現今很多的Python應用當中，像是開發爬蟲獲取網頁資料，或透過API取得所需的資訊等，都有機會將這些有效的資料存進資料庫中，透過其強大的查詢語法篩選、分析及過濾資料，甚至可以直接匯出Excel報表等，資料庫扮演了非常重要的角色。

 所以本文將延續瞭解Python存取API的重要觀念-以KKBOX Open API為例文章，模擬實務上呼叫KKBOX Open API取得資料後，如何透過Python存進MySQL資料庫中，並且執行資料的新增、查詢、修改及刪除操作，利用實作來瞭解Python存取資料庫的重要概念，重點包含：
  • Python專案前置作業
  • 安裝MySQL資料庫
  • 建立MySQL資料庫
  • 建立MySQL資料表
  • 新增資料表資料
  • 查詢資料表資料
  • 修改資料表資料
  • 刪除資料表資料

一、Python專案前置作業

在開始今天的實作前，將Python專案中的charts.py簡化為以下範例：

import requests


# 取得Token
def get_access_token():
    #API網址    
    url = "https://account.kkbox.com/oauth2/token" 
    
    #標頭
    headers = {
        "Content-Type": "application/x-www-form-urlencoded",
        "Host": "account.kkbox.com"
    }

    #參數
    data = {
        "grant_type": "client_credentials",
        "client_id": "貼上ID內容",
        "client_secret": "貼上Secret內容"
    }

    access_token = requests.post(url, headers=headers, data=data)
    return access_token.json()["access_token"]
 
 
# 取得該音樂排行榜的歌曲列表
def get_charts_tracks(chart_id):
    access_token = get_access_token()

    url = "https://api.kkbox.com/v1.1/charts/" + chart_id + "/tracks"

    headers = {
        "accept": "application/json",
        "authorization": "Bearer " + access_token
    }

    params = {
        "territory": "TW"
    }

    response = requests.get(url, headers=headers, params=params)
    result = response.json()["data"]

    return result

二、安裝MySQL資料庫

接下來安裝MySQL資料庫的部分，本文將需特別設定的步驟進行說明，其餘則保留預設值，進行下一步(Next)或執行(Execute)即可。

 首先，前往MySQL的下載頁面，點選免費使用的社群版下載，如下圖：
進到下載畫面後，選擇Windows的安裝檔，如下圖：
最後下載MSI安裝檔，如下圖：
點擊Download按鈕後，在下一個畫面選擇「No thanks, just start my download.」即可。

 開啟安裝檔，會看到如下圖的畫面：
選擇Develop Default，開始進行安裝，基本上都保留預設值即可，過程中有一個步驟是需要設定MySQL資料庫的管理員密碼，如下圖：
設定完成後，在接下來的安裝步驟中，需要驗證密碼，如下圖：
安裝完成後，開啟MySQL的資料庫管理工具 MySQL Workbench，如下圖：
透過這個管理工具，就可以來建立實作所需的資料庫及資料表了。

三、建立MySQL資料庫

點擊MySQL Workbench首頁左下角的Local instance(本地端伺服器)兩下，輸入在安裝過程中設定的資料庫管理員密碼後，即可進到管理的畫面。而建立資料庫的方式，就是點選上方功能列的新增資料庫圖示，如下圖：
輸入資料庫名稱(kkbox)及選擇字元集為utf8，如下圖：
接著點選Apply，資料庫就建立完成。

四、建立MySQL資料表

要在資料庫中建立資料表，需在左邊側欄的地方，切換到Schemas(模式)頁籤，如下圖：
其中可以看到剛剛所建立的資料庫，點選後，選擇Tables(資料表)，右鍵新增資料表(Create Table)，如下圖：
接著輸入資料表名稱(charts)及定義欄位，如下圖：
輸入完成後，同樣點選右下角的Apply，即完成資料表的建立。

五、新增資料表資料

MySQL資料庫的環境建置完成後，要透過Python進行存取，需要安裝pymysql套件(Package)，可以利用 pip install pymysql 指令來達成。接著開啟Python專案，新增一個db.py檔，用來練習接下來的資料庫操作。

 而Python專案要存取MySQL資料庫，除了引用pymysql模組(Module)外，還需要設定連線的參數，這邊利用Python字典(Dictionary)資料型態來進行設定，如下範例：

import pymysql
import charts

# 資料庫參數設定
db_settings = {
    "host": "127.0.0.1",
    "port": 3306,
    "user": "root",
    "password": "資料庫管理員密碼",
    "db": "kkbox",
    "charset": "utf8"
}
接著，將資料庫參數傳入pymysql模組(Module)的connect()方法(Method)中，建立Connection物件。另外，在連線的過程中，可能會發生例外錯誤，所以建議使用Python的try-except例外處理機制，如下範例：

import pymysql
import charts

# 資料庫設定
db_settings = {
    "host": "127.0.0.1",
    "port": 3306,
    "user": "root",
    "password": "資料庫管理員密碼",
    "db": "kkbox",
    "charset": "utf8"
}

try:
    # 建立Connection物件
    conn = pymysql.connect(**db_settings)

except Exception as ex:
    print(ex)
與資料庫的連線建立完成後，要進行相關的操作，需要建立Cursor(指標)物件來執行，這邊使用Python的with陳述式，當資料庫存取完成後，自動釋放連線，如下範例：

import pymysql
import charts

# 資料庫設定
db_settings = {
    "host": "127.0.0.1",
    "port": 3306,
    "user": "root",
    "password": "資料庫管理員密碼",
    "db": "kkbox",
    "charset": "utf8"
}

try:
    # 建立Connection物件
    conn = pymysql.connect(**db_settings)

    # 建立Cursor物件
    with conn.cursor() as cursor:

      #資料表相關操作

except Exception as ex:
    print(ex)
接著即可在with陳述式區塊中，撰寫與執行SQL語法，而新增資料至資料表中需執行INSERT的SQL語法，如下範例：

    # 建立Connection物件
    conn = pymysql.connect(**db_settings)

    # 建立Cursor物件
    with conn.cursor() as cursor:

        # 新增資料SQL語法
        command = "INSERT INTO charts(id, name, artist)VALUES(%s, %s, %s)"

        # 取得華語單曲日榜
        charts = charts.get_charts_tracks("H_PilcVhX-E8N0qr1-")
        for chart in charts:
            cursor.execute(
                command, (chart["id"], chart["name"], chart["album"]["artist"]["name"]))

        # 儲存變更
        conn.commit()
在第12行以華語單曲日榜的ID為例，呼叫get_charts_tracks()函式取得資料，回傳結果的格式為多筆字典(Dictionary)的串列(List)，所以可以透過Python迴圈，利用Cursor(指標)物件執行新增資料的SQL語法，將每筆資料的id、歌曲名稱及歌手寫入資料庫中，最後透過Connection物件的commit()方法儲存。

 開啟MySQL Workbench的檢視模式，即可看到執行結果，如下範例：
執行結果：

六、查詢資料表資料

將華語單曲日榜的資料成功寫入charts資料表後，要透過Python撈取所有的資料，需執行SELECT的SQL語法，最後透過Cursor(指標)物件的fetchall()方法(Method)取回，如下範例：

    # 建立Connection物件
    conn = pymysql.connect(**db_settings)

    # 建立Cursor物件
    with conn.cursor() as cursor:

        # 查詢資料SQL語法
        command = "SELECT * FROM charts"

        # 執行指令
        cursor.execute(command)

        # 取得所有資料
        result = cursor.fetchall()
        print(result)
如果只想取得單筆資料(第一筆)，則可以利用fetchone()方法，如下範例：

    # 建立Connection物件
    conn = pymysql.connect(**db_settings)

    # 建立Cursor物件
    with conn.cursor() as cursor:

        # 新增資料指令
        command = "SELECT * FROM charts"

        # 執行指令
        cursor.execute(command)

        # 取得第一筆資料
        result = cursor.fetchone()
        print(result)
而要取得特定筆數的資料，可以透過fetchmany()方法，傳入所需的筆數，如下範例：

    # 建立Connection物件
    conn = pymysql.connect(**db_settings)

    # 建立Cursor物件
    with conn.cursor() as cursor:

        # 新增資料指令
        command = "SELECT * FROM charts"

        # 執行指令
        cursor.execute(command)

        # 取得前五筆資料
        result = cursor.fetchmany(5)
        print(result)
上述的查詢操作，皆是取回資料表中所有的資料，那要執行條件式的資料篩選，則可以加上WHERE語法，並且利用元組(Tuple)資料型態指定條件值，如下範例：

    # 建立Connection物件
    conn = pymysql.connect(**db_settings)

    # 建立Cursor物件
    with conn.cursor() as cursor:

        # 新增資料指令
        command = "SELECT * FROM charts WHERE name = %s"

        # 執行指令
        cursor.execute(command, ("太陽",))

        # 取得所有資料
        result = cursor.fetchall()
        print(result)
執行結果：

七、修改資料表資料

假設要修改charts資料表中，id為5XeeDbHfELRucAOX6n的歌曲名稱(name)為Learn Code With Mike，需執行UPDATE的SQL語法，並且將主鍵(id)值及要修改的值(name)進行設定，最後透過Connection物件的commit()方法儲存。如下範例：

    # 建立Connection物件
    conn = pymysql.connect(**db_settings)

    # 建立Cursor物件
    with conn.cursor() as cursor:

        # 修改資料SQL語法
        command = "UPDATE charts SET name = %s WHERE id = %s"

        # 執行指令
        cursor.execute(command, ("Learn Code With Mike", "5XeeDbHfELRucAOX6n"))
      
        #儲存變更
        conn.commit()

八、刪除資料表資料

如果要刪除charts資料表中，id為-ovxsQyee7WVLKuikC的資料，需執行DELETE的SQL語法，並且設定主鍵(id)值，最後透過Connection物件的commit()方法儲存。

    # 建立Connection物件
    conn = pymysql.connect(**db_settings)

    # 建立Cursor物件
    with conn.cursor() as cursor:

        # 刪除特定資料指令
        command = "DELETE FROM charts WHERE id = %s"

        # 執行指令
        cursor.execute(command, ("-ovxsQyee7WVLKuikC",))

        #儲存變更
        conn.commit()

九、小結

本文利用實際的案例，從MySQL資料庫的環境建置開始，接著將Python專案中取得的KKBOX Open API資料存進去，並且說明實務上常用的新增、查詢、修改及刪除資料操作，透過本文的教學，相信各位對於Python存取資料庫有了基本的概念。如果在練習的過程中，有遇到任何問題，歡迎留言分享。

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留言

  1. Malik2020年8月10日 凌晨12:04

    文章清晰易懂非常有幫助，謝謝您的分享

    回覆刪除
  2. Unknown2021年6月9日 上午8:13

    好棒! 竟然有這樣的資源來帶領我。

    回覆刪除
  3. Unknown2022年3月26日 中午12:27

    想請問如何在vscode上用python連接mysql呢?

    回覆刪除

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