[Django教學3]Django Migration(資料遷移)的重要觀念

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在經營網站的過程中，通常都會有存取資料的動作，像是撈取使用者所查詢的資料、儲存表單內容及修改帳號資訊等，是一個不可或缺的功能，而本文將分享Django框架如何透過ORM(Object Relational Mapping)的技術，實現利用物件的概念，操作資料庫，提升開發的靈活性及降低Django專案與資料庫的相依性。

接續建立Django應用程式(APP)文章，完成應用程式(APP)的新增後，接下來，本文將利用Django的Migration(資料遷移)，來建立資料庫。重點包含：

• Django Model(資料模型)
• 註冊Django應用程式(APP)
• Django Migration(資料遷移)
• SQLite資料庫

一、Django Model(資料模型)

Django框架中的Model(資料模型)，其實就是利用ORM(Object Relational  Mapping)的程式設計技術，將資料庫、資料表及欄位等，抽象化為程式設計中的類別(Class)和屬性(Attribute)，除了降低Django專案對於資料庫的相依性外，在開發的過程中，也能夠輕鬆的利用物件來操作資料。

而Django應用程式(APP)中的models.py，即是利用此概念，在其中定義類別名稱(Class)及屬性(Attribute)，接著透過Django的Migrate(遷移)技術，在資料庫中建立相應的資料表及欄位。

舉例來說，Django專案中的posts應用程式(APP)，想要在資料庫中建立「景點位置」及「景點貼文」資料表，並且是一對多的關係(例如：中壢景點位置，可能有一到多個的景點貼文。這時候則可以在models.py中設計如下的類別(Class)：

from django.db import models
from django.utils import timezone

# 景點位置
class Location(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=255)  #位置名稱

#景點貼文
class Post(models.Model):
    subject = models.CharField(max_length=255)  #標題
    content = models.CharField(max_length=255)  #內容
    author = models.CharField(max_length=20)  #貼文者
    create_date = models.DateField(default=timezone.now)  #貼文時間
    location = models.ForeignKey(Location, on_delete=models.CASCADE) #景點位置

首先，類別(Class)需繼承models模組中的Model類別，其中封裝了存取資料庫的所有操作，例如新增、刪除、修改、查詢資料等。

而models模組中，提供許多抽象化資料表欄位的類別，例如：

• CharField：字串欄位
• IntegerField：整數欄位
• FloatField：浮點數欄位
• DateField：日期欄位
• ImageField：圖片欄位

在類別(Class)中即可利用這些欄位類別，來建立資料庫欄位的屬性(Attribute)。其中，CharField可以透過Python關鍵字參數(Keyword Argument)來限制長度。另外，範例中的DateField(日期欄位)，可以引用timezone類別，在新增景點貼文時，預設存入目前時區的時間。

最後，由於要建立「景點位置」及「景點貼文」一對多的關係，所以透過ForeignKey類別來進行設定，而on_delete=models.CASCADE的意思是，當「景點位置」資料表中的資料被刪除時，相對應的「景點貼文」資料也跟著刪除。

二、註冊Django應用程式(APP)

資料模型models.py定義完成後，接下來需要將應用程式(APP)註冊至主程式potrip中，讓其知道有posts應用程式(APP)的存在。

而註冊的方式為開啟主程式potrip下的settings.py，找到INSTALLED_APPS串列(List)，可以看到其中包含了Django專案中的所有應用程式(APP)，接著，將posts應用程式(APP)下的apps.py設定檔中的PostsConfig類別路徑新增進去，如下範例：

INSTALLED_APPS = [
    'django.contrib.admin',
    'django.contrib.auth',
    'django.contrib.contenttypes',
    'django.contrib.sessions',
    'django.contrib.messages',
    'django.contrib.staticfiles',
    'posts.apps.PostsConfig'
]

這樣就完成了posts應用程式(APP)註冊的動作。

三、Django Migration(資料遷移)

Migration(資料遷移)實際上是一個Python檔案，用來同步Django專案下models.py中的類別(Class)及資料庫。也就是說，只要Django專案中的models.py有任何的變動，都要執行一次Migration(資料遷移)，來同步資料庫。

接下來即可透過以下的指令，建立Migration(資料遷移)檔案：

python manage.py makemigrations

執行結果

其中所建立的Migration(資料遷移)檔案，存放在應用程式(APP)下的migrations資料夾中。來看一下Migration(資料遷移)所產生的0001_initial.py檔案內容，如下：

class Migration(migrations.Migration):

    initial = True

    dependencies = [
    ]

    operations = [
        migrations.CreateModel(
            name='Location',
            fields=[
                ('id', models.AutoField(auto_created=True, primary_key=True, serialize=False, verbose_name='ID')),
                ('name', models.CharField(max_length=255)),
            ],
        ),
        migrations.CreateModel(
            name='Post',
            fields=[
                ('id', models.AutoField(auto_created=True, primary_key=True, serialize=False, verbose_name='ID')),
                ('subject', models.CharField(max_length=255)),
                ('content', models.CharField(max_length=255)),
                ('author', models.CharField(max_length=20)),
                ('create_date', models.DateField(verbose_name=django.utils.timezone.now)),
                ('location', models.ForeignKey(on_delete=django.db.models.deletion.CASCADE, to='posts.Location')),
            ],
        ),
    ]

可以看到，Migration(資料遷移)檔案中，定義了將要在資料庫執行的動作。而接下來所要執行的migrate指令，則會依照此Migration(資料遷移)檔案，同步models.py中所建立的類別至資料庫中：

python manage.py migrate

執行結果

從執行結果可以看到，posts應用程式(APP)的Migration(資料遷移)已成功執行。另外，如果想要知道執行Migration(資料遷移)時，背後所產生的SQL指令，則可以利用sqlmigrate指令，加上應用程式(APP)名稱及Migration(資料遷移)檔案的前方代碼，如下範例：

python manage.py sqlmigrate posts 0001

執行結果

四、SQLite資料庫

SQLite是一個輕量級的資料庫，通常運用在資料量不多的應用程式上，而Django框架預設即提供了SQLite資料庫。

為了方便管理SQLite資料庫及查看剛剛執行Migration(資料遷移)的結果，可以至SQLite Browser下載管理工具，安裝完成後，會看到如下畫面：

接著，回到桌面將Django專案中的db.sqlite3檔案拖拉至空白處，結果如下：

從中即可看到，Django專案所執行的posts應用程式(APP) Migration(資料遷移)，成功的在資料庫中建立「景點位置」及「景點貼文」資料表。

五、小結

以上就是Django Migration(資料遷移)的基本觀念，透過這樣的技術，開發人員即可在Django專案中，靈活的切換不同的資料庫，並且利用物件的觀念來操作資料。如果在練習的過程中，有遇到任何問題，歡迎留言提問，我將會盡力為大家解答。

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