作者 Eaton
导语
在后台开发中,我们经常需要和数据库打交道,而在 C++ 开发中,MySQL Connector/C++ 只提供了基础操作接口,复杂的业务常常需要一系列复杂的调用过程,非常容易出错,那有什么方法可以避免呢?TarsCpp 中提供了数据库操作类 TC_Mysql
,使我们能够方便地进行数据库操作,提高业务开发效率。本文将对 TC_Mysql
进行介绍分析。
目录
- 简介
- MySQL 常用 API
- 存在的问题
- 数据库配置接口 TC_DBConf
- 数据库操作类 TC_Mysql
- 构造函数
- MySQL 操作函数
- 数据存储类 MysqlRecord 与 MysqlData
- 数据库异常类 TC_Mysql_Exception
MySQL
简介
数据库是计算机应用系统中一种专门管理数据资源的系统,以数据为中心,解决了传统文件存储数据存在的数据冗余、移植性差等问题。在后台开发中,数据库操作具有非常重要的地位,不可避免地需要和数据库打交道。现在市面上的数据库软件多种多样,最常用的便是 MySQL。它是一款安全、跨平台、高效的关系型数据库系统,由瑞典的 MySQL AB 公司开发、发布并支持。由于其体积小、速度快、总体拥有成本低,尤其是开放源码这一特点,使得很多公司都采用 MySQL 数据库以降低成本。
数据库的基础操作包括增、删、改、查四种操作,对应的在 MySQL 中为 Insert, Delete, Update, Select 等,能够方便地实现对数据库中数据的管理。
MySQL 常用 API
MySQL 支持了各种主流的程序设计语言,提供了丰富的数据库操作 API 函数。在 C++ 开发中,MySQL 官方提供了相关的数据库连接动态库 MySQL Connector/C++,接口定义在 mysql.h
中,包含 MySQL 基础操作 API,像常用的 mysql_real_connect
, mysql_real_query
, mysql_store_result
, mysq
_fetch_row
等。其中
mysql_real_connect
用于创建到 MySQL 数据库服务的连接;
mysql_real_query
用于执行 MySQL 语句;
mysql_store_result
用于将执行结果保存到本地;
mysql_fetch_row
用于获取返回结果中的行。
这四个函数一般情况下能够满足大部分需求,它们在 mysql.h
中的声明如下
MYSQL *STDCALL mysql_real_connect(MYSQL *mysql, const char *host,
const char *user, const char *passwd,
const char *db, unsigned int port,
const char *unix_socket,
unsigned long clientflag);
int STDCALL mysql_real_query(MYSQL *mysql, const char *q, unsigned long length);
MYSQL_RES *STDCALL mysql_store_result(MYSQL *mysql);
MYSQL_ROW STDCALL mysql_fetch_row(MYSQL_RES *result);
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mysql_real_connect
函数有很多参数,涵盖了连接数据库所需要的基本信息如 host, user, password 等,成功创建连接会获得一个 MYSQL
对象,并将参数中的 MYSQL *
指针 mysql
指向该对象,供其它操作使用。
mysql_real_query
函数需要传入刚才提到的连接对象指针,SQL 字符串 q
和字符串长度 length
,返回执行结果的行数。
mysql_store_result
函数传入 MYSQL
对象指针,返回执行结果,类型为 MYSQL_RES
。
mysql_fetch_row
传入获取的结果,返回每行的数据。
存在的问题
然而使用这些接口进行一次 MySQL 操作是非常麻烦的一件事,下面我们通过一个例子来看看如何通过这四个函数实现一次 MySQL 查询操作
#include "mysql.h"
using namespace std;
int main()
{
// 创建 MYSQL 对象
MYSQL *mysql = mysql_init(NULL);
// 创建连接
mysql_real_connect(mysql, "127.0.0.1", "root", "123456", "db_tars", 3306, NULL, 0);
// 执行sql语句
string sql = "select * from server";
mysql_real_query(mysql, sql.c_str(), sql.length());
// 获取执行结果
MYSQL_RES *res = mysql_store_result(mysql);
// 字段名数组
vector<string> fields;
MYSQL_FIELD *field;
// 通过 mysql_fetch_field 获取字段名保存在数组 fields 中
while((field = mysql_fetch_field(res)))
{
fields.push_back(field->name);
}
// 声明 row 用于保存每行数据
MYSQL_ROW row;
// 读取返回结果所有字段值
// mysql_fetch_row 从 res 中获取一行数据
while((row = mysql_fetch_row(res) != (MYSQL_ROW)NULL))
{
// 获取每个字段值的字符串长度,因为每个字段是一个字符数组 (C 风格字符串)
unsigned long * lengths = mysql_fetch_lengths(res);
for(size_t i = 0; i < fields.size(); i++)
{
cout << fields[i] << ":" << string(row[i], lengths[i]) << ";";
}
cout << endl;
}
return 0;
}
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上述代码在 main
函数中,用最简单的方式实现了查询操作,没有包含任何错误和返回值判断的逻辑,但是看起来已经很复杂了。而实际业务场景中通常还需要对一些错误码还有返回结果进行判断,比如连接失败或断开,返回值为空等,总的来说,存在以下几个问题
可见,开发者需要关注的细节太多,会很大程度上降低了开发效率。因此,把开发者无需关注的或重复的过程和细节隐藏起来,将 MySQL 操作 API 进一步封装,显得非常必要。自己封装的话未免太过于小题大做,而且难免有疏漏,对开发者自身能力要求也比较高。常见的方式是引入完备的第三方库,TarsCpp 的工具组件中就包含数据库操作类 TC_Mysql
,能够完美解决这些问题。
TC_Mysql
TC_Mysql
是 TarsCpp 中提供的 MySQL 操作类,定义在文件 tc_mysql.h 中,对 MySQL C++ 库中提供的 API 进一步地封装,屏蔽了很多与业务开发无关的细节,使用上更加方便简单。
文件 tc_mysql.h
中定义了三个类 TC_DBConf
, TC_Mysql
, TC_Mysql_Exception
。其中 TC_Mysql
类中还定义两个子类。如图所示
tc_mysql.h
│
├── TC_DBConf # 数据库配置接口
├── TC_Mysql # 数据库操作类
│ ├── MysqlRecord # 数据库记录类(单条查询记录)
│ └── MysqlData # 数据库数据类(所有查询记录)
└── TC_Mysql_Exception # 数据库异常类
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其中异常类 TC_Mysql_Exception
和数据库配置接口 TC_DBConf
作为辅助类,主要在类 TC_Mysql
中使用。
TC_Mysql
类中的两个子类 MysqlRecord
和 MysqlData
,作为数据存储类,类似于 MySQL C++ 库中的 MYSQL_ROW
和 MYSQL_RES
,用于保存每次查询返回的结果。
下面我们就来对每个类进行分析。
数据库配置接口 TC_DBConf
在类 TC_Mysql
中,使用 TC_DBConf
类型的成员变量 _dbConf
来保存 MySQL 配置信息。TC_DBConf
用于保存数据库的连接配置如 host、user 等,提供了 loadFromMap
接口,能够从 map
类型变量中读取数据库配置。我们可以通过两种方式来加载配置
TC_DBConf dbConf;
dbConf._host = "127.0.0.1";
dbConf._user = "root";
...
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map<string, string> mapConf;
mapConf.insert(make_pair("dbhost", "127.0.0.1"));
mapConf.insert(make_pair("dbuser", "root"));
...
TC_DBConf dbConf;
dbConf.loadFromMap(mapConf);
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TC_DBConf
的定义也非常简单,具体如下
/**
* @brief 数据库配置接口
*/
struct TC_DBConf
{
string _host;
string _user;
string _password;
string _database;
string _charset;
int _port;
int _flag;
/**
* @brief 构造函数
*/
TC_DBConf()
: _port(0)
, _flag(0)
{}
/**
* @brief 读取数据库配置.
*
* @param mpParam 存放数据库配置的map
* dbhost:主机地址
* dbuser:用户名
* dbpass:密码
* dbname:数据库名称
* dbport:端口
*/
void loadFromMap(const map<string, string> &mpParam)
{
map<string, string> mpTmp = mpParam;
_host = mpTmp["dbhost"];
_user = mpTmp["dbuser"];
_password = mpTmp["dbpass"];
_database = mpTmp["dbname"];
_charset = mpTmp["charset"];
_port = atoi(mpTmp["dbport"].c_str());
_flag = 0;
if(mpTmp["dbport"] == "")
{
_port = 3306;
}
}
};
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数据库操作类 TC_Mysql
构造函数
TC_Mysql
提供了三个版本的构造函数,实现了多种初始化方式。
支持传入一个 TC_DBConf
对象来进行初始化,简化了参数,降低了出错的可能,也能提高代码可读性。
TC_Mysql(const TC_DBConf& tcDBConf);
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提供默认构造函数,不传入参数,后续使用时再进行初始化。
与 mysql_real_connet
参数相似,传入数据库配置信息来初始化。
不同的是这种方式在构造对象时即完成 MySQL 连接的初始化,而且可以直接使用 string
类型字符串。mysql_real_connect
需要先通过 mysql_init
创建对象后才能调用(可见 MySQL 常用 API 部分的示例),并且只能传入 C 风格的字符串。
TC_Mysql(const string& sHost, const string& sUser = "", const string& sPasswd = "", const string& sDatabase = "", const string &sCharSet = "", int port = 0, int iFlag = 0);
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下面这个例子展示了这三种构造方式
// 声明并初始化数据库配置对象 dbConf
TC_DBConf dbConf;
dbConf._port = 3306;
dbConf._host = "127.0.0.1";
dbConf._user = "root";
dbConf._password = "12345";
dbConf._database = "db_tars";
dbConf._charset = "utf8";
// 通过 TC_DBConf 对象构造初始化
TC_Mysql mysqlObj0(dbConf);
// 先构造对象,不初始化,后续使用init初始化
TC_Mysql mysqlObj1 = new TC_Mysql();
mysqlObj1.init(dbConf);
// 直接传入数据库配置初始化
TC_Mysql mysqlObj2("127.0.0.1", "root", "12345", "db_tars", "utf8", 3306);
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MySQL 操作函数
TC_Mysql
中的包含了 Insert、Update、Replace、Delete、Query 等常用操作的函数,更加符合一般使用场景,相比 MySQL C++ 库都通过 mysql_real_query
来实现,使用上要简单得多。常用的几个操作函数声明如下
// 插入记录
size_t insertRecord(const string &sTableName, const map<string, pair<FT, string> > &mpColumns);
// 更新记录
size_t updateRecord(const string &sTableName, const map<string, pair<FT, string> > &mpColumns, const string &sCondition);
// 替换记录
size_t replaceRecord(const string &sTableName, const map<string, pair<FT, string> > &mpColumns);
// 删除记录
size_t deleteRecord(const string &sTableName, const string &sCondition = "");
// 获取记录计数
size_t getRecordCount(const string& sTableName, const string &sCondition = "");
// 字符转义
string realEscapeString(const string& sFrom);
// 查询记录
MysqlData queryRecord(const string& sSql);
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更多其他操作函数参见 tc_mysql.h
从上述定义中可以看出,增、删、改相关的操作不需要自己构建 SQL 语句,传入相关参数就能够完成操作。
实际上,构造 SQL 语句的过程封装在函数中。
其中参数 sTableName
为表名,mpColumns
为需要插入、更新或替换的数据, sCondition
为条件。下面通过一个例子来看看如何使用这些操作函数
...
// 表名
string tableName = "tars_table";
// 构造需要增、删、改的数据
map<string, pair<TC_Mysql::FT, string>> record0;
record0.insert(make_pair("user_id" , make_pair(TC_Mysql::DB_STR, "abcd")));
record0.insert(make_pair("age" , make_pair(TC_Mysql::DB_INT, "25")));
// 构造用于替换的数据
map<string, pair<TC_Mysql::FT, string>> record1;
record1.insert(make_pair("user_id" , make_pair(TC_Mysql::DB_STR, "abcd")));
record1.insert(make_pair("age" , make_pair(TC_Mysql::DB_INT, "40")));
try
{
// mysqlObj0 为前文已经初始化好的 TC_Mysql 对象指针
// 向 tars_table 插入记录
mysqlObj0->insertRecord(tableName, record0);
// 获取 user_id 为 abcd 的记录计数
int count = mysqlObj0->getRecordCount(tableName, "where `user_id`='abcd'");
// 替换 user_id 为 abcd 的记录(不存在则为插入数据), 替换后 age 值为 40
mysqlObj0->replaceRecord(tableName, record1);
// 更新 user_id 为 abcd 的记录,更新后 age 值为 25
mysqlObj0->updateRecord(tableName, record0, "where `user_id`='abcd'");
// 删除 age 为 25 的记录
mysqlObj0->deleteRecord(tableName, "where `age`=40");
}
catch (exception &e)
{
// 异常处理
...
}
...
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可以看到上述示例中存在一个 TC_Mysql::FT
类型,定义如下
/**
* @brief 定义字段类型,
* DB_INT:数字类型
* DB_STR:字符串类型
*/
enum FT
{
DB_INT,
DB_STR,
};
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它是 TC_Mysql
类中定义的枚举类型,用于定义字段的类型为字符串还是数字,判断在构建 SQL 语句时是否需要添加引号 ''
并转义。
例如上述例子中,最后实际执行的 Insert SQL 语句中,abcd
有引号,25
没有引号,如下
insert into tars_table (`user_id`, `age`) values ('abcd', 25)
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增、删、改都有了,那么查(Query)呢?就是前面定义中的 queryRecord
了。与 mysql_real_query
类似,参数传入 SQL 语句字符串。
MysqlData queryRecord(const string& sSql);
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不同的是,queryRecord
传入参数类型为 string
,不需要额外传入字符串长度;并且 queryRecord
直接返回查询结果记录,不需要再调用 mysql_store_result
等函数来获取(实际上这个过程封装在函数内,参见 TC_Mysql 源码)。
具体使用方式如下
...
// 声明返回数据
TC_Mysql::MysqlData res;
try
{
res = mysqlObj->queryRecord("select user_id, age from tars_table");
}
catch (exception &e)
{
cout << "Error: " << e.what() << endl;
}
size_t resCount = res.size();
// 输出返回数据
for (size_t i = 0; i < resCount; ++i)
{
cout << "user_id: " << res[0]["user_id"]
<< " age: " << res[0]["age"]
<< endl;
}
...
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返回数据的类型为 MysqlData
,它是 TC_Mysql
的子类,用于保存数据,相当于 MySQL C++ 库中的 MYSQL_RES
,我们会在下一部分详细介绍它。读取 MysqlData
类型数据的过程非常友好方便,能够直接以数组的方式遍历,并且读取字段值的类型为 string
而不是 char *
,不需要额外获取字符串长度。这也使得代码变得更加简洁清晰。
数据存储类 MysqlRecord 与 MysqlData
类 TC_Mysql
中包含了两个子类 MysqlRecord
和 MysqlData
,用于保存查询返回的数据,方便数据的读取。MysqlRecord
相当于 map
,用于保存一条记录;MysqlData
相当于 MysqlRecord
类型数组,用于保存多条记录。
MysqlRecord
MysqlRecord
类用于记录一条 mysql 的记录,相当于 MYSQL_ROW
,在 MysqlData
中被使用。MysqlRecord
类型的对象能够直接使用下标访问数据,例如
map<string, string> record_map;
record_map.insert(make_pair("name", "TARS"));
// 构建并初始化对象
TC_Mysql::MysqlRecord record(record_map);
// 通过下标访问
cout << record["name"] << endl;
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MysqlRecord
类的定义如下
/**
* @brief mysql的一条记录
*/
class MysqlRecord
{
public:
/**
* @brief 构造函数.
* @param record
*/
MysqlRecord(const map<string, string> &record);
/**
* @brief 获取数据,s一般是指数据表的某个字段名
* @param s 要获取的字段
* @return 符合查询条件的记录的s字段名
*/
const string& operator[](const string &s);
protected:
const map<string, string> &_record;
};
复制代码
可以看到 MysqlRecord
重载了 []
运算符,实现了像 map
一样的下标访问数据的方式。MysqlRecord
还包含 map<string, string>
类型引用的成员变量 _record
,因此实际保存记录的数据类型为 map<string, string>
。
MysqlData
保存一次查询的所有 mysql 数据记录,相当于 MYSQL_RES
,每条记录即为一个 MysqlRecord
类型的数据。MysqlData
类型的数据能够通过下标访问每条记录,与数组相似,比如下面的例子
map<string, string> record_map;
record_map.insert(make_pair("name", "TARS"));
// 声明对象
TC_Mysql::MysqlData data;
// 添加记录
data.data().push_back(record_map);
// 通过下标获取 MysqlRecord 对象
TC_Mysql::MysqlRecord record = data[0];
cout << record["name"] << endl;
cout << data[0]["name"] << endl;
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MysqlData
重载了 []
运算符,实现了与数组一样的方式遍历和读取记录,每条记录类型为 MysqlRecord
。实际保存数据的成员变量为 _data
,类型为 vector< map<string, string> >
,即通过 vector
容器来保存所有记录。定义如下
/**
* @brief 查询出来的mysql数据
*/
class MysqlData
{
public:
/**
* @brief 所有数据.
* @return vector<map<string,string>>&
*/
vector<map<string, string> >& data();
/**
* @brief 数据的记录条数
* @return size_t
*/
size_t size();
/**
* @brief 获取某一条记录.
* @param i 要获取第几条记录
* @return MysqlRecord类型的数据,可以根据字段获取相关信息,
*/
MysqlRecord operator[](size_t i);
protected:
vector< map<string, string> > _data;
};
复制代码
数据库异常类 TC_Mysql_Exception
在前面 MySQL 的介绍中可以看到,常规 MySQL 的操作没有进行异常判断和处理,需要自己实现相关的逻辑。
tc_mysql.h
中定义了异常类 TC_Mysql_Exception
,用于在 MySQL 操作出现错误时抛出异常,作为类 TC_Mysql
的辅助类被使用。例如下面是 TC_Mysql
中函数 queryRecord
的部分实现,返回的指针 pstRst
为空时抛出一个错误:
...
MYSQL_RES *pstRes = mysql_store_result(_pstMql);
if(pstRes == NULL)
{
throw TC_Mysql_Exception("[TC_Mysql::queryRecord]: mysql_store_result: " + sSql + " : " + string(mysql_error(_pstMql)));
}
...
复制代码
TC_Mysql
类中包含了异常处理逻辑,并将异常通过 TC_Mysql_Exception
抛出。方便用户在使用时,能够直接通过 try catch
来捕捉异常,比如
...
tars::TC_Mysql *mysql_ptr = new tars::TC_Mysql();
try
{
mysql_ptr->init("127.0.0.1", "root", "123456", "db_tars", "utf-8", 3306);
mysql_ptr->connect();
}
catch (exception &e)
{
// 获取异常信息
cout << e.what() << endl;
...
}
...
复制代码
总结
TC_Mysql
在 MySQL Connector C++ API 基础上进一步封装,对一些常用的流程例如 Insert、Update、Replace 等操作封装了独立的操作函数,使开发者无需自行拼接 SQL 语句,降低了出错的可能;同时屏蔽了错误处理等逻辑,开发者无需关注,仅通过 try catch
语句即可捕捉异常。另外,通过类 MysqlRecord
, MysqlData
保存返回数据类型,极大的方便了数据的读取。这些都使得开发者能够更加方便地操作 MySQL,专注于业务代码的开发,进一步提高开发效率。
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