FastAPI数据库集成与事务管理

title: FastAPI数据库集成与事务管理
date: 2025/04/18 00:15:34
updated: 2025/04/18 00:15:34
author: cmdragon

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FastAPI与SQLAlchemy集成指南：首先配置SQLite数据库连接，创建会话工厂和声明性基类。定义用户模型并映射表结构，使用Pydantic进行数据验证。通过依赖项获取数据库会话，实现用户创建和转账功能。事务控制通过显式开始事务和错误处理确保数据一致性。常见问题包括422验证错误、500服务器错误和完整性错误，需检查请求体、数据库连接和约束。课后Quiz解答事务回滚、SQL注入防护和并发写操作处理。

categories:

后端开发
FastAPI

tags:

FastAPI
SQLAlchemy
数据库集成
事务管理
Pydantic
错误处理
并发控制

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FastAPI数据库集成与事务管理完全指南

1. 环境准备与基础配置

在项目根目录创建database.py文件：

# 安装依赖：pip install fastapi uvicorn sqlalchemy pydantic
from sqlalchemy import create_engine
from sqlalchemy.ext.declarative import declarative_base
from sqlalchemy.orm import sessionmaker

# 配置SQLite数据库连接（生产环境建议使用PostgreSQL）
SQLALCHEMY_DATABASE_URL = "sqlite:///./test.db"
engine = create_engine(
    SQLALCHEMY_DATABASE_URL,
    connect_args={"check_same_thread": False},
    echo=True  # 显示生成的SQL语句
)

# 创建数据库会话工厂
SessionLocal = sessionmaker(autocommit=False, autoflush=False, bind=engine)

# 声明性基类
Base = declarative_base()

2. 模型定义与表结构映射

from sqlalchemy import Column, Integer, String


class User(Base):
    __tablename__ = "users"

    id = Column(Integer, primary_key=True, index=True)
    name = Column(String(50), nullable=False)
    email = Column(String(100), unique=True)
    balance = Column(Integer, default=0)


# 创建数据库表（生产环境建议使用迁移工具）
Base.metadata.create_all(bind=engine)

3. Pydantic数据模型

from pydantic import BaseModel


class UserCreate(BaseModel):
    name: str
    email: str
    balance: int = 0


class UserResponse(BaseModel):
    id: int
    name: str
    email: str
    balance: int

    class Config:
        orm_mode = True  # 启用ORM模式转换

4. 路由与数据库操作

from fastapi import APIRouter, Depends, HTTPException
from sqlalchemy.orm import Session

router = APIRouter()


# 依赖项获取数据库会话
def get_db():
    db = SessionLocal()
    try:
        yield db
    finally:
        db.close()


@router.post("/users/", response_model=UserResponse)
def create_user(user: UserCreate, db: Session = Depends(get_db)):
    # 显式开始事务
    transaction = db.begin()
    try:
        db_user = User(**user.dict())
        db.add(db_user)
        db.commit()
        db.refresh(db_user)
        return db_user
    except Exception as e:
        transaction.rollback()
        raise HTTPException(
            status_code=400,
            detail=f"创建用户失败: {str(e)}"
        )

5. 事务控制与错误处理

多操作事务示例：

def transfer_funds(sender_id: int, receiver_id: int, amount: int, db: Session):
    transaction = db.begin()
    try:
        # 获取发送方账户
        sender = db.query(User).filter(User.id == sender_id).with_for_update().first()
        if not sender or sender.balance < amount:
            raise ValueError("余额不足或账户不存在")

        # 获取接收方账户
        receiver = db.query(User).filter(User.id == receiver_id).with_for_update().first()
        if not receiver:
            raise ValueError("接收方账户不存在")

        # 执行转账
        sender.balance -= amount
        receiver.balance += amount

        db.commit()
        return {"message": "转账成功"}

    except Exception as e:
        transaction.rollback()
        raise HTTPException(status_code=400, detail=str(e))

6. 常见报错解决方案

问题1：422 Validation Error

现象：请求参数验证失败
解决方法：
1. 检查请求体是否符合Pydantic模型定义
2. 使用Swagger UI测试接口
3. 查看返回的detail字段中的具体错误信息

问题2：500 Internal Server Error

现象：数据库连接失败
解决方法：
1. 检查数据库URL格式是否正确
2. 验证数据库服务是否正常运行
3. 检查数据库用户权限设置

问题3：IntegrityError (sqlalchemy.exc.IntegrityError)

现象：违反数据库约束
解决方法：
1. 检查唯一性约束字段（如email）
2. 验证外键关联是否存在
3. 确保NOT NULL字段都有值

7. 课后Quiz

Q1：以下哪种情况会导致事务自动回滚？
A) 代码中显式调用commit()
B) 发生未捕获的异常
C) 使用with_for_update()
D) 调用refresh()方法

正确答案：B
解析：当数据库操作过程中出现未捕获的异常时，SQLAlchemy会自动回滚当前事务，保证数据一致性。

Q2：如何防止SQL注入攻击？
A) 使用字符串拼接查询
B) 始终使用ORM查询方法
C) 手动转义特殊字符
D) 关闭数据库日志

正确答案：B
解析：SQLAlchemy的ORM系统会自动处理参数化查询，避免直接拼接SQL语句，从根本上防止SQL注入。

Q3：什么情况下需要使用with_for_update()？
A) 需要提高查询性能
B) 处理并发写操作
C) 创建数据库索引
D) 执行批量插入

正确答案：B
解析：with_for_update()在事务中锁定查询行，防止其他事务修改，用于处理需要保证数据一致性的并发写操作场景。

通过本文的学习，您应该已经掌握FastAPI集成SQLAlchemy的核心方法，理解事务控制原理，并能够处理常见的数据库操作问题。建议在实际项目中结合Alembic进行数据库迁移管理，并配置连接池优化性能。

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FastAPI数据库集成与事务管理

FastAPI数据库集成与事务管理完全指南

1. 环境准备与基础配置

2. 模型定义与表结构映射

3. Pydantic数据模型

4. 路由与数据库操作

5. 事务控制与错误处理

6. 常见报错解决方案

7. 课后Quiz

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