Базы данных в Python: как подключить PostgreSQL и что это такое

Рассказываем, как работать с PostgreSQL в Python и почему для этого мы используем именно модуль Psycopg2.

• Установка Psycopg2
• Использование Psycopg2
• Взаимодействие Python с PostgreSQL
• Выполнение запросов

Во время разработки приложений часто нужно подключать и использовать базы данных для хранения информации. Самая распространенная база данных — PostgreSQL, поэтому мы расскажем, как работать в Python именно с ней. Для этого существует множество модулей, например:

• Psycopg2
• py-postgresql
• pg8000

Мы расскажем именно про модуль Psycopg2. И выбрали мы его по таким причинам:

• Распространенность — Psycopg2 использует большинство фреймворков Python
• Поддержка — Psycopg2 активно развивается и поддерживает основные версии Python
• Многопоточность — Psycopg2 позволяет нескольким потокам поддерживать одно и то же соединение

Установка Psycopg2

Для начала работы с модулем достаточно установить пакет при помощи pip:

pip install psycopg2-binary

Если в вашем проекте используется poetry, то при первоначальной настройке проекта нужно добавить psycopg2-binary в зависимости. Для добавления в уже существующий проект воспользуйтесь командой:

poetry add psycopg2-binary

Использование Psycopg2

Подключение к БД:

Для подключения к существующей базе данных необходимо знать основную информацию о вашей БД. Если вы не знаете, где ее взять, то пройдите сначала наш большой курс по Основам баз данных:

• Username — имя пользователя, которое вы используете для работы с PostgreSQL
• Password — пароль, который используется пользователем
• Host Name — имя сервера или IP-адрес, на котором работает PostgreSQL
• Database Name — имя базы данных, к которой мы подключаемся.

Для подключения к базе данных мы используем метод connect(), которому в качестве аргументов передаются вышеперечисленные данные:

import psycopg2

try:
    # пытаемся подключиться к базе данных
    conn = psycopg2.connect(dbname='test', user='postgres', password='secret', host='host')
except:
    # в случае сбоя подключения будет выведено сообщение в STDOUT
    print('Can`t establish connection to database')

Также подключение к базе данных может осуществляться с помощью Connection URI:

import psycopg2
try:
    # пытаемся подключиться к базе данных
    conn = psycopg2.connect('postgresql://user:password@host:port/database_name')
except:
    # в случае сбоя подключения будет выведено сообщение  в STDOUT
    print('Can`t establish connection to database')

Читайте также: Вышел Python 3.11.0. В два раза быстрее, c детальным описанием ошибок и кучей новых типов

Взаимодействие Python с PostgreSQL

Итак, подключение к базе данных успешно выполнено. Дальше мы будем взаимодействовать с ней через объект cursor, который можно получить через метод cursor() объекта соединения. Он помогает выполнять SQL-запросы из Python.

# получение объекта курсора
cursor = conn.cursor()

С помощью cursor происходит передача запросов базе данных:

# Получаем список всех пользователей
cursor.execute('SELECT * FROM users')
all_users = cursor.fetchall()
cursor.close() # закрываем курсор
conn.close() # закрываем соединение

Для получения результата после выполнения запроса используются следующие команды:

• cursor.fetchone() — вернуть одну строку
• cursor.fetchall() — вернуть все строки
• cursor.fetchmany(size=10) — вернуть указанное количество строк

Хорошей практикой при работе с базой данных является закрытие объекта cursor и соединения с базой. Для автоматизации этого процесса удобно взаимодействовать через контекстный менеджер, используя конструкцию with :

with conn.cursor as curs:
    curs.execute('SELECT * FROM users')
    all_users = curs.fetchall()

В тот момент, когда объект cursor выходит за пределы конструкции with, происходит его закрытие и освобождение связанных с ним ресурсов.

По умолчанию результат возвращается в виде кортежа. Такое поведение возможно изменить, передав параметр cursor_factory в момент открытия объекта cursor, например, использовать NamedTupleCursor. Это вернет данные в виде именованного кортежа:

from psycopg2.extras import NamedTupleCursor
# …
with conn.cursor(cursor_factory=NamedTupleCursor) as curs:
    curs.execute('SELECT * FROM users WHERE name=%s', (name='Alfred'))
    alfred = curs.fetchone()
    alfred # (id=10, name='Alfred', age='90')
    # …

Выполнение запросов

Psycopg2 преобразует переменные Python в SQL значения с учетом их типа. Все стандартные типы Python адаптированы для правильного представления в SQL.

Передача параметров в SQL-запрос происходит с помощью подстановки плейсхолдеров %s и цепочки значений в качестве второго аргумента функции:

with conn.cursor() as curs:
    curs.execute('SELECT id, name FROM users WHERE name=%s', ('John',))
    curs.fetchall()
    # …
with conn.cursor() as curs:
    curs.execute(INSERT INTO users (name, age) VALUES (%s, %s), ('John', 19))
    # …
conn.close()

Подстановка значений в SQL-запрос используется для того, чтобы избежать атак типа SQL Injection. Также несколько полезных советов по построению запросов:

• Плейсхолдер должен быть %s даже если тип подставляемого значения отличается от строки
• Не заключайте плейсходер в кавычки
• Если в запросе используется знак %, он должен быть указан как %%