Django ORM 详解：从入门到进阶，掌握数据库操作的核心

在 Django 中，ORM（Object Relational Mapping，对象关系映射） 是框架的核心之一。它允许你使用 Python 代码来操作数据库，而无需编写原始 SQL 语句。Django ORM 不仅简化了数据库操作，还提升了代码的可读性、可维护性和安全性。

本文将带你从基础到进阶，全面了解 Django ORM 的使用方式，包括模型定义、字段类型、查询操作、聚合函数、关系映射、性能优化等内容。

一、什么是 Django ORM？

ORM 是一种编程技术，它将数据库中的表映射为 Python 类，表中的行映射为类的实例，字段映射为类的属性。

在 Django 中：

• 每个模型（Model）对应数据库中的一张表；
• 每个模型实例对应表中的一条记录；
• 每个模型类的属性对应表中的字段。

优点：

• 跨数据库兼容：支持多种数据库（PostgreSQL、MySQL、SQLite、Oracle）；
• 避免 SQL 注入：ORM 会自动处理参数化查询；
• 提高开发效率：用 Python 代码操作数据库，无需写 SQL；
• 结构清晰：模型定义清晰，易于维护。

二、定义模型（Model）

示例：定义一个博客文章模型

from django.db import models

class Author(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=100)
    email = models.EmailField(unique=True)

    def __str__(self):
        return self.name

class Post(models.Model):
    title = models.CharField(max_length=200)
    content = models.TextField()
    author = models.ForeignKey(Author, on_delete=models.CASCADE)
    published = models.BooleanField(default=True)
    created_at = models.DateTimeField(auto_now_add=True)
    updated_at = models.DateTimeField(auto_now=True)

    def __str__(self):
        return self.title

常见字段类型：

三、字段选项（Field Options）

字段可以设置各种选项，控制其行为：

示例：

GENDER_CHOICES = (
    ('M', '男'),
    ('F', '女'),
)

class Profile(models.Model):
    gender = models.CharField(max_length=1, choices=GENDER_CHOICES)

四、模型关系

Django ORM 支持三种主要的关系类型：

1. 一对一（OneToOneField）

class User(models.Model):
    username = models.CharField(max_length=100)

class UserProfile(models.Model):
    user = models.OneToOneField(User, on_delete=models.CASCADE)
    bio = models.TextField()

2. 一对多（ForeignKey）

class Post(models.Model):
    author = models.ForeignKey(Author, on_delete=models.CASCADE)

3. 多对多（ManyToManyField）

class Tag(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=30)

class Post(models.Model):
    tags = models.ManyToManyField(Tag)

五、查询操作（QuerySet）

Django ORM 提供了强大的查询 API，可以使用链式调用构建复杂的查询。

1. 基本查询

Post.objects.all()                # 获取所有文章
Post.objects.get(id=1)            # 获取主键为 1 的文章（不存在会抛异常）
Post.objects.filter(title='Django') # 过滤标题为 Django 的文章
Post.objects.exclude(title='SQL')   # 排除标题为 SQL 的文章

2. 查询条件（Field Lookups）

3. 排序与切片

Post.objects.order_by('title')            # 按标题升序
Post.objects.order_by('-title')           # 按标题降序
Post.objects.all()[:5]                    # 取前5条记录

4. 聚合查询（Aggregate）

from django.db.models import Count, Avg, Max, Min, Sum

Post.objects.aggregate(Avg('id'))         # 平均值
Post.objects.aggregate(Max('id'))         # 最大值
Post.objects.annotate(count=Count('author')) # 按作者统计文章数量

六、Meta 元类配置

通过 class Meta 可以配置模型的元信息：

class Post(models.Model):
    title = models.CharField(max_length=200)

    class Meta:
        db_table = 'blog_posts'             # 自定义表名
        ordering = ['-created_at']          # 默认排序
        verbose_name = '博客文章'
        verbose_name_plural = '博客文章列表'

七、模型方法

你可以在模型中定义自定义方法，用于封装业务逻辑：

class Person(models.Model):
    first_name = models.CharField(max_length=50)
    last_name = models.CharField(max_length=50)

    def full_name(self):
        return f"{self.first_name} {self.last_name}"

八、迁移（Migrations）

每次修改模型后，需要运行迁移命令更新数据库结构：

# 生成迁移文件
python manage.py makemigrations

# 应用迁移
python manage.py migrate

九、性能优化技巧

1. 使用 select_related()（用于 ForeignKey）

Post.objects.select_related('author').all()

2. 使用 prefetch_related()（用于 ManyToManyField）

Post.objects.prefetch_related('tags').all()

3. 使用 only() 和 defer()

Post.objects.only('title', 'author')  # 只加载部分字段
Post.objects.defer('content')         # 排除某些字段

4. 使用 exists() 判断是否存在

Post.objects.filter(title='Django').exists()

十、总结

Django ORM 是一个强大而灵活的数据库抽象层，它让开发者可以用 Python 代码操作数据库，极大提升了开发效率和代码可维护性。

本文我们讲解了：

• ORM 的基本概念和优势
• 如何定义模型、字段和关系
• 查询操作（filter、exclude、order_by 等）
• 聚合与统计
• Meta 元类配置
• 模型方法
• 迁移命令
• 性能优化技巧

掌握 Django ORM 是使用 Django 构建 Web 应用的关键技能。接下来你可以深入学习：

• 自定义查询（Raw SQL、extra）
• 数据库函数（如 Concat、Substr）
• 使用事务（transaction）
• 使用数据库索引优化查询性能

十一、参考资料

Models | Django documentation | Django

QuerySet API reference | Django documentation | Django

LearnDjango | LearnDjango.com

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