Django ORM 源码架构与 django.db 模块解析

Django ORM 源码架构与 django.db 模块解析

前言

前文已阐述，请求（request）到达及响应（response）返回的全流程中，数据处理与数据库交互至关重要。在 views.py 的函数定义中，开发者经常需要直接与数据库进行交互操作。

Django ORM 源代码组织结构

为何不建议更换 Django 内置 ORM

针对数据库操作，Django 提供了一套内置的对象关系映射（ORM）机制。虽然其他框架允许自由替换 ORM，但 Django 强烈建议保持使用其内置 ORM。原因在于 Django 内置了大量 Model，这些 Model 均基于 Django 内置 ORM 实现；若更换 ORM，内置 Model 将失效。除非满足以下两种情况之一：

其一，开发者已完全掌握 Django ORM 原理并能定制符合其规则（如类属性命名规范等）的自定义 ORM； 其二，完全弃用 Django 内置 Model，转而使用自研 ORM。 Django 作为一个功能完备的框架，其“大而全”的特性也在一定程度上增加了系统负担，导致灵活性降低。因此，实现高内聚低耦合的设计目标并非易事。

django.db 模块源码组织结构

数据库操作本身复杂，涉及众多选项，ORM 的实现也不简单。Django 的数据库核心功能实现在 django.db 模块中。在深入细节之前，先介绍其源代码的文件组织结构：

django.db
----backends 各种数据库后端实现
  ----dummy 哑后端, 什么都不做, 定义空方法
  ----mysql mysql 实现
  ----oracle oracle 实现
  ----.....
----models 重头戏, backends 中各种数据库都是基于此实现的
  ----fields 数据库表字段实现
    ----.....
  ----sql 语句, 记录 sql 语句的各种选项, where 等, 最后生成 sql 语句; 连接数据库得到结果
    ----.....
  ----aggregates.py 聚合相关
  ----base.py 定义 Model 类
  ----constants.py 一些常量
  ----deletion.py 数据库表项的删除实现
  ----expressions.py 表达式类, where 会出现表达式
  ----loading.py
  ----manager.py ORM 的管理器
  ----options.py 数据库表选项, 譬如主键等
  ----query.py 数据库查询集类
  ----query_utils.py 小工具
  ----related.py 与`表关联`相关
  ----signals.py
  ----__init__.py

ORM 底层实现与查询协作机制

Django ORM 的底层实现主要位于 django.db.models 中。鉴于数据库操作选项繁多，本文不逐一展开所有选项的具体实现细节，而是聚焦于 Django ORM 的整体框架。当执行一个简单的查询操作时，了解其内部工作原理及工具类之间的协作方式，将使开发者在使用 Django ORM 时更加得心应手。

已在 GitHub 备份了带有注释的 Django 源码仓库：Decode-Django，感兴趣的开发者可以 Fork 查看。