Python3 MySQL 数据库连接 – PyMySQL 驱动（超详细）

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前言

在现代软件开发中，数据库连接是构建应用程序的核心能力之一。无论是构建 Web 应用、数据分析工具还是自动化脚本，与数据库的交互都至关重要。Python 作为一门灵活且功能强大的语言，通过第三方库 PyMySQL，能够高效地实现与 MySQL 数据库的连接和操作。本文将从基础到进阶，逐步讲解如何使用 PyMySQL 实现 Python3 与 MySQL 的数据交互，并通过实际案例帮助读者掌握关键知识点。

一、PyMySQL 的核心概念与安装配置

1.1 什么是 PyMySQL？

PyMySQL 是一个纯 Python 编写的 MySQL 客户端库，它实现了 Python 数据库 API 规范 v2.0，并且兼容 Python3。与官方的 MySQL Connector/Python 相比，PyMySQL 的优势在于其轻量级、跨平台特性，以及对中文编码的支持更为友好。

可以将 PyMySQL 想象为一位“快递员”，它负责在 Python 程序与 MySQL 数据库之间传递数据。例如，当程序需要查询数据时，PyMySQL 会将 SQL 语句发送给数据库，再将结果“打包”返回给程序。

1.2 安装与配置

安装 PyMySQL 非常简单，只需通过 pip 命令即可完成：

pip install PyMySQL  

安装完成后，需要确保 MySQL 服务已启动，并且数据库的访问权限已配置。例如，如果数据库运行在本地，且用户名为 root、密码为 password，可以使用以下代码测试连接：

import pymysql  

try:  
    # 连接到 MySQL 服务器  
    conn = pymysql.connect(  
        host="localhost",  
        user="root",  
        password="password",  
        database="test_db",  
        charset="utf8mb4"  
    )  
    print("连接成功！")  
except Exception as e:  
    print(f"连接失败: {str(e)}")  
finally:  
    conn.close()  

注意：

• 如果遇到权限问题，需检查 MySQL 用户的访问权限是否允许从当前 IP 地址连接。
• charset="utf8mb4" 是推荐的设置，以支持完整的 Unicode 编码（如表情符号）。

二、基础操作：连接、查询与关闭

2.1 连接数据库的完整流程

PyMySQL 的连接过程分为以下步骤：

1. 建立连接：通过 connect() 方法创建与数据库的通信通道。
2. 获取游标：游标（Cursor）是执行 SQL 语句、获取结果的核心对象，类似于“导航指针”。
3. 执行 SQL 语句：通过游标对象的 execute() 方法执行查询或修改操作。
4. 提交或回滚：对数据库进行修改（如插入、更新、删除）时，需调用 commit() 提交事务，或 rollback() 回滚操作。
5. 关闭连接：释放资源，避免连接泄漏。

以下是一个完整的示例：

import pymysql  

config = {  
    "host": "localhost",  
    "user": "root",  
    "password": "password",  
    "database": "my_db",  
    "charset": "utf8mb4"  
}  

try:  
    # 建立连接  
    conn = pymysql.connect(**config)  
    cursor = conn.cursor()  

    # 执行查询  
    cursor.execute("SELECT * FROM users WHERE age > 25")  
    results = cursor.fetchall()  
    for row in results:  
        print(f"用户ID: {row[0]}, 姓名: {row[1]}, 年龄: {row[2]}")  

except Exception as e:  
    print(f"操作失败: {str(e)}")  
    conn.rollback()  # 回滚事务  
finally:  
    cursor.close()  
    conn.close()  

2.2 常见 SQL 操作示例

2.2.1 查询数据

查询操作通常使用 SELECT 语句，并通过 fetchone()、fetchmany() 或 fetchall() 方法获取结果：

cursor.execute("SELECT * FROM users WHERE id = 1")  
user = cursor.fetchone()  
print(user)  # 输出元组格式，如 (1, 'Alice', 30)  

cursor.execute("SELECT * FROM users LIMIT 5")  
users = cursor.fetchmany(3)  # 获取前 3 条记录  

2.2.2 插入数据

插入数据时，可以使用参数化查询（避免 SQL 注入）：

sql = "INSERT INTO users (name, age) VALUES (%s, %s)"  
cursor.execute(sql, ("Bob", 28))  
conn.commit()  

users = [("Charlie", 22), ("Diana", 35)]  
sql = "INSERT INTO users (name, age) VALUES (%s, %s)"  
cursor.executemany(sql, users)  
conn.commit()  

2.2.3 更新与删除

更新和删除操作与插入类似，但需注意事务的提交：

cursor.execute("UPDATE users SET age = 31 WHERE name = 'Alice'")  
conn.commit()  

cursor.execute("DELETE FROM users WHERE id = 2")  
conn.commit()  

三、高级技巧与优化

3.1 使用上下文管理器（with 语句）

通过 with 语句可以自动管理连接和游标的关闭，避免手动调用 close()：

import pymysql  

config = {  
    "host": "localhost",  
    "user": "root",  
    "password": "password",  
    "database": "my_db"  
}  

with pymysql.connect(**config) as conn:  
    with conn.cursor() as cursor:  
        cursor.execute("SELECT * FROM users")  
        print(cursor.fetchall())  

3.2 事务控制

在需要保证数据一致性的场景（如转账操作），可以显式开启事务：

try:  
    with pymysql.connect(**config) as conn:  
        conn.begin()  # 开始事务  
        cursor = conn.cursor()  

        cursor.execute("UPDATE accounts SET balance = balance - 100 WHERE id = 1")  
        cursor.execute("UPDATE accounts SET balance = balance + 100 WHERE id = 2")  

        conn.commit()  # 提交事务  
except Exception as e:  
    conn.rollback()  # 发生错误时回滚  

3.3 游标类型与性能优化

PyMySQL 提供了多种游标类型，以适应不同场景：

示例代码：

with conn.cursor(pymysql.cursors.DictCursor) as cursor:  
    cursor.execute("SELECT * FROM users")  
    for row in cursor:  
        print(f"用户姓名: {row['name']}, 年龄: {row['age']}")  

3.4 预编译语句与性能提升

预编译语句（Prepared Statements）可以避免 SQL 注入，并提高重复执行的效率：

with conn.cursor() as cursor:  
    sql = "INSERT INTO logs (user_id, action) VALUES (%s, %s)"  
    cursor.prepare(sql)  # 预编译  
    for _ in range(1000):  
        cursor.execute(None, (1, "login"))  # 执行预编译语句  
    conn.commit()  

四、常见问题与解决方案

4.1 连接超时或拒绝连接

原因：MySQL 服务未启动、防火墙阻止端口（默认 3306）或用户权限配置错误。
解决方法：

• 检查 MySQL 服务状态：systemctl status mysql
• 临时开放端口：sudo ufw allow 3306
• 验证用户权限：登录 MySQL 后执行 SELECT User, Host FROM mysql.user;

4.2 SQL 注入风险

防范措施：

• 使用参数化查询，避免字符串拼接 SQL 语句。
• 限制数据库用户的权限（如只允许查询，而非修改）。

4.3 连接泄漏问题

解决方法：

• 始终在 finally 块或 with 语句中关闭连接。
• 使用连接池（如 pymysqlpool 库）管理多个连接，避免频繁创建和销毁连接。

结论

通过本文的讲解，读者应已掌握 PyMySQL 的核心用法，包括连接配置、基础 SQL 操作、事务控制以及性能优化技巧。PyMySQL 作为 Python 与 MySQL 的桥梁，不仅简化了数据库交互的复杂性，还提供了灵活的接口以应对不同场景的需求。

对于初学者，建议从简单查询开始实践，并逐步尝试编写完整的 CRUD（增删改查）功能；中级开发者则可以深入探索连接池、分布式事务等高级主题。随着实践的深入，PyMySQL 将成为构建数据驱动应用的得力工具。

如需进一步学习，可参考官方文档或尝试将 PyMySQL 与 Web 框架（如 Django 或 Flask）结合使用，以实现更复杂的应用场景。