SQL in Go

在Go语言中使用SQL的相关知识。

关于`sql.DB`

在Go语言中，访问数据库是通过sql包中的DB对象实现的。

首先，sql.DB并不是一个数据库连接！它也不对应于数据库理论中的任一概念，其只是一个接口的抽象以及数据库的表示。数据库可以是一个本地文件、一个网络链接或者内存、进程数据程。

sql.DB默默地处理了一些重要的事情：

通过数据库驱动打开或者关闭与底层数据库的连接
若有需要，它会去管理维护一个数据库连接池

sql.DB这一层抽象让你不用操心与底层数据库之间的并发操作。当你通过一个连接进行数据库操作时，它会标记连接为正在使用状态，然后在使用完毕时将其回收到连接池中。而如果你忘了释放连接回连接池，将有可能打开大量未释放连接，然后耗尽资源无法正常使用。

关于数据库驱动

当操作数据库时，你除了用到Go标准库中的sql包外，还应该引用一个与真实数据库相关的驱动包。不同的数据库需要不同的驱动。
但是，一般来说，你不应该直接使用驱动包，而是应该使用标准包。这样会让你不限定于使用某一种数据库，可以轻易切换底层数据库，同时也让你用Go标准模式而不是驱动提供的方式来操作数据库。

引用数据库驱动方式如下：

import (
    "database/sql"
    _ "github.com/go-sql-driver/mysql"
)

这里代码使用Go标准库sql包，同时引入Go语言的MySQL驱动。

使用数据库

要使用数据库，就需要获得一个数据库对象sql.DB，如下所示：

db, err := sql.Open("mysql", "user:password@tcp(127.0.0.1:3306)/hello")
if err != nil {
    log.Fatal(err)
}
defer db.Close()

这里通过Open方法来获得一个数据库引用。你应该总是检查是否有错误，来防止意外情况。

注意，这里的Open方法并没有建立与数据库的链接，也没有查检查驱动的语法是否正确。如果你想要检查是否可能连接到数据库，可以使用Ping方法来实现：

err = db.Ping()
if err != nil {
    // do something here
}

注意虽然关闭一个已打开的数据库链接看起来是很自然的一件事，但是由于sql.DB对象的设计成长久存活的，所以不要频繁地使用Open和Close方法。如果你频繁的开关数据库链接，将会引发很多网络问题，比如大量TCP链接处于等待状态，资源耗尽。

从数据库中查询数据

从数据库中查询数据有几种方式：

直接使用查询语句进行查询
使用预声明进行多次查询
使用预声明进行单次查询
只获取单行数据的查询

直接查询

示例如下：

var (
    id int
    name string
)
rows, err := db.Query("select id, name from users where id = ?", 1)
if err != nil {
    log.Fatal(err)
}
defer rows.Close()
for rows.Next() {
    err := rows.Scan(&id, &name)
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
    log.Println(id, name)
}
err = rows.Err()
if err != nil {
    log.Fatal(err)
}

这里我们想要查询id为1的用户的ID与名字，使用了db.Query这个方法进行直接查询。

这里有很多值得注意的地方：

注意检查错误，不要忽略错误
使用完查询结果后，要注意关闭rows.Close()
遍历rows使用的是rows.Next这个方法
读取查询结果时使用的是Scan方法
使用完rows之后要注意检查是否有错误rows.Err()

其中rows.Close()这个方法是一个无害的方法，可以重复调用。但是，在使用这个方法前，必须先检查前面操作有没有错误产生。

使用声明进行查询

示例如下：

stmt, err := db.Prepare("select id, name from users where id = ?")
if err != nil {
    log.Fatal(err)
}
defer stmt.Close()
rows, err := stmt.Query(1)
if err != nil {
    log.Fatal(err)
}
defer rows.Close()
for rows.Next() {
    // ...
}
if err = rows.Err(); err != nil {
    log.Fatal(err)
}

这里使用db.Prepare方法创建一个声明(Statement)stmt来进行后续使用。使用声明进行数据库操作要比字符串拼接直接查询好得多。

单行数据查询

单行数据查询表示每次查询最多只会取得一行数据，示例如下：

var name string
err = db.QueryRow("select name from users where id = ?", 1).Scan(&name)
if err != nil {
    log.Fatal(err)
}
fmt.Println(name)

在单行查询时，查询不会返回错误，只有在读取结果时候可能返回错误。

你同样也可以在预声明中使用单行查询

stmt, err := db.Prepare("select name from users where id = ?")
if err != nil {
    log.Fatal(err)
}
var name string
err = stmt.QueryRow(1).Scan(&name)
if err != nil {
    log.Fatal(err)
}
fmt.Println(name)

关于预声明的缺点

使用预声明(Prepared Statement)有很多好处（安全、有效、方便等）。但是，由于Go在database/sql这一层的抽象，所以预声明运作可能与你想要的有差异。

在某些实现中，预声明是与底层真实链接绑定的，然后操作都是在同一条链路上。而Go中则不是：

当你定义了一个预声明，它会准备一个在连接池中的链接。
stmt对象会记住所使用的那个链接。
当你使用stmt对象的时候，它会尝试使用原来的链接。但当原来的链接关闭或者被占用的时候，它就会再从连接池里取出一条链接重新绑定，这样可能会造成大量的预声明泄露。

操作数据

在一般语言或者库中，读取数据与更新修改数据可能使用的是同样的接口。但是在Go语言中，这两者是有很大差别的。

在Go语言中，读取操作一般使用db.Query这个接口，而操作数据一般使用db.Exec这个接口。因为在Go语言中，Exec方法返回的是sql.Result对象，而Query返回的是Rows对象。而如果Rows对象里还有数据未消息的话，其将保持底层链接不释放直到关闭，很可能造成泄露。

事务处理

一个事务会保证事务内所有操作在一条链接上进行。所以，事务内的预声明将不会出现上面所述的缺点情况。

使用事务时候，不要将事务方法Begin()或者Commit()与SQL语句里的BEGIN或者COMMIT关键词混合使用。

在一个事务内，不要再去使用db对象，用tx对象执行所有操作。如下所示：

tx, err := db.Begin()
if err != nil {
    log.Fatal(err)
}
defer tx.Rollback()
stmt, err := tx.Prepare("INSERT INTO foo VALUES (?)")
if err != nil {
    log.Fatal(err)
}
defer stmt.Close() // danger!
for i := 0; i < 10; i++ {
    _, err = stmt.Exec(i)
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
}
err = tx.Commit()
if err != nil {
    log.Fatal(err)
}
// stmt.Close() runs here!

处理错误

在进行数据库操作时，可能出现错误的地方，都不应该忽略!

在进行数据库操作时，有几处地方的错误需要特别注意：

1）遍历查询结果后可能出现的错误

for rows.Next(); {
}
if err = rows.Err(); err != nil {
    // handle error here
}

2）关闭查询结果时可能出现的错误

for rows.Next() {
    // ...
    break; // whoops, rows is not closed! memory leak...
}
// do the usual "if err = rows.Err()" [omitted here]...
// it's always safe to [re?]close here:
if err = rows.Close(); err != nil {
    // but what should we do if there's an error?
    log.Println(err)
}

3）查询单行数据时候出错

var name string
err = db.QueryRow("select name from users where id = ?", 1).Scan(&name)
if err != nil {
    if err == sql.ErrNoRows {
        // there were no rows, but otherwise no error occurred
    } else {
        log.Fatal(err)
    }
}
fmt.Println(name)

在查询单行数据时，有可能是没有查到数据，而不是出现其它错误，所以有可能需要单独处理。

处理Null返回

由于某些列可以默认为空，所以返回的时候可能会返回Null，你可以这样来处理：

for rows.Next() {
    var s sql.NullString
    err := rows.Scan(&s)
    // check err
    if s.Valid {
       // use s.String
    } else {
       // NULL value
    }
}

除了示例中的NullString之外，还有NullInt64、NullBool、NullFloat64这几种已定义的。

如果觉得上面这几种不能满足需求，可以仿照Go标准实现来处理自定义的类型。

处理某知的列

使用Scan方法时，你需要预先知道所取出来的数据有多少行。假如取出来的行数不定时，就不能用上面的方法。这时候，就可以使用Columns方法，如下所示：

cols, err := rows.Columns()
if err != nil {
    // handle the error
} else {
    dest := []interface{}{ // Standard MySQL columns
        new(uint64), // id
        new(string), // host
        new(string), // user
        new(string), // db
        new(string), // command
        new(uint32), // time
        new(string), // state
        new(string), // info
    }
    if len(cols) == 11 {
        // Percona Server
    } else if len(cols) > 8 {
        // Handle this case
    }
    err = rows.Scan(dest...)
    // Work with the values in dest
}

如果你既不知道列数也不知道列类型，可以这么做：

cols, err := rows.Columns() // Remember to check err afterwards
vals := make([]interface{}, len(cols))
for i, _ := range cols {
    vals[i] = new(sql.RawBytes)
}
for rows.Next() {
    err = rows.Scan(vals...)
    // Now you can check each element of vals for nil-ness,
    // and you can use type introspection and type assertions
    // to fetch the column into a typed variable.
}

关于Go中使用数据库的某些特殊问题参见：http://go-database-sql.org/surprises.html

基础知识

SQL in Go

关于`sql.DB`

关于数据库驱动

使用数据库

从数据库中查询数据

直接查询

使用声明进行查询

单行数据查询

关于预声明的缺点

操作数据

事务处理

处理错误

处理Null返回

处理某知的列

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关于sql.DB

关于数据库驱动

使用数据库

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