Golang数据库编程详解 | 深入浅出Go语言原生数据库编程

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前言

对数据库的CURD是现代应用程序的必备功能，Go语言当然也对数据库的操作提供了非常完善的支持。

尽管在Go语言社区中有很多优秀的ORM库或框架(比如GORM，后面也会发文)能让我们更方便地操作数据库，不过要更好地使用ORM库，掌握Go原生操作数据库database/sql包的使用还是有必要的。

所以，在这篇文章中，我们先来学习一下database/sql包的使用吧。

前言

database/sql简介

连接数据库

MySQL

Postgres

SQLite

关闭连接

连接池设置

示例数据表

sql.DB

sql.Stmt

sql.Tx

小结

database/sql简介

我们可以把标准库中的database/sql包看作一个数据库操作抽象层，因为database/sql并不直接连接并操作数据库，而是为不同的数据库驱动提供了统一的API，database/sql包与驱动包(driver)的关系如下图所示：

对数据库的具体操作由对应数据库的驱动包来完成，访问不同的类型的数据库需要导入不同的驱动包，而所有驱动包都必须实现database/sql/driver包下的相关接口，因此database/sql、database/sql/driver以及驱动包的关系如下图所示：

这样做的好处在于，如果某一天我们想迁移数据库，比如从MySQL切换为Postgres，只需要更换驱动包即可，而不需要把数据库操作的代码重写一遍。

连接数据库

连接到数据库，获取一个数据库操作句柄，简单来说可以分为三步：

选择对应数据库的驱动，并导入。
配置连接数据库所需的DSN。
使用sql.Open()函数打开数据连接，获得*sql.DB对象。

DSN是Data Source Name，包含了连接数据库所需的参数，比如用户，密码、数据编码、数据库名称等。

下面我们以MySQL，Postgres，SQLite为例介绍在Go语言中如何连接到数据库。

MySQL

连接MySQL驱动包推荐用github.com/go-sql-driver/mysql库，其完整的DSN为如以所示，可以看到MySQL的DSN各个部分都是可选的：

[username[:password]@][protocol[host[:port]]]/dbname[?param1=value1&...&paramN=valueN]

username：用户名。
password：密码，与用户名之间要用冒号分隔。
protocol：网络协议，默认用tcp即可。
host：数据库地址。
port:端口号，默认为3306
dbname:数据库名称
param1~paramN：可选参数。

package main 

import (
	"database/sql"

  // 匿名导入
	_ "github.com/go-sql-driver/mysql"
)

func main(){
  //db为*sql.DB
  //DSN要根据实际替换
  db, err := sql.Open("mysql", "user:password@/dbname")
  if err != nil {
    panic(err)
  }
}

Postgres

连接Postgres数据库推荐用github.com/lib/pq，其连接DSN为：

host=192.168.0.1 user=postgres dbname=postgres port=5432 password=123456 sslmode=disable

user：用户名。
password：密码，与用户名之间要用冒号分隔。
dbname：数据库名称。
sslmode：是否使用ss模式，其值可以是disable,required,verify-ca ,verify-full等。
host：主机
port：端口号

package main 

import (
	"context"
	"fmt"
	"os"

	"github.com/lib/pq"
)

func main(){
  
	dsn := "user=postgres dbname=postgres password=123456 sslmode=disable"
	db, err := sql.Open("postgres", dsn)
	if err != nil {
		log.Fatal(err)
	}

	defer db.Close()
}

SQLite

连接SQLite数据库推荐用github.com/mattn/go-sqlite3，SQLite是嵌入式数据库，因此它的DSN是数据库文件所在的路径：

import (
	"database/sql"

	_ "github.com/mattn/go-sqlite3"
)

func main(){
  dsn := "./test.db"
	db,err := sql.Open("sqlite3",dsn)
}

关闭连接

打开数据库连接要记得关闭数据连接，一般在defer语句后面调用sql.DB的Close()方法：

import (
	"database/sql"

	_ "github.com/mattn/go-sqlite3"
)

func main(){
  dsn := "./test.db"
	db,err := sql.Open("sqlite3",dsn)
  if err != nil{
    panic(err)
  }
  //关闭数据库连接
  defer db.Close()
}

连接池设置

sql.DB对象内包含一个数据库连池，并支持通过以下几个方法设置连接池的相关配置：

	db.SetConnMaxLifetime(0)  //最大打开的连接时间
	db.SetMaxIdleConns(50) //最大闲置连接数
	db.SetMaxOpenConns(50) //最大打开的连接数

示例数据表

为了后面更好的进行实例演示，我们需要一个演示数据库，这里以Mysql数据库为例，数据库名称为test，创建一个users数据表：

CREATE DATABASE IF NOT EXISTS test;

USE test;

CREATE TABLE IF NOT EXISTS users(
id INT NOT NULL AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
name VARCHAR(255) NOT NULL,
gender TINYINT NOT NULL DEFAULT 0,
mobile VARCHAR(255) NOT NULL DEFAULT ''
);

sql.DB

前面我们调用sql.Open()获得了sql.DB对象，这是操作数据的句柄，也可以理解为一个数据库连接池，可以通过sql.DB的Conn()可以获得数据库连接池里的单个连接对象sql.Conn：

ctx, _ := context.WithCancel(context.Background())
conn, err := db.Conn(ctx)

无论是sql.DB，还是sql.Conn，其对数据库执行CURD操作的方法是类似，一般推荐使用sql.DB。

执行insert、update、delete用Exec()和ExecContext()方法，其签名如下：

func (db *DB) Exec(query string, args ...any) (Result, error)
func (db *DB) ExecContext(ctx context.Context, query string, args ...any) (Result, error)

上面的方法执行后返回sql.Result接口的实例，这个接口只有两个方法：

type Result interface {
  //执行insert语句时，返回自增id
	LastInsertId() (int64, error)
  //影响行数
	RowsAffected() (int64, error)
}

示例代码：

package main

import (
	"database/sql"
	"fmt"

	_ "github.com/mattn/go-sqlite3"
)

func main() {

	db, err := sql.Open("sqlite3", "../test.db")

	if err != nil {
		panic(err)
	}
	defer db.Close()

	insertSql := "INSERT INTO users(name,gender,mobile) VALUES(?,?,?),(?,?,?)"
	insertResult, err := db.Exec(insertSql, "小白", 2, "166xxxxxxxx", "小张", 1, "13493023333")

	if err != nil {
		panic(err)
	}
	lastInsertId, _ := insertResult.LastInsertId()
	fmt.Printf("最新记录id：%d\n", lastInsertId)
	rowsAffected, _ := insertResult.RowsAffected()
	fmt.Println("影响行数：", rowsAffected)

	updateSql := "UPDATE users SET mobile = ? WHERE id = ?"
	updateResult, err := db.Exec(updateSql, "136xxxxxxxx", 1)

	if err != nil {
		panic(err)
	}

	rowsAffected, _ = updateResult.RowsAffected()
	fmt.Printf("影响行数：%d\n", rowsAffected)

	deleteSql := "DELETE FROM users WHERE id = ?"
	deleteResult, err := db.Exec(deleteSql, 14)

	if err != nil {
		panic(err)
	}

	rowsAffected, _ = deleteResult.RowsAffected()
	fmt.Printf("影响行数：%d\n", rowsAffected)
}

如果你只想从数据表查询一行数据，可以调用QueryRow()和QueryRowContext()方法：

func (db *DB) QueryRow(query string, args ...any) *Row
func (db *DB) QueryRowContext(ctx context.Context, query string, args ...any) *Row

上面的方法返回的是sql.Row对象，代表查询的那一行数据，这个对象只有Scan方法可以获取对象里的数据，调用Scan方法时传进去参数个数必须与查询返回的数据列数一致：

package main

import (
	"database/sql"
	"fmt"

	_ "github.com/mattn/go-sqlite3"
)

func main() {

	db, err := sql.Open("sqlite3", "./test.db")

	if err != nil {
		panic(err)
	}
	defer db.Close()

	selectOne := "SELECT * FROM users WHERE id = ?"
	row := db.QueryRow(selectOne, 1)
	var (
		id     int
		name   string
		gender uint8
		mobile string
	)
	//扫描数据
	err = row.Scan(&id, &name, &gender, &mobile)
	if err != nil {
		panic(err)
	}
	genderText := "未知"
	switch gender {
	case 1:
		genderText = "男"
	case 2:
		genderText = "女"
	}

	fmt.Printf("用户：%s | 性别：%s | 手机：%s\n", name, genderText, mobile)
}

然而，更多的时候，我们需要查询多行数据，可以调用Query()和QueryContext()方法：

func (db *DB) Query(query string, args ...any) (*Rows, error)
func (db *DB) QueryContext(ctx context.Context, query string, args ...any) (*Rows, error)

上面两个方法返回的是sql.Rows对象，代表查询回来的多行数据，可以在for循环语句中通过Next()和Scan()方法扫描每一行数据，传给Scan方法的参数数量必须与查询回来的列数相同，另外，要记得调用Close()方法关闭sql.Rows对象：

package main

import (
	"database/sql"
	"fmt"
	"log"

	_ "github.com/mattn/go-sqlite3"
)

func main() {

	db, err := sql.Open("sqlite3", "./test.db")

	if err != nil {
		panic(err)
	}
	defer db.Close()

	selectMany := "SELECT * FROM users"
	rows, err := db.Query(selectMany)
	if err != nil {
		panic(err)
	}
	defer rows.Close()

	for rows.Next() {
		var (
			id     int
			name   string
			gender uint8
			mobile string
		)
		if err := rows.Scan(&id, &name, &gender, &mobile); err != nil {
			log.Fatal(err)
		}

		genderText := "未知"
		switch gender {
		case 1:
			genderText = "男"
		case 2:
			genderText = "女"
		}

		fmt.Printf("用户：%s | 性别：%s | 手机：%s\n", name, genderText, mobile)
	}

}

sql.Stmt

SQL语句预编译机制允许先把带有参数占位符的SQL语句发送给数据库，数据库会提前对SQL语句进行编译，之后我们再发送对应占位符的参数给数据库。

SQL语句的好处在于：

预防SQL注入攻击。
复杂的SQL语句，提前编译提高SQL语句执行效率。

调用sql.DB、sql.Conn和sql.Tx(下面会讲到)的Prepare()方法或者PrepareContext()会返回一个sql.Stmt：

stmt, err := db.Prepare("INSERT INTO users(name,) VALUES(?,?,?),(?,?,?)")

因为SQL语句已经预发送给数据库，因此调用sql.Stmt的ExecXXX()和QueryXXX()时，只需要发送参数即可：

Stmt.Exec("张三",2,"10086","李四",1,"10086111")

sql.Stmt对象里的方法返回值与sql.DB一样是sql.Result，具体使用参考前面的例子。

sql.Tx

sql.Tx表示一个数据库事务对象，调用sql.DB或者sql.Conn对象的Begin()或者BeginTx()方法会返回一个sql.Tx:

tx,err := db.Begin()

sql.Tx与sql.DB执行CURD的方法基本相同，所不同的是，通过sql.Tx执行的语句，最后要调用sql.Tx的Commit()方法提交事务，如果执行时有错误发生，则应该调用Rollback()方法回滚事务：

package main

import (
	"database/sql"

	_ "github.com/mattn/go-sqlite3"
)

func main() {

	db, err := sql.Open("sqlite3", "./test.db")

	if err != nil {
		panic(err)
	}
	defer db.Close()

	tx, err := db.Begin()

	if err != nil {
		panic(err)
	}

	if _, err := tx.Exec("INSERT INTO users VALUES(?,?,?,?)", 1, "小龙", 1, "137xxxxxxxx"); err != nil {
		tx.Rollback()
	}

	if _, err := tx.Exec("INSERT INTO users VALUES(?,?,?,?)", 2, "小明", 1, "137xxxxxxxx"); err != nil {
		tx.Rollback()
	}

	tx.Commit()
}

总结

通过本文的学习，我们能够掌握Go语言数据库编程的基本技能，并能够独立进行数据库应用程序的开发。Go语言数据库编程是一个实践性很强的领域，需要不断地学习和实践。希望本文能够为你的学习之路提供指导和帮助。

简单总结一下：

sql.DB对象表示一个数据库句柄，其中包含一个数据库连接池。
sql.Conn对象表示一个连接池里的普通数据库连接。
sql.Tx表示一个数据库事务对象，通过该对象执行的SQL语句要调用Commit()方法才会生效，如果执行过程发生错误，要调用Rollback()方法回滚事务。
sql.Stmt表示一个预编译对象，通过这个对象执行的SQL语句会先发送给数据库，之后再发送参数，这样可以避免SQL注入以及提前编译语句，提高执行效率。
sql.Rows是调用QueryXXX这类方法返回的表示多行数据的对象，内置迭代器，可以调用for语句迭代查询回来的数据。
sql.Row是调用QueryRowXXX这类方法返回的对象，代表一行数据。
sql.Result是调用ExecXXX这类方法进行update,delete,insert操作之后返回的结果。