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Docker Swarm服务的部署及相关操作

2022-08-06 分类：主机教程 阅读(828) 评论(0)

服务是自 Docker 1.12 后新引入的概念，并且仅适用于 Swarm 模式。

使用服务仍能够配置大多数熟悉的容器属性，比如容器名、端口映射、接入网络和镜像。此外还增加了额外的特性，比如可以声明应用服务的期望状态，将其告知 Docker 后，Docker 会负责进行服务的部署和管理。

举例说明，假如某应用有一个 Web 前端服务，该服务有相应的镜像。测试表明对于正常的流量来说 5 个实例可以应对。那么就可以将这一需求转换为一个服务，该服务声明了容器使用的镜像，并且服务应该总是有 5 个运行中的副本。

下面通过示例来看看如何创建刚刚描述的内容。

使用 docker service create 命令创建一个新的服务。

在 Windows 上创建新服务的命令也是一样的。然而本例中使用的是 Linux 镜像，它在 Windows 上并不能运行。请使用 Windows 的小伙伴将镜像替换为一个 Windows Web Server 的镜像，以便能正常运行。

再次强调，在 PowerShell 终端中输入命令的时候，使用反引号（`）进行换行。

$ docker service create –name web-fe \
-p 8080:8080 \
–replicas 5 \
nigelpoulton/pluralsight-docker-ci

z7ovearqmruwk0u2vc5o7ql0p

需要注意的是，该命令与熟悉的 docker container run 命令的许多参数是相同的。这个例子中，使用 –name 和 -p 定义服务的方式，与单机启动容器的定义方式是一样的。

通过上面的命令和输出可以看出。使用 docker service creale 命令告知 Docker 正在声明一个新服务，并传递 –name 参数将其命名为 web-fe。将每个节点上的 8080 端口映射到服务副本内部的 8080 端口。接下来，使用 –replicas 参数告知 Docker 应该总是有 5 个此服务的副本。最后，告知 Docker 哪个镜像用于副本，重要的是，要了解所有的服务副本使用相同的镜像和配置。

敲击回车键之后，主管理节点会在 Swarm 中实例化 5 个副本，管理节点也会作为工作节点运行。相关各工作节点或管理节点会拉取镜像，然后启动一个运行在 8080 端口上的容器。

这还没有结束。所有的服务都会被 Swarm 持续监控，Swarm 会在后台进行轮训检查（Reconciliation Loop），来持续比较服务的实际状态和期望状态是否一致。如果一致，则无须任何额外操作；如果不一致，Swarm 会使其一致。换句话说，Swarm 会一直确保实际状态能够满足期望状态的要求。

举例说明，假如运行有 web-fe 副本的某个工作节点宕机了，则 web-fe 的实际状态从 5 个副本降为 4 个，从而不能满足期望状态的要求。Docker 变回启动一个新的 web-fe 副本来使实际状态与期望状态保持一致。这一特性功能强大，使得服务在面对节点宕机等问题时具有自愈能力。

1) 查看服务

使用 docker service ls 命令可以查看 Swarm 中所有运行中的服务。

$ docker service ls
ID NAME MODE REPLICAS IMAGE PORTS
z7o…uw web-fe replicated 5/5 nigel…ci:latest *:8080->8080/tcp

输出显示有一个运行中的服务及其相关状态信息。比如，可以了解服务的名称，以及 5 个期望的副本（容器）中有 5 个是运行状态。

如果在部署服务后立即执行该命令，则可能并非所有的副本都处于运行状态。这通常取决于各个节点拉取镜像的时间。

执行 docker service ps 命令可以查看服务副本列表及各副本的状态。

$ docker service ps web-fe
ID NAME IMAGE NODE DESIRED CURRENT
817．..f6z web-fe.1 nigelpoulton/… mgr2 Running Running 2 mins
a1d…mzn web-fe.2 nigelpoulton/… wrk1 Running Running 2 mins
cc0…ar0 web-fe.3 nigelpoulton/… wrk2 Running Running 2 mins
6f0…azu web-fe.4 nigelpoulton/… mgr3 Running Running 2 mins
dyl…p3e web-fe.5 nigelpoulton/… mgr1 Running Running 2 mins

此命令格式为 docker service ps <service-name or serviceid>。每一个副本会作为一行输出，其中显示了各副本分别运行在 Swarm 的哪个节点上，以及期望的状态和实际状态。

关于服务更为详细的信息可以使用 docker service inspect 命令查看。

$ docker service inspect –pretty web-fe
ID: z7ovearqmruwk0u2vc5o7ql0p
Name: Service
Mode: Replicated
Replicas: 5
Placement:
UpdateConfig:
Parallelism: 1
On failure: pause
Monitoring Period: 5s
Max failure ratio: 0
Update order: stop-first
RollbackConfig:
Parallelism: 1
On failure: pause
Monitoring Period: 5s
Max failure ratio: 0
Rollback order: stop-first
ContainerSpec:
Image: nigelpoulton/pluralsight-docker-ci:latest@sha256:7a6b01…d8d3d
Resources: Endpoint
Mode: vip Ports:
PublishedPort = 8080
Protocol = tcp
TargetPort = 8080
PublishMode = ingress

以上例子使用了 –pretty 参数，限制输出中仅包含最感兴趣的内容，并以易于阅读的格式打印出来。

不加 –pretty 的话会给出更加详尽的输出。建议大家通读 docker inspect 命令的输出内容，其中不仅包含大量信息，也是了解底层运行机制的途径。

2) 副本服务 vs 全局服务

服务的默认复制模式（Replication Mode）是副本模式（replicated）。

这种模式会部署期望数量的服务副本，并尽可能均匀地将各个副本分布在整个集群中。

另一种模式是全局模式（global），在这种模式下，每个节点上仅运行一个副本。可以通过给 docker service create 命令传递 –mode global 参数来部署一个全局服务。

3) 服务的扩缩容

服务的另一个强大特性是能够方便地进行扩缩容。

假设业务呈爆发式增长，则 Web 前端服务接收到双倍的流量压力。所幸通过一个简单的 docker service scale 命令即可对 web-fe 服务进行扩容。

$ docker service scale web-fe=10
web-fe scaled to 10

该命令会将服务副本数由 5 个增加到 10 个。后台会将服务的期望状态从 5 个增加到 10 个。

运行 docker service ls 命令来检查操作是否成功。

$ docker service ls
ID NAME NODE REPLICAS IMAGE PORTS
z7o…uw web-fe replicated 10/10 nigel…ci:latest *:8080->8080/tcp

执行 docker service ps 命令会显示服务副本在各个节点上是均衡分布的。

$ docker service ps web-fe
ID NAME IMAGE NODE DESIRED CURRENT
nwf…tpn web-fe.1 nigelpoulton/… mgr1 Running Running 7 mins
yb0…e3e web-fe.2 nigelpoulton/… wrk3 Running Running 7 mins
mos…gf6 web-fe.3 nigelpoulton/… wrk2 Running Running 7 mins
utn…6ak web-fe.4 nigelpoulton/… wrk3 Running Running 7 mins
2ge…fyy web-fe.5 nigelpoulton/… mgr3 Running Running 7 mins
64y…m49 web-fe.6 igelpoulton/… wrk3 Running Running about a min
ild…51s web-fe.7 nigelpoulton/… mgr1 Running Running about a min
vah…rjf web-fe.8 nigelpoulton/… wrk2 Running Running about a mins
xe7…fvu web-fe.9 nigelpoulton/… mgr2 Running Running 45 seconds ago
l7k…jkv web-fe.10 nigelpoulton/… mgr2 Running Running 46 seconds ago

在底层实现上，Swarm 执行了一个调度算法，默认将副本尽量均衡分配给 Swarm 中的所有节点。

各节点分配的副本数是平均分配的，并未将 CPU 负载等指标考虑在内。

再次执行 docker service scale 命令将副本数从 10 个降为 5 个。

$ docker service scale web-fe=5
web-fe scaled to 5

4) 删除服务

删除一个服务的操作相对比较简单。

如下 docker service rm 命令可用于删除之前部署的服务。

$ docker service rm web-fe
web-fe

执行 docker service ls 命令以验证服务确实已被删除。

$ docker service ls
ID NAME MODE REPLICAS IMAGE PORTS

请谨慎使用 docker service rm 命令，因为它在删除所有服务副本时并不会进行确认。

5) 滚动升级

对部署的应用进行滚动升级是常见的操作。长期以来，这一过程是令人痛苦的。我曾经牺牲了许多的周末时光来进行应用程序主版本的升级，而且再也不想这样做了。

然而，多亏了 Docker 服务，对一个设计良好的应用来说，实施滚动升级已经变得简单多了！

为了演示如何操作，下面将部署一个新的服务。但是在此之前，先创建一个新的覆盖网络（Overlay Network）给服务使用。

这并非必须的操作，只是希望能够让大家了解如何创建网络并将服务接入网络。

$ docker network create -d overlay uber-net
43wfp6pzea470et4d57udn9ws

该命令会创建一个名为 uber-net 的覆盖网络，接下来会将其与要创建的服务结合使用。覆盖网络是一个二层网络，容器可以接入该网络，并且所有接入的容器均可互相通信。

即使这些容器所在的 Docker 主机位于不同的底层网络上，该覆盖网络依然是相通的。本质上说，覆盖网络是创建于底层异构网络之上的一个新的二层容器网络。

如下图所示，两个底层网络通过一个三层交换机连接，而基于这两个网络之上是一个覆盖网络。

两个底层网络通过一个三层交换机连接

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快讯

  • MySQL TRUNCATE：清空表记录

    MySQL 提供了 DELETE 和 TRUNCATE 关键字来删除表中的数据。本节主要讲解 TRUNCATE 关键字的使用。

    TRUNCATE 关键字用于完全清空一个表。其语法格式如下：

    TRUNCATE [TABLE] 表名

    其中，TABLE 关键字可省略。

    例 1

    新建表 tb_student_course，插入数据并查询，SQL 语句和运行结果如下： 
    mysql> CREATE TABLE `tb_student_course` (
    -> `id` int(4) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
    -> `name` varchar(25) NOT NULL,
    -> PRIMARY KEY (`id`)
    -> );
Query OK, 0 rows affected (0.04 sec)

mysql> INSERT INTO tb_student_course(name) VALUES ('Java'),('MySQL'),('Python');
Query OK, 3 rows affected (0.05 sec)
Records: 3  Duplicates: 0  Warnings: 0

mysql> SELECT * FROM tb_student_course;
+----+--------+
| id | name   |
+----+--------+
|  1 | Java   |
|  2 | MySQL  |
|  3 | Python |
+----+--------+
3 rows in set (0.00 sec)
    使用 TRUNCATE 语句清空 tb_student_course 表中的记录，SQL 语句和运行结果如下： 
    mysql> TRUNCATE TABLE tb_student_course;
Query OK, 0 rows affected (0.04 sec)

mysql> SELECT * FROM tb_student_course;
Empty set (0.00 sec)

    TRUNCATE 和 DELETE 的区别

    从逻辑上说，TRUNCATE 语句与 DELETE 语句作用相同，但是在某些情况下，两者在使用上有所区别。
    • DELETE 是 DML 类型的语句；TRUNCATE 是 DDL 类型的语句。它们都用来清空表中的数据。
    • DELETE 是逐行一条一条删除记录的；TRUNCATE 则是直接删除原来的表，再重新创建一个一模一样的新表，而不是逐行删除表中的数据，执行数据比 DELETE 快。因此需要删除表中全部的数据行时，尽量使用 TRUNCATE 语句， 可以缩短执行时间。
    • DELETE 删除数据后，配合事件回滚可以找回数据；TRUNCATE 不支持事务的回滚，数据删除后无法找回。
    • DELETE 删除数据后，系统不会重新设置自增字段的计数器；TRUNCATE 清空表记录后，系统会重新设置自增字段的计数器。
    • DELETE 的使用范围更广，因为它可以通过 WHERE 子句指定条件来删除部分数据；而 TRUNCATE 不支持 WHERE 子句，只能删除整体。
    • DELETE 会返回删除数据的行数，但是 TRUNCATE 只会返回 0，没有任何意义。

    总结

    当不需要该表时，用 DROP；当仍要保留该表，但要删除所有记录时，用 TRUNCATE；当要删除部分记录时，用 DELETE。

  • Django数据表关联关系映射（一对一、一对多、多对多）

    我们知道涉及到数据表之间的对应关系就会想到一对一、一对多、多对多，在学习 MySQL 数据库时表关系设计是需要重点掌握的知识。Django 中定义了三种关系类型的字段用来描述数据库表的关联关系：一对多（Foreignkey）、一对一（OneToOneFiled）、以及多对多（ManyToManyFiled），在本节我们对它们做简单的介绍。

    1. 一对多关系类型

    这种类型在数据库中体现是外键关联关系，它在和其他的 Model 建立关联同时也和自己建立关联，用来描述一对多的关系，例如一个作者可以写很多不同的书，但是这些书又只能对应这一个作者，再比如一本图书只能属于一个出版社，一个出版社可以出版很多不同种类的图书，这就是一对多的关系。Django 会自动将字段的名称添加“_id”作为列名，ForgienKey 的定义如下：

    class django.db,model.ForeignKey(to,on_delete,**options)

    1) 必填参数

    它有两个必填参数。to，指定所关联的 Model，它的中取值可以是直接引用其他的 Model，也可以是 Model 所对应的字符串名称；on_delete，当删除关联表的数据时，Django 将根据这个参数设定的值确定应该执行什么样的 SQL 约束。

    on_delete 可以理解为 MySQL 外键的级联动作，当主表执行删除操作时对子表的影响，即子表要执行的操作，Django 提供的可选值如下所示：
    • CASCADE，级联删除，它是大部分 ForeignKey 的定义时选择的约束。它的表现是删除了“主”，则“子”也会被自动删除。
    • PROTECT，删除被引用对象时，将会抛出 ProtectedError 异常。当主表被一个或多个子表关联时，主表被删除则会抛出异常。
    • SET_NULL，设置删除对象所关联的外键字段为 null，但前提是设置了选项 null 为True，否则会抛出异常。
    • SET_DEFAULT：将外键字段设置为默认值，但前提是设置了 default 选项，且指向的对象是存在的。
    • SET(value)：删除被引用对象时，设置外键字段为 value。value 如果是一个可调用对象，那么就会被设置为调用后的结果。
    • DO_NOTHING：不做任何处理。但是，由于数据表之间存在引用关系，删除关联数据，会造成数据库抛出异常。

    2) 可选参数

    除了必填参数以外，ForeignKey 还有一些常用的可选参数需要关注。如下所示：
    • to_field：关联对象的字段名称。默认情况下，Django 使用关联对象的主键（大部分情况下是 id），如果需要修改成其他字段，可以设置这个参数。但是，需要注意，能够关联的字段必须有 unique=True 的约束。
    • db_constraint：默认值是 True，它会在数据库中创建外键约束，维护数据完整性。通常情况下，这符合大部分场景的需求。如果数据库中存在一些历史遗留的无效数据，则可以将其设置为 False，这时就需要自己去维护关联关系的正确性了。
    • related_name：这个字段设置的值用于反向查询，默认不需要设置，Django 会设置其为“小写模型名 _set”。
    • related_query_name：这个名称用于反向过滤。如果设置了 related_name，那么将用它作为默认值，否则 Django 会把模型的名称作为默认值。

    3) 语法格式

    #一个A类实例对象关联多个B类实例对象
class A(model.Model):
....
class B(model.Model):
    属性 = models.ForeignKey(多对一中"一"的模型类, ...)

    4) 实例应用

    修改原来在《Django ORM进阶之项目实战》定义的代码，将出版社与图书之间修改为一对多的关系，添加如下代码： 
    from django.db import models
#新建出版社表
class PubName(models.Model):
    pubname=models.CharField('名称',max_length=255,unique=True)
#更改书籍信息表
class Book(models.Model):
    title=models.CharField(max_length=30,unique=True, verbose_name='书名')
    price=models.DecimalField(max_digits=7,decimal_places=2,verbose_name='定价')
    #添加默认价格
    def default_price(self):
        return '￥30'
    #零售价格
    retail_price=models.DecimalField(max_digits=7,decimal_places=2,verbose_name='零售价',default=default_price)
    pub=models.ForeignKey(to=PubName,on_delete=models.CASCADE ,null=True) #创建Foreign外键关联pub,以pub_id关联
    def __str__(self)
        return "title:%s pub:%s price:%s" % (self.title, self.pub, self.price)
    此处需要注意每次更改完 models 都需要进行数据库迁移操作，依次执行以下命令即可：

    python manager.py makemigrations
    python manager.py migrate

    插入数据创建一对多对象，如下所示： 
    #创建PubName实例化对象pub1并插入书籍信息
pub1=PubName.objects.create(pubname="清华出版社")
Book.objects.create(title="Python",price="59.00",retail_price="59.00",pub=pub1)
Book.objects.create(title="Redis",price="25.00",retail_price="25.00",pub=pub1)
Book.objects.create(title="Java",price="45.00",retail_price="45.00",pub=pub1)
#创建PubName实例化对象pub2并插入书籍信息
pub2=PubName.objects.create(pubname="c出版")
Book.objects.create(title="Django",price="65.00",retail_price="65.00",pub=pub2)
Book.objects.create(title="Flask",price="45.00",retail_price="45.00",pub=pub2)
Book.objects.create(title="Tornado",price="35.00",retail_price="35.00",pub=pub2)
    访问 MySQL 数据库分别查询 index_book、index_pubname 数据表（如下所示），index_pubname 数据表的 id 字段作为唯一值关联多个书籍信息，ForeignKey 外键关联键自动在 index_book 表中生成 pub_Id 字段并作为关联字段。此时 index_pubname 作为主表而 index_book 是子表，主表的 id 是子表的外键，两者之间存在外键约束 CASCADE。
    mysql> select * from index_book;
+----+---------+--------+-------+--------------+
| id | title   | pub_id | price | retail_price |
+----+---------+--------+-------+--------------+
|  1 | Python  |      1 | 59.00 |        59.00 |
|  2 | Redis   |      1 | 25.00 |        25.00 |
|  3 | Java    |      1 | 45.00 |        45.00 |
|  4 | Django  |      2 | 65.00 |        65.00 |
|  5 | Flask   |      2 | 45.00 |        45.00 |
|  6 | Tornado |      2 | 35.00 |        35.00 |
+----+---------+--------+-------+--------------+
6 rows in set (0.01 sec)

mysql> select * from index_pubname;
+----+-----------------+
| id | pubname         |
+----+-----------------+
|  1 | c出版   |
|  2 | 清华出版社        |
+----+-----------------+
6 rows in set (0.00 sec)

    2. 一对一关系类型

    OneToOneFiled 继承自 ForeignKey，在概念上，它类似 unique=Ture 的 ForeignKey，它与 ForeignKey 最显著的区别在于反向查询上，ForeignKey 反向查询返回的是一个对象实例列表，而 OneToOneFiled 反向查询返回的是一个对象实例。

    一对关系类型的使用和场景相对其他两种关联关系要少，经常用于对已有 Model 的扩展，例如我们可以对 UserInfo 表进行扩展，添加类似用户昵称、个性签名等字段。此时就可以新建一个 Model，并定义一个字段与 UserInfo 表一对一关联。这样就实现了用户信息拓展表与 UserInfo 表一对一关联，下面会用通过实例进行说明。

    1) 语法格式

    class A(model.Model): 
...
class B(model.Model):
    属性 = models.OneToOneField(A)

    2) 实例应用

    新建 index\models.py 下添加以下代码： 
    #新建一对一关用户信息表拓展表,添加完成后执行数据库迁移同步操作
class ExtendUserinfo(models.Model):
    user=models.OneToOneField(to=UserInfo,on_delete=models.CASCADE)
    signature=models.CharField(max_length=255,verbose_name='用户签名',help_text='自建签名')
    nickname=models.CharField(max_length=255,verbose_name='昵称',help_text='自建昵称')
    使用 Django shell 创建数据，如下所示：
    from index.models import UserInfo,ExtendUserinfo
username=UserInfo.objects.create(username="xiaoming",password="******")
username=UserInfo.objects.create(username="xiaohong",password="*******",gender="F")
#创建一对一表关联
ExtendUserinfo.objects.create(user=username,signature="good good study,day day up",nickname="XH")

    3) MySQL数据表显示

    最后通过访问 MySQL 数据库，我们可以得到如下所示数据表，使用 user_id 进行表之间的关联： 
    mysql> select * from index_userinfo;
+----+----------+----------+--------+
| id | username | password | gender |
+----+----------+----------+--------+
|  1 | xiaoming | ******   | M      |
|  2 | xiaohong | *******  | F      |
+----+----------+----------+--------+
2 rows in set (0.00 sec)

mysql> select * from index_extenduserinfo;
+----+----------------------------+----------+---------+
| id | signature                  | nickname | user_id |
+----+----------------------------+----------+---------+
|  1 | good good study,day day up | XH       |       2 |
+----+----------------------------+----------+---------+
1 row in set (0.00 sec)

    3. 多对多关系类型

    多对多关系也是比较常见的，比如一个作者可以写很多本书，一本书也可以由很多作者一起完成，那么这时候 Author 和 Book 之间就是多对多的关系。 Django 通过中间表的方式来实现 Model 之间的多对多的关系，这和 MySQL 中实现方式是一致的。这个中间表我们可以自己提供，也可以使用 Django 默认生成的中间表。

    1) ManyToManyFiled定义

    class django.db.models.ManyToManyFiled(to,**options)

    它只有一个必填的参数即 to，与其他两个关联词在一样，用来指定与当前的 Model 关联的 Model。

    2）可选参数

    当然 ManyToManyFiled 还有一些重要的可选参数，下面我们对它们依次进行介绍：
    • relate_name 与 ForeignKey 中的相同都用于反向查询。
    • db_table 用于指定中间表的名称，如果没有提供，Django 会使用多对多字段的名称和包含这张表的 Model 的名称组合起来构成中间表的名称，当然也会包含 index 前缀。
    • through 用于指定中间表，这个参数不需要设置，Django会自动生成隐式的 through Model。由于 Django可以生成自身默认的中间表，该参数可以让用户自己去控制表之间的关联关系或者增加一些额外的信息。

    3) 语法格式

    class Author(models.Model):
  ...
class Book(models.Model):
    ...
    authors = models.ManyToManyField(Author)

    4) 多对多中间表

    创建 Author 与 Book 之间多对多关联关系，在 Author  Model 中添加如下代码： 
    books=models.ManyToManyField(to="Book") #创建多对多映射关系
    然后再执行数据库迁移命令，我们可以执行以下命令可以查看 Django 执行 sql 语句：

    python manage.py sqlmigrate index 0007_author_books

    sql 语句如下所示： 
    CREATE TABLE `index_author_books` (`id` integer AUTO_INCREMENT NOT NULL PRIMARY KEY, `author_id` integer NOT NULL, `book_id` integer NOT NULL);
ALTER TABLE `index_author_books` ADD CONSTRAINT `index_author_books_author_id_2bfd143c_fk_index_author_id` FOREIGN KEY (`author_id`) REFERENCES `index_author` (`id`);
ALTER TABLE `index_author_books` ADD CONSTRAINT `index_author_books_book_id_1c280bc9_fk_index_book_id` FOREIGN KEY (`book_id`) REFERENCES `index_book` (`id`);
ALTER TABLE `index_author_books` ADD CONSTRAINT `index_author_books_author_id_book_id_b0dd3503_uniq` UNIQUE (`author_id`, `book_id`);
    由 sql 语句可以看出，Django 默认隐式的创建了 index_author_books 表（Django 的命名规范），即维护关联关系的中间表。这个表有三个字段分别是主键 id，与index_author 表关联的 author_id，以及 index_book 表关联的 book_id。同时为这两个关联 id 创建了外键约束（FORGIEN KEY）,最后还为 index_author_books 表创建了唯一性约束 author_id 和 book_id。

    上面介绍了 Django 自身默认创建中间表的过程，当然我们也可以自己建立中间表，然后通过 Author 表中 books 字段的 through 参数指向这张中间表。如果大家对于 MySQL 自建中间表或其它知识不熟悉，推荐学习本网站的《MySQL教程》来查漏补缺。

    5) 实例应用

    插入作者信息数据，如下所示： 
    author1=Author.objects.create(name="Luncy",email="123456@qq.com") 
author2=Author.objects.create(name="Tom",email="456789@163.com")
    因为书籍信息之前已经准备完毕，所以下面我们开始创建多对多映射关系，我们在 Django shell 进行如下操作： 
    author1.books.add(Book.objects.get(id="1"))
author1.books.add(Book.objects.get(id="2"))
author1.books.add(Book.objects.get(id="3"))
author2.books.add(Book.objects.get(id="1"))
author2.books.add(Book.objects.get(id="4"))
author2.books.add(Book.objects.get(id="5"))
author2.books.add(Book.objects.get(id="3"))
author2.books.add(Book.objects.get(id="6"))
author1.books.add(Book.objects.get(id="6"))
    多对多关系在中间表插入数据需要使用 add() 方法，books 是对应的多对多字段。通过以上代码就完成多对多关系的创建，最后在 MySQL 中查看多对多相关联的三张数据表，如下所示： 
    #书籍信息表（index_book）
+----+---------+--------+-------+--------------+
| id | title   | pub_id | price | retail_price |
+----+---------+--------+-------+--------------+
|  1 | Python  |      8 | 59.00 |        59.00 |
|  2 | Redis   |      8 | 25.00 |        25.00 |
|  3 | Java    |      8 | 45.00 |        45.00 |
|  4 | Django  |      9 | 65.00 |        65.00 |
|  5 | Flask   |      9 | 45.00 |        45.00 |
|  6 | Tornado |      9 | 35.00 |        35.00 |
+----+---------+--------+-------+--------------+
#作家信息表（index_author）
+----+-------+----------------+
| id | name  | email          |
+----+-------+----------------+
|  1 | Luncy | 123456@qq.com  |
|  2 | Tom   | 456789@163.com |
+----+-------+----------------+
#中间表（index_author_books）
+----+-----------+---------+
| id | author_id | book_id |
+----+-----------+---------+
|  4 |         1 |       1 |
|  7 |         1 |       3 |
|  5 |         1 |       4 |
|  6 |         1 |       5 |
|  8 |         1 |       6 |
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+----+-----------+---------+
    本节用了较长的篇幅给大家讲解了 Django 中数据表的关联关系，它和 MySQL 的思想是一致的，只是 Django 提供了自己的一套方法，所以我们也要学会使用它，在后续章节我们将基于此节的内容介绍 Django QuerySet API 即与数据库接口相关的表查询、更新、删除操作。

  • C++ const常量在多文件编程中的3种用法

    《C++多文件编程是什么》一节提到，多文件编程中代码的划分原则是：将变量、函数或者类的声明部分存放在 .h 文件，对应的实现部分放在 .cpp 文件中。值得一提得是，此规律适用于大部分场景，但本节要讲的 const 常量是一个例外。

    我们知道，用 const 修饰的变量必须在定义的同时进行初始化操作（除非用 extern 修饰，本节后续会讲解）。与此同时，C++ 中 const 关键字的功能有 2 个，除了表明其修饰的变量为常量外，还将所修饰变量的可见范围限制为当前文件。这意味着，除非 const 常量的定义和 main 主函数位于同一个 .cpp 文件，否则该 const 常量只能在其所在的 .cpp 文件中使用。

    那么，如何定义 const 常量，才能在其他文件中使用呢？接下来给读者介绍 3 种在 C++ 多文件编程中定义 const 常量的方法。

    1) 将const常量定义在.h头文件中

    首先介绍一种最常用也最简单的方法，就是将 const 常量定义在 .h 文件中。

    显然此方式违背了“声明位于 .h 文件，定义（实现）位于 .cpp 文件”的规律。在 C++ 多文件编程中，还有 2 种特殊情况是违背此规律的，分别是类的定义和内联函数的定义，通常情况下它们也都定义在 .h 文件中。

    举个例子（实例一）： 
    //demo.h
#ifndef _DEMO_H
#define _DEMO_H
const int num = 10;
#endif

//main.cpp
#include <iostream>
#include"demo.h"
int main() {
    std::cout << num << std::endl;
    return 0;
}
    项目执行结果为：

    10

    注意，将 const 常量定义在 .h 文件中，为了避免头文件被重复引入，推荐使用 #ifndef/#define/#endif 结构。除此之外，还有 2 中方式可以避免头文件被重复引入，读者可阅读《C++防止头文件被重复引入的3种方法》一文做详细了解。

    可以看到，使用此方式定义的 const 常量，只需引入其头文件（比如这里的 demo.h），就可以使用它。

    2) 借助extern先声明再定义const常量

    当然，const 常量的定义也可以遵循“声明在 .h 文件，定义在 .cpp 文件”，借助 extern 关键字即可。例如（实例二）：
    //demo.h
#ifndef _DEMO_H
#define _DEMO_H
extern const int num;  //声明 const 常量
#endif

//demo.cpp
#include "demo.h"   //一定要引入该头文件
const int num =10;  //定义 .h 文件中声明的 num 常量

//main.cpp
#include <iostream>
#include "demo.h"
int main() {
    std::cout << num << std::endl;
    return 0;
}
    项目执行结果为：

    10

    前面讲过，C++ const 关键字会限定变量的可见范围为当前文件，即无法在其它文件中使用该常量。而 extern 关键字会 const 限定可见范围的功能，它可以使 const 常量的可见范围恢复至整个项目。

    3) 借助extern直接定义const常量

    值得一提的是，第 2 种使用 extern 定义 const 常量的方式，还可以做进一步优化。

    以实例二为例，demo.cpp 和 main.cpp 中都引入了 demo.h，而 demo.h 文件中只包含对 const num 常量的声明。要知道 C++ 编译器在运行项目时，会在预处理阶段直接将 #include 引入的头文件替换成该头文件中的内容（就可以理解为傻瓜式的复制粘贴）。

    因此，我们可以将实例二中的项目做如下修改：
    //demo.cpp
extern const int num =10;

//main.cpp
#include <iostream>
extern const int num;
int main() {
    std::cout << num << std::endl;
    return 0;
}
    项目执行结果为：

    10

    显然相比实例二，此项目中省略了 demo.h 头文件的创建，一定程序上提高了项目的编译效率。

    本节介绍了 3 种在多文件编程中使用 const 常量的方法，相比后 2 种借助 extern 修饰 const 常量的方式，第一种方式更简单、更常用，推荐读者使用。

  • PHP屏蔽错误

    在编写 PHP 代码的时候难免会出现错误，当很多错误信息堆积到一起的时候，可能会使我们感到反感，而且错误信息还会影响用户体验。最重要的是，如果这些错误被有心人士看到的话，可能对整个程序带来威胁，那么我们应该如何屏蔽 PHP 中的错误呢？

    PHP 中屏蔽错误的方法有 3 中，下面就来分别介绍一下。

    1、使用错误控制运算符：@

    PHP 支持使用错误控制运算符 @。将其放置在一个 PHP 表达式之前，该表达式可能产生的任何错误信息都将被忽略掉。

    如果用 set_error_handler() 设定了自定义的错误处理函数，这个错误处理函数仍然会被调用，而如果在出错语句前使用了 @ 的话，错误处理函数将返回 0。

    需要注意的是，@ 运算符只对表达式有效。简单来说就是，如果能从某处得到值，就能在它前面加上 @ 运算符。例如可以在变量、函数、include 调用、常量等等之前使用 @ 运算符，但不能把它放在函数或类的定义之前，也不能用于条件结构例如 if 和 foreach 等语句前。

    @ 运算符对于可以导致程序终止的严重错误也是有效的，这意味着如果在某个不存在或者敲错了字母的函数调用前用了 @ 来抑制错误信息，那么程序将没有任何提示的死在那里。

    【示例】使用 @ 错误控制运算符屏蔽代码中的错误。 
    <?php
    $link = @mysqli_connect("127.0.0.1", "my_user", "my_password", "my_db") or die('数据库连接失败！');
?>
    运行结果如下：

    数据库连接失败！

    2、使用 error_reporting() 函数屏蔽错误

    PHP 有诸多错误级别，使用 error_reporting() 函数可以设置 PHP 会报告何种错误，函数的语法格式如下：

    error_reporting([int $level])

    其中参数 $level 为设置错误级别，具体可以使用的值可以在《PHP错误级别》一节中查看。如果将 $level 设置为 0，将关闭所有 PHP 错误报告；如果设置为 -1，将返回所有的错误报告。

    【示例】使用 error_reporting() 函数屏蔽代码中的错误。 
    <?php
    error_reporting(0);
    $link = mysqli_connect("127.0.0.1", "my_user", "my_password", "my_db") or die('数据库连接失败！');
?>

    3、通过 display_errors 参数屏蔽错误

    这种方法应该是最彻底的一种解决办法，因为前两种方法只能作用于单行或者单个文件，而这个则是作用于所有的 PHP 文件。

    具体的操作方法就是，打开 php.ini 配置文件，在其中搜索 display_errors，然后将 display_errors 的值设置为 Off 即可关闭所有的 PHP 错误报告。如下所示：

    ; This directive controls whether or not and where PHP will output errors,
    ; notices and warnings too. Error output is very useful during development, but
    ; it could be very dangerous in production environments. Depending on the code
    ; which is triggering the error, sensitive information could potentially leak
    ; out of your application such as database usernames and passwords or worse.
    ; For production environments, we recommend logging errors rather than
    ; sending them to STDOUT.
    ; Possible Values:
    ;   Off = Do not display any errors
    ;   stderr = Display errors to STDERR (affects only CGI/CLI binaries!)
    ;   On or stdout = Display errors to STDOUT
    ; Default Value: On
    ; Development Value: On
    ; Production Value: Off
    ; http://php.net/display-errors
    display_errors = Off

  • Django实现数据表数据插入（创建Model实例）

    在《Django ORM进阶之项目实战》一节，我们利用 Model 模型类创建了 index 应用所需的三张数据表，在本节我们介绍如何实现在 Django 项目中创建 Model 的实例对象，即向数据表中插入数据。

    Django 为创建 Model 实例提供了两种方法，一种是直接调用 Model 的 save 方法，另一种是通过对象管理器（objects Manager） 的 create 方法。这种中方法都可以实现创建 Model 实例对象。下面我们使用 Django shell 交互环境依次对这两种方法进行解析。

    Django shell 是 Django 提供一种交互环境，类似于 Python shell，开发人员可直接通过 shell 环境 与 Django 项目进行交互，它一种很实用的工具。

    1. save方法创建Model实例

    在 cmd 命令行进入项目 manage.py 目录下，然后使用如下命令进入 Django shell 环境。

    python manage.py shell 

    然后创建 Model 实例，使用 save() 方法保存数据，如下所示： 
    from index.models import Book #导入相关model类
#创建Book实例化对象
book=Book(title="Python",public="a",price="59.00",retail_price="59.00")
book.save()# 调用save方法进行保存
book=Book(title="Flask",public="b",price="39.00",retail_price="39.00")
book.save()# 调用save方法进行保存
book=Book(title="Django",public="b",price="40.00",retail_price="40.00")
book.save()#
    最后调用 save 方法进行保存。通过上述代码，我们就在数据库中添加了三条有关书籍的记录。

    创建 Book 实例，其实就是填充有关 Model 实例的各个字段，如果设置了默认值或者有允许为 null 的字段可以不填，最后调用 save() 保存实例（该方法没有返回值）。在 save() 执行以后，Django 会将 book实例化数据保存到数据库中。

    注意，每创建一条数据都需要调用一次 save() 方法，我们通过查看数据库可以得知数据信息已经保存完毕。如下所示：   
    mysql> select * from index_book;
+----+--------+--------+-------+--------------+
| id | title  | public | price | retail_price |
+----+--------+--------+-------+--------------+
|  1 | Python | a      | 59.00 |        59.00 |
|  2 | Flask  | b      | 39.00 |        39.00 |
|  3 | Django | b      | 40.00 |        40.00 |
+----+--------+--------+-------+--------------+
3 rows in set (0.00 sec)
    避坑提示，若在实例化数据对象的过程中，Django shell 出现以这样的报错信息：

    InternalError: (1366, "Incorrect string value: '\\xE8\\xAF\\xAD\\xE8\\xA8\\x80...' for column 'public' at row 1")

    说明我们添加的 public 字段的信息超过可字段本身的最大长度限制，即 manx_length=50。解决方法是将字段 max_length 值变大然后需要重新执行数据库迁移的操作，或者将你输入的信息缩短从而符合其规定的长度。

    save() 方法还可以保存已有对象更改后的信息，比如： 
    book.title="JavaScript"
book.save()

    2. create方法创建Model实例

    除了以上方法外，我们也可以使用管理器对象提供的 create() 方法，使用方法如下所示： 
    In [1]: Book.objects.create(title="Java",public="a",price="30.00",retail_price="30.00")
Out[1]: <Book: title:Java public:a price:30.00> #执行create方法存在返回值
    然后继续插入如下数据： 
    from index.models import Book
In [2]: Book.objects.create(title="MySQL",public="c",price="35.00",retail_price="35.00")
Out[2]: <Book: title:MySQL public:c price:35.00>
In [3]: Book.objects.create(title="C#",public="a",price="45.00",retail_price="40.00")
Out[3]: <Book: title:C# public:a price:45.00>
In [4]: Book.objects.create(title="Redis",public="c",price="25.00",retail_price="25.00")
Out[4]: <Book: title:Redis public:c price:25.00>
    这种创建 Model 实例对象的过程比较简单，create 执行之后就在数据库中插入了一条记录,这也是我们推荐使用的方法。最后访问数据库可以看到最新插入的数据记录： 
    mysql> select * from index_book;
+----+--------+--------+-------+--------------+
| id | title  | public | price | retail_price |
+----+--------+--------+-------+--------------+
|  1 | Python | a      | 59.00 |        59.00 |
|  2 | Flask  | b      | 39.00 |        39.00 |
|  3 | Django | b      | 40.00 |        40.00 |
|  4 | Java   | a      | 30.00 |        30.00 |
|  5 | MySQL  | c      | 35.00 |        35.00 |
|  6 | C#     | a      | 45.00 |        40.00 |
|  7 | Redis  | c      | 25.00 |        25.00 |
+----+--------+--------+-------+--------------+
    本节我们完成了向数据表插入数据记录的操作，不管是在 shell 环境下，还是项目的代码中都可以使用以上两种方法实现创建 Model 实例。后续章节会将涉及 Django 表的数据查询，我们还会用到本节内容。

  • Django查询数据库操作详解（一）

    在 web 开发过程中，Django 与后台数据库的交互是必不可少的一项，也是实现业务逻辑所需数据的重要方式，所以 Django 的表查询操作就显的尤为重要。在本节我们将全面阐述 Django 的表查询 API。本节知识属于重中之重，希望各位小伙伴能够尽可能的掌握这些 API，懂得活学活用，熟悉每个 API 的使用场景，这将对后续学习 Django 框架有很大的帮助。

    1. 返回单条查询结果

    我们知道 Manager 查询管理器提供了查询 Model 实例的接口，这些接口通常会返回三种类型：单实例、RawQuerySet、QuerySet。通常的实际的开发工作中，我们会根据给定的条件查询数据库记录。 Django 为实现返回单条查询数据提供了两个查询方法 get 和 get_or_create。

    get_or_create方法和 get 区别在于，当被查询数据不存在的时候，get_or_create 方法会创建新的实例对象，而 get 方法会抛出DoesNotExist异常。而当这两个方法的查询条件都能够匹配多条数据记录时，都会抛出MultipleObjectsReturned异常。

    提示：这两个方法都只能返回一条数据。

    1) 使用get查询

    因为 get 查询可能会抛出异常，所以若在项目使用 get 查询的时，经常会与 try..except 异常处理语句一起使用。示例如下： 
    #使用 Django shell
Author.objects.create(name="Tom",email="456789@163.com") #添加 Tom 此时数据表有两个Tom
Author.objects.get(name="Tom") #查询 name="Tom",就会报错
#报错信息如下
MultipleObjectsReturned: get() returned more than one Author -- it returned 2!
#查询不存在数据
Author.objects.get(id=4)
#报错信息如下：
DoesNotExist：Traceback (most recent call last)

    2) 使用get_or_create查询

    该方法的查询过程与 get 类似，都需要传递查询参数，但是不 get 不同的是，它返回值是一个 tuple 对象，通过举例子来说明。 
    Author.objects.get_or_create(name="Xiaolong")#先查询是否存在若不存在则新建该实例对象
(<Author: 作家：Xiaolong>, True) #返回值是一个元组有两个元素
    元组中的第一个元素代表实例对象，第二个元素是布尔值，标识返回的实例对象是否是新创建的，其中 True 代表新建实例对象，False 代表原有实例对象。

    查询结果为单实例的类似方法还有 first、last 等方法，用法与语法格式别无二致，在这里就不加赘述了。

    2. 原生数据库操作方法

    所谓原生数据库操作即使用 SQL 语句来进行数据库的相关的查询操作。那你可能会问，Django 已经有 ORM 了，为什么还会提供原生语句的操作呢？其实这个问题也很容易想明白，ORM 虽然为我解决了大部分的有业务场景，但是对于复杂的查询来说，ORM 还是有点力不从心，有时无法满足开发者的要求或者书写起来比相较 SQL 语句来说很麻烦，那么在这个时候使用原生 SQL 语解决问题就是不错的选择。

    在 Django 中，可以使用模型管理器（Marager）的 raw 方法来执行 select 语句进行数据的查询。raw 方法的返回值是一个 RawQuerySet 对象，该对象支持索引和切片，同样也可以对它进行迭代得到 Model 实例对象。但是，与 QuerySet 不同的是，它不能执行 fillter、exclude 等方法。下面通过举例说明 raw 方法如何使用。

    1) raw方法语法格式

    使用 raw 方法的语法格式如下所示：

    MyModel.objects.raw('sql语句')

    2) raw方法查询实例

    添加如下代码在index\views.py 中： 
    def BookName(request):
    books=Book.objects.raw("select * from index_book") #书写sql语句
    return render(request,"index/allbook.html",locals())

    在 index\templates\index 中创建 allbook.html，代码如下: 
    {% for book in books %}
<p>{{book.title}}</p>
{% endfor %}
    最后配置路由，通过访问 127.0.0.1:8000/index/allbook/，可以得到所有书籍的 title。

    3) raw方法与SQL注入

    在很多场景下，我们需要使用参数化查询，比如根据传递的 title 查询 book 对象，在这个时候我们不能手动填充 SQL 字符串，这会带来 SQL 注入的风险，raw 方法充分考虑到这一点，提供了 params 参数来解决这个问题。对于参数化查询的 SQL 来说，只需要在语句中加上占位符号（%s）即可。如下所示： 
    authors=Author.objects.raw("select id from index_author where name= %s",['Tom'])
    ...: for author in authors:
    ...:     print('%s:%s'%(author.id,author.name))
2:Tom #返回结果
    raw 方法可以接受一个列表或字典类型的参数，并将 SQL 语句中的占位符替换，最终完成查询。

    4) 游标cursor执行SQL语句

    那么执行非查询语句呢？如何使用原生的 SQL 语句呢？ Django 提供了游标 cursor 对数据库进行增删改操作，在 Django 中执行非查询语句必须使用游标进行操作。游标 cursor 定义在 django.db.connection 包中，使用前用下面的方式进行导入：

    from django.db import connection

    用创建 cursor 类的构造函数创建 cursor 对象，再使用 cursor 对象执行 SQL 语句。为确保能够在出现异常时释放 cursor 游标，通常使用 with 语句进行创建操，如下所示： 
    from django.db import connection
with connection.cursor() as cur:
    cur.execute('执行SQL语句')
    使用示例如下： 
    from django.db import connection
with connection.cursor() as cur:
​#调用游标对象的execute方法，更新author的名字
cur.execute('update index_author set name="Jack" where id=3;')
with connection.cursor() as cur: 
# 删除id为3的一条author记录 
cur.execute('delete from index_author where id=3;')
    虽然 Django 提供了 raw SQL的查询方法以及 cursor 游标对象的使用，但是它们很少的被使用，应为这些方法都需要考虑不同数据库的不同特性。Django 官网建议我们尽量使用 ORM 模块来完成相关操作。

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