第3章〓关系数据库的管理和查询 openGauss是一个开源关系数据库管理系统，与Mulan PSL v2一起发布，内核基于华为在数据库领域多年的经验，并持续提供针对企业级场景定制的竞争功能。 目前openGauss支持的运行平台是Linux系统，而读者自己的计算机一般安装的是Windows或者macOS系统。要学习openGauss，最简单的方法是在本机上通过Docker这个虚拟平台来运行它，也可以通过申请一个云主机的方式在云端Linux主机上运行它。本章首先简单介绍Docker这个虚拟平台的作用和基本使用方法，然后分别讲解在本机和云主机上如何安装和配置openGauss数据库。 3.1关系数据库openGauss的安装和配置方法 3.1.1Docker平台简介 Docker平台能方便开发者进行跨平台的应用程序开发和部署，它可以解决Windows平台上的开发者想使用openGauss数据库的问题。openGauss目前不支持Windows操作系统，只能运行在Linux操作系统上。此时，通过Docker的轻量化虚拟功能，我们能够在Windows操作系统中创建一个微型的Linux容器，它很小，对系统的开销占用很小，但可以让openGauss运行。一旦我们让openGauss运行在这个Linux容器中，就可以在本地通过容器的开放端口来访问和操作openGauss数据库。与传统的虚拟机技术相比，Docker的容器技术更加轻量化，对系统资源的占用更少，运行速度一般也更快，其应用不限于数据库方面的开发，也正广泛地应用在各类应用程序的开发和部署上。Docker的好处是多方面的，本书限于篇幅，就不展开讲述了。 Docker中的核心概念是镜像和容器。镜像可以被类比为安装程序，容器可以被类比为安装好并可以随时启动运行的程序。Docker平台有一个镜像在线商城，我们可以从该商城下载需要的镜像，安装该镜像后，容器就形成了。容器可以随时被启动运行，也可以随时被停止。容器就是一个包含运行时环境的大型程序，我们即将使用的openGauss数据库就将运行在这样的容器中。 3.1.2Docker 的安装方法 1. 在Linux平台的安装方法 Docker在Linux平台上的安装非常简单，一般通过一条命令就可以安装。以Ubuntu Linux 20.04系统为例： sudo snap install docker 通过该命令，就可以在线安装Docker平台。等待下载并安装后，应该可以看到“安装成功”字样的提示。运行下面的命令，查看所安装的Docker版本。 Docker --version 笔者在写作的时候其版本为Docker version 20.10.17。 图31Docker的系统菜单截图 2. 在Windows平台的安装方法 读者可以在Docker官方网站(网址详见前言二维码)下载新的Docker Desktop安装程序。下载完毕后，双击安装程序进行安装，建议以默认选项进行安装。如果没有遇到错误，则可以运行安装好的Docker Desktop程序。双击该图标启动Docker Desktop程序后，会发现在任务栏右下角多出了一个图标，右击该图标，会弹出一个菜单，如图31所示。 如果能够在菜单最上方看到图31中的Docker Desktop is running字样，则说明安装成功了，否则系统会给出错误提示，请按照具体提示内容进行操作。一般的错误与Windows操作系统缺少某些必要的系统组件有关，如WSL2组件。用户可以在出错提示中找到相关链接，以了解具体的解决办法。这里就不再赘述了。 安装成功后，系统会弹出一个窗口，即Docker Desktop窗口，如图32所示。 图32Docker Desktop窗口截图 图32显示已经安装了两个容器，一个容器的名字中有opengauss字样，另一个容器的名字中有neo4j字样。这是本书将会讲解的两个数据库。对于新安装Docker Desktop的用户而言，这个窗口中的容器列表应该是空的。 3.1.3在Docker中拉取openGauss数据库镜像 在笔者写作时，华为公司并没有给openGauss发布官方的镜像，但由于openGauss是开源的，因此相关企业制作了比较好的镜像。我们可以从Docker平台下载这个镜像。镜像的下载又常被称为“拉取”，后面我们一般用拉取这个词。 如果是在Linux操作系统中，那么只需在命令行中运行下面的语句就可以了： docker pull enmotech/opengauss:latest 其中，pull的意思是拉取镜像，后面的字符串“enmotech/opengauss”是这个镜像的名字，“:latest”的意思是拉取新版本的镜像。 如果是在Windows操作系统中，用户可以仿照上面的方法，打开一个命令行窗口，输入同样的语句就可以了。如果没有显示出错提示，则可以打开Docker Desktop窗口，切换到Images(镜像)标签页(单击窗口左侧代表镜像的图标)，此时可以看到拉取的镜像显示在列表中，如图33所示。 图33Docker镜像列表截图 从图33中可见，作者除已经拉取openGauss数据库的镜像外，还拉取了MongoDB、Neo4j和Redis等数据库的镜像，这些数据库都将在本书中讲解。 3.1.4安装运行openGauss容器 一旦拉取了openGauss的镜像，就可以安装并运行对应的容器了。容器一旦被启动，我们就可以操作openGauss的数据库系统来练习关系数据库的使用了。 在Linux操作系统中，可以在命令行输入下面的语句： docker run --name opengauss --privileged=true -d -p 15432:5432 enmotech/opengauss:latest 其中，docker run是指要安装并启动运行一个容器。“name opengauss”是指容器的名字是opengauss。必须给容器起个名字，以便对这个容器进行启停操作。“privileged=true d”是与容器的运行权限有关的参数，暂时不需要理解，照着写就行。“p 15432:5432”用于指定这个容器在运行时内部和外部通信的端口，其中5432是容器内部的通信端口，15432是这个容器对外的通信端口。这个容器就像一个独立运行的虚拟主机，运行在这个主机内部的程序，都通过5432这个内部端口发送信息； 而运行在容器外面的程序，如以后要在Windows平台上开发的Python程序，就得通过15432这个外部端口来跟容器内部的程序(比如openGauss)通信。“enmotech/opengauss:latest”表示要安装并运行的容器名称。 如果这条命令没有返回出错信息，那么恭喜你，你的openGauss数据库容器已经在运行了，在这个容器中有一个微型的Linux系统，里面安装并运行着openGauss和它所需的所有依赖软件。可以通过编程的方法，通过15432这个外部端口来访问容器中的openGauss数据库(见3.4节)，也可以通过带有图形界面的专用软件来访问容器中的openGauss数据库(见3.3节)。 在Windows操作系统中，也可以仿照上面的做法，打开一个命令行窗口，输入上面的指令。如果指令运行成功，可以打开Docker Desktop窗口，切换到Containers(容器)标签页(单击窗口左侧代表容器的图标)，此时可以看到安装的容器显示在列表中，如图34所示。 图34Docker中的容器列表截图 图34中显示了一个名为opengauss的容器，状态是Running，对外端口是15432。这说明该容器已经成功运行了。 可以随时关闭容器的运行，方法是单击容器列表项右侧的关闭按钮。如果要再次启动容器，则单击容器列表项右侧的运行按钮。这个运行按钮在容器关闭状态时会显示出来。 除通过图形界面的方式外，还可以通过命令行方式来启动和关闭容器。比如启动一个已经安装好的容器，方法如下： docker start opengauss 这条语句启动了一个安装好的名为opengauss的容器。如果要关闭一个运行中的容器，方法如下： docker stop opengauss 这条语句关闭了一个正在运行的名为opengauss的容器。 3.2关系数据库openGauss的基本设置 虽然通过前面的操作，该容器已经在运行了，但里面运行的只是一个openGauss管理程序。由于openGauss默认的权限限制，目前无法从容器外部通过编程方式或者图形化程序来访问openGauss数据库。 在开启关系数据库之旅前，必须花点时间熟悉openGauss的基本操作，包括创建用户、分配权限、显示现有数据库、显示用户权限等。这些基本操作需要以命令行方式运行，所以无论是在Linux还是在Windows平台上，做法是类似的。 3.2.1进入容器内部 要想对openGauss数据库进行配置，必须先进入容器内部，可以用命令行方式，如果是在Windows操作系统中，也可以用图形界面的方式。首先来看如何用命令行的方式进入一个正在运行中的容器(确保要进入的容器已经启动运行了)，方法是在命令行窗口中输入这条Docker语句： docker exec -it opengauss bash 其中，docker exec的意思是进入一个运行中的容器； “it”的意思是进入容器后开启一个交互式的会话环境，以便通过输入命令来配置程序； opengauss是指要进入一个名为opengauss的容器； bash也是必须写的参数，具体意思暂不必深究。 如果这条语句运行成功，可以看到命令行的提示符改变了，会呈现类似图35的形式。 图35Docker容器命令行截图 其中，root是指在这个基于Linux的容器内部，当前的用户名是root； “@”符号后面的一串字符是当前容器中虚拟主机的名字，基本不用这个名字； “#”字符后面就是闪烁的光标，等待输入命令，以便在容器中运行。这说明已经进入容器内部的Linux环境了。如果想退出容器，则可在“#”字符后输入exit命令。 如果是在Windows操作系统下运行Docker的，也可以通过Docker Desktop窗口程序进入容器。方法是在容器标签页中，在一个已经运行的容器右侧寻找一个按钮，单击这个按钮，系统就会弹出一个命令行窗口，并自动进入容器，而且可以看到“#”提示符，等待输入指令。 3.2.2登录openGauss数据库 在这个包含openGauss的容器内部，运行着一个微型的Linux操作系统，这个操作系统已经内置了一个管理员用户root，还内置了一个专门用于操作openGauss的用户omm。首先用一条Linux命令从默认的root用户切换到这个omm用户，以便以omm的身份进行后续的openGauss操作。切换到omm用户的方法如下： su - omm 注意： “”左侧和右侧各有一个空格。 一旦切换成功，会看到Linux的命令行提示符变成类似图36的样子。 图36Docker容器中的数据库 命令行截图 其中，omm代表现在的身份是omm这个用户； “@”后面的字符串代表主机名； “$”是新的命令提示字符，可以在这个字符后面输入命令。 一旦切换到omm这个用户，就做好了访问openGauss数据库的准备了。 openGauss为用户提供了一个名为gsql的数据库管理程序。通过它，可以在Linux环境中查看现有的openGauss数据库列表，并且选择登录特定的数据库。要列出现有的数据库，只需要在命令行中输入这样的语句： gsql -p 5432 -l 其中，gsql是数据库管理程序的名字； “p”的意思是查找在容器内部5432这个端口上提供服务的数据库，这个端口正是在启动容器时的命令中指定的容器内部端口(详见3.1.4节)； “l”是指列出现有数据库。 这个语句的运行结果如图37所示。 图37openGauss数据库列表截图 可见，这个镜像的提供商已经内置了4个数据库omm、postgres、template0和template1。其中，postgres这个数据库是一个默认数据库，无须用户名和密码就可以登录，适合我们进行学习和演练。所以，后面我们将登录这个数据库，并在这个数据库中进行关系数据库的学习。至于这个数据库的名字postgres，恰好是著名的开源数据库PostgreSQL的名字，华为的openGauss就是脱胎于PostgreSQL，这里也显示出华为向前辈致敬的意思。 一旦查到了现有数据库，而且明确要登录postgres这个数据库，就可以继续用gsql这个数据库管理程序来实现数据库登录。方法是： gsql -d 数据库名 -p 端口号 -U 用户名 -W 密码 -r 这里给出了登录数据库的语法，其中gsql是数据库管理程序的名字，后面有多个参数，分别指定了数据库名、端口号、用户名和密码。由于postgres这个默认数据库不需要用户名和密码就可以登录，因此可以用下面的简化方式实现登录： gsql -d postgres -p 5432 一旦登录成功，会发现命令行提示符变为类似下面的样子： openGauss=# 这说明已经登录openGauss数据库了，后面就可以通过SQL和一些专用指令对数据库进行管理操作了。 3.2.3对数据库进行基本的用户和权限编辑 在登录数据库后，在提示符“openGauss=#”后面输入的所有SQL指令都需要以英文的分号“;”结尾，否则指令不会被运行。 当用前面的方法登录数据库后，默认的登录角色是omm。这个角色的权限是很大的。到底它有什么权限，除omm外，这个数据库还有哪些可登录的用户？这可以通过一条简单的专用指令来查询，方法是在命令提示符后面输入： ＼du 这个专用查询指令会返回数据库的用户清单和每个用户的权限，如图38所示。 图38openGauss数据库用户列表截图 从图38中可见，omm这个角色的权限很大，比如具有系统管理员(sysadmin)权限，可以创建新的角色(create role)、创建数据库(create DB)等。正是由于它的权限太大，因此只适合用来对数据库进行管理，而非进行日常的数据操作。如果想用omm这个用户对openGauss数据库进行远程访问，比如通过容器外部的Python程序或者可视化管理工具来访问，那么是比较困难的，因为系统对远程使用这个omm用户进行了限制。为了方便读者后续的学习，建议创建一个新用户。 1. 创建新用户 可以用以下语句创建新用户： create user 用户名 password "密码"; 其中，create user的意思是创建用户。用户名一般是字母开头的字符串，password后面跟着的是带英文双引号的密码。注意： 密码必须是8位的（包括大小写字母和数字），而且这个英文双引号是不能缺少的，语句后面的英文分号也是不可缺少的。 可以仿照这个语法创建一个名为stud的新用户，其密码为“Study@2023”。 create user stud password "Study@2023"; 2. 赋予这个用户充分的权力 今后将使用这个新创建的用户从容器外部访问openGauss数据库，并进行诸如创建表、删除表、新增和查询数据等操作，因此需要的权限还是比较多的。需要给这个新用户添加访问默认表空间pg_default的权限，由于所有的数据表都要依附在某个表空间中，因此，如果没有这个权限，就无法建表。进行权限分配的方法如下： grant create on tablespace pg_default to stud; 该语句是把在表空间pg_default的创建操作的权限赋给用户stud。一旦拥有这个权限，用户stud就可以在数据库中创建表、删除表，建立视图，建立存储过程了。 视频讲解 3.3基于图形化的关系数据库管理工具的使用 openGauss数据库提供了官方支持的图形化的数据库管理工具Data Studio，它可以让用户在Windows操作系统中，以直观的方式来访问运行在远程主机或容器中的openGauss数据库，可以通过Data Studio运行各种SQL语句来实现对数据库的操作。下面以Windows 11操作系统为例来介绍Data Studio的安装和使用方法。 3.3.1配置运行环境 图形化的数据库管理工具Data Studio是基于Java语言的，所以需要先安装Java语言的开发环境JDK(Java Development Kit)。首先在Java的官方网站下载新的JDK安装包。在笔者写作的时候，Java语言是归属Oracle公司所有的，其开发环境JDK的新版本是20，其下载链接详见前言二维码。 下载x64 MSI Installer，即64位版的安装程序，如图39所示。 图39JDK下载官方网站截图 下载后运行这个安装程序，建议按照默认的选项进行安装。 完成JDK的安装后，就可以下载Data Studio了，请到openGauss的官方网站下载(详见前言二维码)。 在笔者写作本书的时候，其新版本是3.1.0，如图310所示。 图310Data Studio下载官方网站截图 单击其中的下载链接，就可以得到一个ZIP压缩包，名为DataStudio_win_64.zip。将这个压缩包解压缩，在其中可以看到可执行文件Data Studio.exe，如图311所示。双击它就可以启动Data Studio。 图311Data Studio安装压缩包中的文件内容 3.3.2通过Data Studio连接openGauss数据库 双击Data Studio.exe如果一切正常，会看到数据库连接界面，询问要连接哪个主机中的哪个数据库，以及用户名和密码，如图312所示。 图312Data Studio的“新建/选择数据库连接”界面 图312左侧是曾用过的数据库连接信息列表，如果是首次运行，那么这个列表应该是空的。图312右侧是新连接的必填信息。假设已经在本机上按照3.1节和3.2节的叙述安装了基于Docker的openGauss数据库，并且设置了用户stud。那么就可以把相关信息填写到右侧的文本框中。具体填写方法如图313所示。 图313在Data Studio中输入openGauss连接信息 其中，“名称”是给这个连接起的名字，因为这是连接本地的一个数据库，所以笔者起名为local。“主机”是数据库所在主机的IP地址，因为使用的是连接本机，所以使用本机的默认IP地址127.0.0.1。“端口号”是指数据库对外的服务端口，在3.1.4节中设置其对外端口是15432，所以就填这个数值。“数据库”是指要连接的具体数据库的名字，因为openGauss系统中可以有多个数据库，根据3.2.2节中的叙述，知道要连接的数据库名字是postgres，所以这里就填它。“用户名”就是在3.2.3节中新建的用户stud。“密码”就是在3.2.3节中创建新用户时设置的密码，如果当时是按照书中操作的话，应该是Study@2023。将“保存密码”设置为“仅当前会话”，作用是在Data Studio没关闭之前，一直记住这个登录密码。当长时间没有操作，导致与数据库的连接断开时，一旦用户恢复操作，Data Studio能够记住这个密码实现自动重新连接。“启用SSL”这个复选框被取消勾选了，原因是此处仅以学习为目的，不需要SSL这样的通信保密措施，这些措施会增加配置数据库的难度，将来要部署实际的数据库系统时，可以启用该选项，但这超出了本书的范畴。 单击“确定”按钮后，可能会看到系统弹出的警告框，提示没有启用SSL，有安全隐患。单击“继续”按钮忽略这个警告。 一切顺利的话，应该可以看到Data Studio的主界面，如图314所示。 图314连接数据库成功后的Data Studio的主界面 其中，界面上方是菜单和工具栏区； 左侧是“对象浏览器”面板； 中间是输入SQL指令的面板； 右侧是“SQL助手”，会呈现一些有关SQL语句的帮助信息。 目前，“对象浏览器”中只有一个项目local(127.0.0.1)，表示名字是local的数据库连接，连接的主机IP是127.0.0.1，这与在前文中的连接设置是一致的。双击它，或者单击它左侧的符号，即可展开这个数据库连接的细节，将会看到一个树状结构，如图315所示。 双击“数据库(2)”或者单击其左侧的符号，以便展开数据库的细节信息，如图316所示。 可以看到有两个数据库，分别是omm和postgres。前者有个红色的图标，意思是无法访问这个数据库，而在postgres前面有个绿色的对号图标，意思是可以访问。这是对的，因为这个stud用户是在postgres数据库中创建的(见3.2.3节)，当然只能访问这个数据库。 双击postgres选项，或者单击其左侧的符号，以便展开其细节信息，如图317所示。 图315“对象浏览器”列表 图316展开后的数据库列表 图317查看数据库的信息 在postgres数据库下面有两种模式，分别是系统模式和用户模式。所谓模式，可以理解为目录，一个数据库可以有很多目录。因为每个数据库可以有多个用户，每个用户最好在属于自己的目录中工作，创建属于自己的表，存储自己的数据，这样多个用户可以使用同一个数据库，而不必担心互相影响。 现在以stud用户的身份登录数据库，所以此时的模式是“用户模式”。双击“用户模式”选项，或者单击其左侧的符号，以便展开其细节信息，如图318所示。 可以看到，在用户模式下有public和stud两个具体的用户模式，此处选择stud模式。stud字样旁边的(0)是指当前这个模式下还没有任何表，创建新表后，这个括号中的数字就会更新了。 双击stud选项，或者单击其左侧的符号，以便展开其细节信息，如图319所示。 图318数据库的用户模式 图319数据库详情列表 在stud这个用户模式下有很多子项目，每个子项目的左边都有符号，说明它们都是目录，都可能还有子项目，可以继续展开。 现在已经完成了通过Data Studio连接openGauss数据库的任务，下面就可以通过SQL指令来操作数据库了。 3.3.3通过Data Studio和SQL语句操作openGauss数据库 在Data Studio中输入和运行SQL语句是很直观和简单的。首先，在位于主窗体中央的编辑窗口中输入一条SQL语句，如图320所示。 图320Data Studio中的SQL语句编辑窗体 刚刚输入的SQL指令是以CREATE TABLE开始的，你还记得是什么作用吗？顾名思义，这是创建表的语句。如果记不清了，可以查看本书的2.4.5节。具体而言，这条语句的作用是： 创建一个名为Companies的数据表。该表包含的列(字段)有id、name、address、email和phone。int、varchar(50)和text是数据类型，它们表示可以在该字段中存储哪些数据。 此时，观察到左侧“对象浏览器”窗口中stud下方有“普通表(0)”，意思是此时还没有表。如果成功运行了这条语句，括号中的数字应该会变成1。此外，在右侧的“SQL助手”面板中可以看到已经自动出现了CREATE TABLE字样，以及对这条SQL语句的帮助信息，这体现了Data Studio试图给开发者提供主动的帮助。 写完SQL语句后，怎么让它运行呢？别急，请仔细看代码编辑窗口上方是不是有一串小按钮，单击最左边的按钮就可以执行当前SQL指令，并在当前编辑窗口显示运行结果； 单击第二个按钮可以弹出一个新窗口来执行当前SQL指令，并在新的编辑窗口中显示运行结果； 单击第三个按钮可以弹出一个窗体显示已经运行过的SQL命令的历史记录。对于开发者而言，第一个按钮是最常用的。下面单击它，看看会不会新建一个表。如果顺利，单击第一个按钮，这条SQL语句就会被运行，给数据库创建一个新的表，如图321所示。 图321Data Studio中运行SQL语句后的消息窗体 从图321中可以看出，在SQL编辑框下方出现了一个“消息”面板，里面显示了“执行成功”字样； 在左侧的“对象浏览器”面板的stud下方，“普通表”右侧的括号里，原本的数字0已经变成了1，这说明新表已经被成功创建。 此时，美中不足的是“对象浏览器”面板中用户模式stud右边的括号中的数字还是0。按照前面的说法，此时stud模式下已经有了数据表，就不应该是0了，这是什么原因呢？ 不要急，因为Data Studio还没来得及更新所有的界面信息，如果你想让它花点时间彻底更新界面信息，很简单，只需要单击“对象浏览器”面板上方的刷新图标，就是图中放大镜右侧的循环状的箭头。单击刷新图标后，就应该看到界面刷新的动作，并且看到更新后的界面，如图322所示。 图322Data Studio中刷新后的界面 从图322中可以看出，“对象浏览器”面板中的“用户模式”和stud字样后面的括号中，数字都从0变为1了。随着今后对数据库的扩充操作，这个数字还会不断增长。 双击“对象浏览器”面板中用户模式stud下方的“普通表”，或者单击它左侧的符号，会看到其中具体包含哪些表格，如图323所示。 可见目前只有一个普通表，名字是companies。细心的同学可能会发现在SQL语句中写的是首字母大写的Companies，但在普通表列表中却显示的是首字母小写的companies。这是因为SQL对于语法关键字和表名是不区分大小写的，因此两者对于数据库而言是一样的。 在“对象浏览器”面板中继续展开普通表下的companies表，展开的方式是双击companies，或者单击其左侧的符号。表的内部结构如图324所示。 可见，表中包括3类主要的结构信息，分别是列、约束和索引。刚才的SQL语句中只是指定了新表的列，并没有指定任何约束和索引信息，因此只能继续展开“列”这个项目，会看到在列中包含的具体信息，如图325所示。 图323表格列表 图324表格详情 图325“列”清单 图325中显示了address、email、id、name和phone这5个列(字段)，这与前面的SQL语句的内容是一致的，只是它是按照列名的首字符排序显示的，因此先后顺序与在SQL语句中的不太相同，但这对于表结构和存放数据而言是没有关系的。 现在，尝试再运行一条SQL指令，给这个表添加一个主键约束。首先，选中并删除SQL编辑框中现有的指令，然后输入如图326所示的新指令。 单击“运行”按钮，应该会看到运行成功字样。这样我们就给这个新表添加了一个主键约束，指定id列为主键。此时，我们在“对象浏览器”面板中可以看到companies这个表的“约束”项中新增了一个约束companiespk，这与刚才的SQL指令内容是一致的，如图327所示： 图326输入的改变表结构的SQL语句 图327“列”详情 表是有了，但还缺少数据，下面来添加几条记录。请回忆在2.4.8节中学习的相关SQL指令，结合这个新表的结构，输入如图328所示的指令。 图328使用SQL语句添加数据① 单击“运行”按钮后，会弹出错误信息，提示主键不允许重复。下面来检查这段代码，会发现新增的4条记录中，每个id字段的值都是1，而id字段已经被我们设置为主键了，是必须非空且唯一的。解决方法很简单，就是修改后面3条记录的id字段值，如图329所示。 图329使用SQL语句添加数据② 再次运行，应该就可以看到运行成功字样。 现在我们的数据库中终于保存了实际数据，让我们查询一下吧。删除前面的代码，并输入新的查询代码，按照2.4.1节讲解的简单查询语句，可以这样写： select * from companies 然后单击“运行”按钮，应该可以看到我们刚才录入的4行信息，如图330所示。 图330进行SQL查询的结果 我们已经通过Data Studio书写并运行了SQL语句，创建了表格，输入了数据，并实现了简单查询。下面使用类似的方法来演练2.4节中学习的各类SQL语句。 Data Studio的功能很强大，除运行SQL指令外，它还允许我们以图形可视化的方式创建表、修改表、录入和编辑数据。不过这些不是本书的教学重点，就留给读者慢慢探索和尝试吧。 3.4基于Python的关系数据库的连接和查询 openGauss数据库脱胎自开源关系数据库PostgreSQL，在其基础上做了深度的改进和优化。因此，openGauss数据库可以借鉴和使用开源PostgreSQL数据库的成熟生态环境，包括针对各种编程语言的驱动接口。 在笔者写作的2022年，openGauss官方支持C/C++、Java和Python这3种语言的编程接口。但官方支持的接口和驱动软件都是针对Linux的，而我们的大部分读者可能都在使用Windows操作系统。因此，我们可以借助开源数据库PostgreSQL针对Python的编程接口psycopg2，它发展得更早，而且提供了针对Windows的版本。 虽然psycopg2是针对开源数据库PostgreSQL的，但由于openGauss与PostgreSQL共享了很多底层的技术，因此openGauss的常规操作都可以基于psycopg2来调用实现。下面介绍psycopg2的安装和使用方法。 视频讲解 3.4.1psycopg2的安装 psycopg2的官方网址详见前言二维码。在笔者写作的2022年，共有两个主要版本可以使用，分别是psycopg2和psycopg3。这两个版本是同时被官方支持的，基于兼容性和稳定性的考虑，我们使用更加成熟的psycopg2来连接操作openGauss数据库。 psycopg2的安装方法很简单，用Python语言的官方安装工具pip即可。 首先，打开一个命令行窗口。如果使用的是Windows操作系统，建议以管理员身份来打开命令行窗口(见图331)，因为安装过程可能会往系统磁盘写入文件，如果没有管理员权限，可能会遇到错误。 图331在Windows平台上启动命令行 在打开的命令行窗口中，输入如下的pip指令： pip install psycopg2-binary 在笔者写作的时候，psycopg2的新版本是2.9。psycopg2成功安装后，应该可以看到类似Successfully installed psycopg2binary2.9.5的字样。 现在，我们就完成了对psycopg2的安装。下面讲解其基本的使用方法。 3.4.2简单的数据库查询 用任何编程语言操作数据库，一般都有连接数据库、发送SQL指令、获得指令的运行结果、显示结果、断开连接这几个关键步骤。psycopg2也不例外。让我们看一段简单的示例代码： #导入psycopg2库 import psycopg2 #连接数据库 conn = psycopg2.connect(database="postgres", user="stud", password="Study@2023", host="127.0.0.1", port="15432") #通过cursor对象向数据库发送SQL指令 cur = conn.cursor() cur.execute("SELECT id from companies") #获得SQL指令的运行结果 rows = cur.fetchall() #对多行返回数据进行显示 for row in rows: print(row) #断开数据库连接 cur.close() conn.close() 上面的代码实现了对我们在3.3节中创建的数据表的简单查询，通过以“#”开头的注释信息，应该不难理解每条语句的作用。下面来一一解析。 第一步，通过import指令导入psycopg2库，只有先导入库，我们才能使用这个库中的相关功能。 第二步，创建一个关键的psycopg2对象，即connect类型的对象。这个对象被存储在conn这个变量中，它将负责连接数据库。我们在创建这个对象时，通过参数传入了数据库名、用户名、登录密码、主机IP和通信端口信息。请回忆一下，我们在3.3.2节使用Data Studio连接openGauss数据库时是不是在窗口中填写了这些信息？所以，无论是通过图形化界面还是通过编程的方式，其本质是相同的，都是跟数据库系统“对话”。 第三步，通过connect对象创建第二个关键的psycopg2对象，即cursor类型的对象。这个对象被存储在cur这个变量中，它将负责向数据库发送SQL指令并获得运行结果。创建这个对象时，不需要提供什么额外的信息，所以其创建函数带一个空括号，没有任何参数。 第四步，通过cursor类型对象的execute函数向数据库发送SQL指令。这条指令是一个简单的查询指令，目标很明确，就是获得表中id列的所有行。这条SQL指令是用Python的字符串来表示的，在psycopg2中，所有的SQL指令都将使用字符串来表达，但复杂一些的SQL指令需要考虑输入参数，以及Python和SQL数值类型转换的问题，我们会在后面的示例中进一步说明。 第五步，通过cursor类型对象的fetch函数获得SQL指令的运行结果，返回的结果是Python的可迭代容器类型，所以可以通过循环语句来遍历其中的每一个数据，并且进行显示。 第六步，分别调用cursor类型和connect类型对象的close函数，实现对数据库连接的关闭。注意，要先调用cursor的close函数，再调用connect的close函数。因为cursor是由connect对象创建的，所以它是依附于后者的。在关闭数据库连接时，我们要先释放子对象，再释放其母对象。如果不做这一步，Python程序在关闭时，数据库大概率也会自动关闭这个打开的数据连接，但这并不保险，可能会造成计算机内存等资源的浪费，也会有一些安全隐患，所以建议读者在完成对数据库的操作后，就关闭数据库连接。 这段代码的运行结果如下： (1,) (2,) (3,) (4,) 这4行输出正是我们在3.3.3节中向companies表中添加的4行记录对应的id列的值。说明查询结果是正确的。 3.4.3对数据库进行修改 前面已经学习了如何进行简单查询，与查询不同的是，对数据库的修改需要在发送SQL指令后额外添加一条语句，即 conn.commit() 也就是说，要在发送SQL指令后，通过调用connect对象的commit函数告诉数据库，让SQL语句所做的数据库修改生效，如果不调用这个函数，则对数据库的修改可能没有生效。对于数据库而言，数据是最关键的，不经过用户的反复确认，最好不要随便对数据库进行修改。这样通过对commit函数的调用，就是对数据库修改操作的再次确认。 下面我们尝试在companies数据库中创建一个新表： #假设已经按照前一个例子创建了conn和cur对象 #构造一个多行的SQL语句，用来创建一个新的表 sql_str = """ CREATE TABLE Customers( customer_id SERIAL PRIMARY KEY, name VARCHAR(20) NOT NULL, phone_no VARCHAR(20) ); """ #向数据库发送这条SQL指令 cur.execute(sql_str) #通知数据库，将SQL语句所做的修改生效 conn.commit() #请仿照前一个例子关闭数据库连接 在这个例子中，我们构造了一个多行的SQL语句，并把它存放在一个名为sql_str的Python变量中。这个变量是字符串类型的。需要特别注意的是，我们通过3个连续的英文双引号来开启一个多行的字符串，并且在字符串输入后，再用3个连续的英文双引号来告诉Python这个多行字符串已经录入完毕了。这个技巧还是很常用的，因为很多数据库操作都需要用比较复杂的SQL指令来描述。 在调用cursor类型对象的execute函数执行这条SQL指令后，我们特别调用了connect类型对象的commit函数让所做的数据库修改生效。如果没有对commit函数进行调用，这个表是不会被真正创建的。可以用Data Studio连接数据库，来观测commit函数调用前后数据库的变化。可以发现，Customers这个表是在调用commit函数之后才出现的。 3.4.4使用参数构造SQL语句 什么叫用参数来构造SQL语句？为什么用参数来构造SQL语句？为了理解这两个问题，我们需要先看一个简单的例子。在这个例子中，以3.4.3节的方法向Customers表中新增一条记录。请观察这段代码： #假设已经按照3.4.2节中的例子创建了conn和cur对象 #构造一个多行的SQL语句，用来创建一个新表 sql_str = """ INSERT INTO Customers(name, phone_no) VALUES ('lei cai', '1337667777'); """ #向数据库发送这条SQL指令 cur.execute(sql_str) #通知数据库，将SQL语句所做的修改生效 conn.commit() #请仿照3.4.2节中的例子关闭数据库连接 这条语句运行完毕后，打开Data Studio应该可以看到这条新记录已经被加入Customers表中了。 这个例子有什么问题吗？仔细观察，你会发现这条新记录各个字段的值是写死在代码中的。也就是说，在写Python代码的时候，你就得事先知道用户要输入什么数据。这可能吗？一般来说是不可能的。如果在写代码的时候就知道了要输入什么数据，那么我们没有必要编写Python程序了，因为它不能帮助我们录入新的数据。 怎么解决这个问题？思路就是： 数据在程序运行时才被用户输入，被存放在Python的变量中，我们在构造SQL指令的时候需要嵌入这些变量。这些变量对于SQL语句而言就变成了参数。 在SQL语句中，嵌入参数(也就是待定内容)的方法是用“%”标识符。请看下面的例子： #假设已经按照3.4.2节中的例子创建了conn和cur对象 #假设用户在程序运行中输入了两个数据，分别保存在这两个变量中 name = '张三' phone_no = '1887667777' #向数据库发送一条SQL指令，注意：这条SQL指令中包含2个参数，其值在运行时会由上面的两个变量值填充 cur.execute(""" INSERT INTO Customers(name, phone_no) VALUES (%s, %s); """, (name, phone_no)) #通知数据库，将SQL语句所做的修改生效 conn.commit() #请仿照3.4.2节中的例子关闭数据库连接 在这段代码中，我们模仿真实场景，假设用户在程序运行时输入了两个数据，分别保存在name和phone_no这两个变量中，然后通过cursor对象的execute函数构造并发送一条带参数的SQL指令。在这个指令中出现了两个“%s”，说明这里存在字符串型(s是字符串string的意思)的待定参数。execute函数的第一个参数就是这条SQL指令，第二个参数是一个Python的元组类型，即用括号括起来的多个值。这里，元组中存放了两个变量，分别是前面提到的name和phone_no，里面保存了用户在运行时输入的数据。 通过这种方法，psycopg2可以在运行时根据用户输入的数据来组装SQL指令，实现自定义的数据输入。 注意： ■在%s的两侧不要再加引号，否则会报错。 ■无论参数中保存什么类型的数据，一律用%s来代表，因为SQL语句整体就是字符串。 ■如果SQL语句中有表示求余运算的%符号，为了避免与%s混淆，把求余运算的%改写为%%。psycopg2在与数据库通信时会将%%正确转换为表示求余计算的%。 ■只能用%s参数来代表SQL语句中的字段值，不能用%s来代表表名或字段名。若有这样的需求，则参考psycopg2帮助中的高阶用法。 3.4.5处理Python与SQL的数据类型转换 Python和SQL是两种不同的语言，它们内置的数据类型也是不同的。比如我们在2.4.6节中提到基于openGauss的SQL支持整型、浮点型、字符串、文本和日期类型等若干数据类型。这些数值类型的名字与Python不完全相同。比如在SQL中，我们用VARCHAR类型来表示可变长度的字符串，但在Python中是没有这个类型的。那么，我们在Python程序中向数据库发送SQL指令时，如何确保相关参数能转换成SQL能理解的数据格式呢？ psycopg2的参数机制中已经内置了Python语言中的类型向SQL类型自动转换的功能。为了体验这种功能，我们先通过下面的代码给已经存在的Customers表增加几个不同类型的字段，然后写一段代码来实现为这些不同类型的字段添加数据，在这个过程中体验两种不同语言之间的数据类型转换。 首先，仿照2.4.6节中的示例，给现有表添加几个不同类型的字段。 #假设已经按照3.4.2节中的例子创建了conn和cur对象 #构造一个多行的SQL语句，用来给现存表新增几个不同类型的列 sql_str = """ ALTER TABLE Customers ADD ( birthday DATE, isMarried BOOLEAN, savings FLOAT ); """ #向数据库发送这条SQL指令 cur.execute(sql_str) #通知数据库，将SQL语句所做的修改生效 conn.commit() #请仿照3.4.2节中的例子关闭数据库连接 现在Customers表中就有多种类型的字段了，包括整型的id列、字符串型的name列、日期型的birthday列、布尔型的isMarried列和浮点型的savings列。下面我们尝试新增一条记录，给这些不同类型的列同时进行赋值，看看能否成功。 #假设已经按照3.4.2节中的例子创建了conn和cur对象 #假设用户在程序运行过程中输入了以下不同类型的数据，分别保存在变量中 from datetime import date name = '王二' phone_no = '1890067777'#Python的字符串型 birthday = date(2021,9,29) #Python的日期类型 is_married = False #Python的布尔型 savings = 987.35 #Python的浮点型 #向数据库发送一条SQL指令，注意：这条SQL指令中包含2个参数，其值在运行时会由上面的两个变量值填充 cur.execute(""" INSERT INTO Customers(name, phone_no, birthday, isMarried, savings) VALUES (%s, %s, %s, %s, %s); """, (name, phone_no, birthday, is_married, savings)) #通知数据库，将SQL语句所做的修改生效 conn.commit() #请仿照3.4.2节中的例子关闭数据库连接 运行代码，如果此时用Data Studio打开数据库，并查看Customers表中的数据，应该会看到如图332所示的结果。 图332在Data Studio中查看数据插入后的结果 从这个结果可见，psycopg2已经正确地把Python变量中保存的日期型、布尔型、数值型的信息转换成了SQL能够理解的形式并进行了保存。如果有更复杂的数据类型要转换，比如二进制型等，可以参考psycopg2的官方帮助(网址详见前言二维码)。 视频讲解 3.4.6简单图形化界面的实现方法 对于一个数据库应用程序而言，图形化界面往往是不可缺少的。比如我们需要提供一个界面，让用户输入数据进行查询，并给出反馈结果。如果一切都用命令行来实现，那么用户操作起来很不直观，也不方便。 用Python实现图形界面的方式有很多，大体上可以分为两类： 一类是窗口式的应用程序，另一类是基于浏览器的Web程序。前者以PyQt、PySimpleGUI等为代表，后者以Streamlit、Gradio为代表。考虑到基于浏览器的Web程序可以被部署在云端，让用户无须安装程序就能访问使用，对用户更加便捷友好，所以本书将以Gradio这种新型的界面工具来讲解如何实现图形化的数据库应用。限于篇幅，本书只讲解很基础的Gradio使用方法，更详细的帮助信息请参考其官方帮助(网址详见前言二维码)。 1. 安装Gradio 用Python自带的PIP安装工具，在命令行中输入如下命令即可安装Gradio。建议以管理员身份打开命令行窗口(详见3.4.1节中的叙述)。 pip install gradio 2. 创建一个数据库登录界面 首先打开一个能够编辑Python程序的编辑器，比如VS Code、PyCharm或者一个简单的记事本程序； 然后输入下面的代码，并将其保存为.py文件，比如gradio_hello.py。 import gradio as gr import psycopg2 #创建一个全局变量，用于保存psycopg2的connect对象 conn = None #定义登录函数，成功登录数据库则返回True，否则返回False def login_fn(name, password): global conn try: conn = psycopg2.connect(database="postgres", user=name, password=password, host="127.0.0.1", port="15432") except psycopg2.Error as e: conn = None return False else: return True #定义界面 with gr.Blocks() as opengauss_demo: gr.Markdown('# 一个简单的数据库Web程序') #运行界面 opengauss_demo.launch(auth=login_fn) 可以在VS Code中直接单击“运行”按钮，运行这段代码。也可以在代码所在文件夹，用命令行执行下面格式的语句： python 文件名.py 请把“文件名”替换成你保存文件时起的实际文件名。 运行这段代码后，会看到如图333所示的命令行提示。 图333Gradio图形界面程序启动后的命令行提示 图333中显示，这个程序已经在运行了。它是一个Web程序，需要打开浏览器，输入图中的IP地址来访问。 打开一个浏览器，输入图333中指定的IP地址，然后按回车键，应该就会看到一个登录界面，如图334所示。在此输入登录openGauss数据库的用户名和密码。按照在3.2.3节中的设置，正确的用户名是stud，正确的密码是Study@2023。 图334Gradio登录界面 如果输入的是正确的信息，单击“提交”按钮后会看到如图335所示的界面，虽然只有一个标题，但说明已经成功登录数据库了。 图335第一个Gradio程序运行成功界面 若登录信息填写错误，则会看到如图336所示的出错页面。你可以单击浏览器的“返回”按钮(或按键盘上的回退键，即Backspace键)回到登录界面，重新填写信息。 图336第一个Gradio程序运行出错界面 这就是第一个图形界面的数据库应用程序，虽然非常简单，但包含Gradio的使用要点。让我们逐一分析代码内容。 第一步，为了使用Gradio和psycopg2库的功能，通过import语句导入了这两个库。我们还通过import语句的as子语句给Gradio这个库起了个更短的别名gr，后面就可以通过这个更短的别名来访问Gradio的功能了。 第二步，创建了一个全局变量conn，用于保存psycopg2的connect对象。我们把它的值初始化为None(就是空的意思)，将在后面的代码中调用psycopg2的connect方法来创建connect对象，并赋值给这个全局变量conn。如果成功，那么在本程序所有后续的代码中都可以通过conn来获取对数据库的操作能力。 第三步，定义一个登录函数，它有两个输入参数，分别代表用户名和密码。如果能成功登录数据库，这个函数就返回True，否则返回False。在这个函数的内部，通过psycopg2的功能来尝试登录，相关语句请参考3.4.2节。在这里，首次使用了Python的错误处理机制，即try语句。把可能会出错的语句放在try后面，通过后面的“except psycopg2.Error as e:”能够捕获到psycopg2在调用connect函数时可能出现的错误，一般就是用户名和密码错误。当我们捕获到错误后，就把全局变量conn置为None，并让登录函数马上返回False。这里之所以要把conn置为None，是为了将来添加查询等数据操作代码时，可以通过检查conn的值是否为None来间接判断是否已经正确连接了数据库，只有当确认已经正确连接数据库时才尝试发送SQL指令。注意： 在这个函数的开头，我们用global conn声明在这个函数内部出现的变量conn就是全局变量conn，这个声明是不能少的，否则Python会把这个函数中出现的conn变量当作是局部变量而非全局变量，这样一来，函数外面的代码就无法再使用这里创建的数据库连接了。如果没有捕获到异常，就让登录函数返回True，代表登录成功。 第四步，创建一个Gradio界面。这里使用了Python中的with语句，通过调用Gradio的Block函数创建一个自定义的界面，并将这个界面对象命名为opengauss_demo。因为with语句的使用，只有当Block函数运行成功时，才会执行下方的“gr.Markdown('# 一个简单的数据库Web程序')”。这条语句会按照Markdown标签语言的语法输出格式化文本。这里用了一个Markdown语句的标签“#”，意思是一级标题格式，因此后面的文本会以比较粗大的字体显示。通过Markdown标签语言可以输出各种格式化文本，比如一级标题、二级标题、列表项、水平横线、数学公式等。关于Markdown的语法说明，可以参考各类网络教程(网址详见前言二维码)。 第五步，通过调用Gradio界面对象(在第四步中创建了名为opengauss_demo的界面对象)的launch函数来启动界面。在这个函数中，我们设置了唯一的参数auth，这个参数的值就是在第三步创建的登录函数。Python是一种函数式语言，所以函数名可以像数值那样被赋值给一个变量保存，通过该变量也可以实现对函数的调用。通过这个auth参数告诉Gradio在运行界面时，首先用我们给定的这个函数进行身份验证，当这个函数返回True时才让用户看到界面，否则只能看到出错提示。通过这种方式可以实现对系统安全的基本保护。 3. 创建一个数据录入页面 在上一个例子的基础上添加代码，主要是在界面中添加一个标签页，在这个标签页中摆放一些文本框，让用户为数据库中的Customers表添加一条记录。关于数据库中的Customers表的结构请参考3.4.3节。其代码如下： import gradio as gr import psycopg2 conn = None def login_fn(name, password): #限于本书篇幅，把这个函数的内容省略，请参考上一个例子中对应的代码 def add_customer(name,phone,birthday,is_married,savings): global conn if conn is None: return '没找到有效的数据库连接，请重新登录' else: cur = conn.cursor() try: cur.execute(""" INSERT INTO customers(name,phone_no, birthday,ismarried,savings) VALUES( %s,%s,%s,%s,%s ); """, (name,phone,birthday,is_married,savings)) conn.commit() except psycopg2.Error as e: return e else: return '数据添加成功!' with gr.Blocks() as opengauss_demo: gr.Markdown('# 一个简单的数据库Web程序') with gr. Column (): with gr.Tab('添加客户信息'): name = gr.Text(label='客户名') phone = gr.Text(label='电话号码') birthday = gr.Text(label='生日(年-月-日格式)') is_married = gr.Checkbox(label='婚否') savings = gr.Number(label='余额') add_btn = gr.Button("添加") msg = gr.Text(label='结果') add_btn.click(fn=add_customer, inputs=［name,phone,birthday,is_married,savings］, outputs=msg) opengauss_demo.launch(auth=login_fn) 运行这段代码，在成功登录后，会看到如图337所示的界面。 图337包含简单输入控件的Gradio程序 按照图337中的提示为填写相关信息后，单击“添加”按钮会触发数据库操作，如果一切顺利，能看到在界面下方的“结果”栏中显示“数据添加成功！”字样。如果数据库操作失败，也会在“结果”栏中显示对应的错误提示。 下面来分析这段代码。总的来看，与前一段代码相比，这段代码新增了两部分内容： 一是新增了函数add_customer，二是在with gr.Blocks()下方添加了很多界面元素。下面分别讲解其内容和原理。 首先这个新增的函数负责进行数据库的操作，具体而言就是把输入参数值(对应Customers表的5个字段)信息通过SQL的INSERT指令写入数据表Customers。其具体步骤如下： (1) 判断是否有可用的数据库连接，如果没有，就返回出错信息。 (2) 根据全局变量conn获取psycopg2的connect对象，进而创建cursor对象。 (3) 通过cursor对象向数据库发送基于INSERT的SQL指令，通过psycopg2的参数功能将本函数的5个输入参数作为一条记录的5个字段值封装到SQL指令中(参见3.4.4节)。并通过connect对象的commit操作使得该SQL语句生效(参见3.4.3节)。这段代码中使用的try语句在Python语言中是用于处理异常的，具体请参看上一个示例中关于登录代码的相关说明。 (4) 在执行SQL语句的过程中，如果遇到异常，就返回出错信息； 如果没有遇到异常，就返回操作成功信息。 接下来讲解在with gr.Blocks()下新增的代码。首先，我们连用了两个with语句，分别创建了一个Column对象和一个Tab对象。前者是后者的父对象，后者是前者的子对象，两者形成逻辑上的层次结构。前者代表一个以列方式排列子对象的界面容器，使用它的原因是： 它有一个visible属性可以控制是否显示这个容器的内容，这个性质将在第4章使用。后者代表一个标签页。多个相邻的Tab对象会被自动组合在一起，形成可以切换的标签页容器。在这个例子中，只有一个标签页，在第4章的示例中将使用多个标签页。 在创建这个Tab对象的时候，我们使用了一个字符串参数，这个字符串的内容是“添加客户信息”，这个字符串将显示在标签页的标题，代表这个标签页的主要功能。每个标签页都应该有一个标题以便用户分辨其包含的功能。此后的7行分别创建了7个界面控件，这7个控件都是这个标签页容器的子对象。所谓控件(Control)，是指在图形界面中诸如文本框、列表框和按钮这样的界面对象。在这7个控件中，前5个分别对应Customers表中除customer_id外的5个字段值。因为customers_id是openGauss的SERIAL类型，新增记录时系统会自动为其创建一个自增的整数值。而Customers表中的其他5个字段是需要用户输入的，因此我们为用户提供了5个控件来输入这些信息。第6个控件是按钮控件，用户单击后就会触发前面提到的函数add_customer，以执行新增记录的操作。第7个控件是个文本框控件，用于根据函数add_customer的返回值来显示操作结果。下面具体来看这7个控件的设置细节。 (1) 第一个控件是文本框控件，是通过Gradio的Text函数创建的。这个文本框默认只能输入和显示一行文本。创建文本框时使用的label参数代表显示在文本框上方的标签，用来提示该文本框中应该输入的内容。我们把新创建的这个文本框控件赋值给变量name。通过这个变量，后续的Gradio代码将能提取用户在这个文本框中输入的内容。 (2) 第二个和第三个控件也都是文本框控件，其用法与(1)类似，只是分别用于存储用户输入的电话号码和生日信息。 (3) 第四个控件是复选框，是通过Gradio的Checkbox函数创建的。它呈现在界面上的是可以勾选的方框，但内部存储的其实是布尔型的值。我们把这个控件赋值给变量is_married，通过该变量就可以获取复选框内部保存的布尔型的值。True代表用户勾选了，False代表没有勾选。 (4) 第五个控件是数字输入框，是通过Gradio的Number函数创建的。它的外形与文本框相似，只是里面只能填写数字。这个控件用于获取用户输入的余额数值。 (5) 第六个控件是按钮，是通过Gradio的Button函数创建的。这个函数的参数是个字符串，代表将显示在按钮上方的文本。用户单击这个按钮后，我们希望能够触发向数据库中添加记录的功能，即调用前面提到的函数add_customer。这个按钮对象被存储在变量add_btn中。把按钮和函数绑定起来需要额外的代码，请看(7)。 (6) 第七个控件还是文本框，但这次是用Gradio的Textbox函数创建的。与Text函数不同，Textbox函数创建的文本框可以根据内容显示多行文本。当数据库操作出错时，我们用try…except捕获的系统错误提示往往是多行的，所以这里用extbox函数来创建文本框。这个文本框对象被保存在变量msg中，通过这个变量我们将能够获取和设置这个文本框的内容。 最后，通过调用按钮对象(保存在变量add_btn中)的click函数实现把用户单击按钮操作与函数add_customer绑定。click函数中主要有三个参数： 第一个参数名是fn，用来指示按钮被单击时应该被触发的函数，我们把函数add_customer赋值给这个参数； 第二个参数名是inputs，代表要发送给函数add_customer的输入数据，这里用一个5个元素的列表来赋值给这个参数，对应从5个界面控件中获取用户输入的5个字段值，这个列表的元素数是与函数add_customer的参数数量一致的； 第三个参数名是outputs，代表函数add_customer的返回结果应该在哪个控件中显示，我们把保存在msg变量中的控件赋值给这个参数，以便实现在最后的文本框中显示数据库操作结果的效果。 用户可以通过这个界面输入多个新记录，并用Data Studio查看数据录入后Customers表中的内容变化。本小节讲解了基于Gradio搭建图形化数据库Web应用的基本用法，对于如何显示数据表内容，如何选中某条记录并进行修改等功能，还没有展示。这些功能的实现将在4.5节通过一个具体的工程样例来详细讲解。 3.5本章习题 1. (判断题)openGauss是中国华为公司自主研发的关系数据库。() 2. (判断题)使用Docker平台可以方便开发者进行跨平台应用程序的开发。() 3. (判断题)Docker平台可以在Windows平台上虚拟出一个轻量级的Linux容器，供人们在容器中进行Linux程序开发。() 4. (单选题)下面哪条gsql指令可以实现列出openGauss系统中现有的数据库？() A. gsql p 5432 1B. gsql d postgres p 5432 C. gsql p 5432D. gsql 1 5432 5. (单选题)下面哪个软件是openGauss官方开发的数据库访问GUI程序？() A. JDKB. Data StudioC. DBeaverD. Management Studio 6. (简答题)使用psycopg2进行基于Python的openGauss数据库开发的一般步骤是什么？ 7. (简答题)在使用psycopg2进行基于Python的openGauss数据库开发时如何向查询语句中注入参数？