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用 D 建構 PostgreSQL 函式庫

Patricia Arquette原創: 2024-10-24 06:16:30944瀏覽

Building a PostgreSQL Library in D

我總是對新的程式語言及其框架感到好奇。一直以來，我的經驗和好奇心都只集中在前端開發（不過我也做過一些後端開發？）。我挑戰自己以擴展我的技能，並找到了 D 程式語言。 D簡單來說就是C和CPP的進階版。

D是什麼？網站稱「**D 是一種通用程式語言，具有靜態類型、系統級存取和類似C 的語法。使用D 程式語言，快速寫入、快速讀取和快速運行。 我使用 PostgreSQL 作為我作品的資料庫，這也是我為這個函式庫選擇它的原因。 PostgreSQL 是該公司現在使用的主要開源 SQL 資料庫系統之一，其功能正在不斷擴展。

為什麼要建立自訂 ORM 庫？

在搞D語言的時候找不到一個能滿足我需求的包，要嘛是停止維護了，要嘛是可以直接查詢。我有 JavaScript 背景，使用 Sequalize ORM。這讓我想到了一個主意，D 中類似的怎麼樣。

所以，我做了一些研究，發現 Postgres 為 C 提供了函式庫。然後我想，如何在 D 中使用 C 綁定並使用它來開發 ORM。我從 https://github.com/adamdruppe/arsd/blob/master/postgres.d 找到了用於將 C 程式庫綁定到 D 的原始程式碼。

入門

要求：

您的系統中必須安裝 PostgreSQL。 (

IDE（Zed/ VSCode/Vim）
DMD - d 語言編譯器

開啟終端機或命令提示字元。

導航到您要建立專案的目錄。
運行指令：

此指令將建立一個具有指定名稱的新專案目錄，並設定 D 專案的基本結構。

dub init <project_name>

系統將提示您輸入以下資訊：
- 格式 - .sdl 或 .json（我選了 json ）
- 項目描述（可選）
- 作者姓名
- 許可證（例如 MIT、BSD 等）
- 版權字串
- 新增相依性（可選）
提供資訊後，dub 將以您的專案名稱建立一個新目錄並產生以下檔案：
- dub.json：專案的設定檔
- source/app.d：主要來源檔案
- .gitignore：Git 忽略檔案
導航到新專案目錄：cd ;
您現在可以開始開發您的 D 專案了！

完成這些步驟後，您將建立一個基本的 D 專案結構並準備好進行開發。

在 Windows 中，需要將以下部分加入 dub.json。

dub init <project_name>

或

我的方法是將所有必需的 DLL 檔案複製到 lib（手動建立）資料夾，然後新增以下程式碼：

"libs": [ "pq" ],
    "lflags-windows-x86_64": [ "-LIBPATH:C:/Program Files/PostgreSQL/16/lib/" ],
    "copyFiles-windows-x86_64": [
        "C:/Program Files/PostgreSQL/16/lib/libpq.dll",
        "C:/Program Files/PostgreSQL/16/bin/libintl-9.dll",
        "C:/Program Files/PostgreSQL/16/bin/libssl-3-x64.dll",
        "C:/Program Files/PostgreSQL/16/bin/libcrypto-3-x64.dll",
        "C:/Program Files/PostgreSQL/16/bin/libwinpthread-1.dll",
        "C:/Program Files/PostgreSQL/16/bin/libiconv-2.dll"
    ],

在 Linux 或 macOS 中，您需要確保 PostgreSQL 開發庫已安裝並正確連結。通常，您可以透過系統的套件管理器安裝適當的套件來完成此操作。例如，在基於 Ubuntu 或 Debian 的系統上，您可以使用：

"copyFiles-windows": [
        "libs/*.dll"
    ],
    "lflags-windows": [
        "/LIBPATH:$PACKAGE_DIR/libs"
    ],
    "libs": [
        "pq"
    ]

安裝並正確連結必要的程式庫後，您可以繼續設定 D 專案以使用 PostgreSQL。

實作 C 綁定：

這是 D 的 C 綁定。

sudo apt-get install libpq-dev

現在我們可以在D中輕鬆使用這些函數了。
這是一些基本異常處理的程式碼：

module postgres.implementation.implementationc;

extern (C)
{
    struct PGconn
    {
    }

    struct PGresult
    {
    }

    void PQfinish(PGconn*);

    PGconn* PQconnectdb(const char*);

    int PQstatus(PGconn*); // FIXME check return value

    const(char*) PQerrorMessage(PGconn*);

    char* PQresultVerboseErrorMessage(const PGresult* res,
        PGVerbosity verbosity,
        PGContextVisibility show_context);
    PGresult* PQexec(PGconn*, const char*);
    void PQclear(PGresult*);

    PGresult* PQprepare(PGconn*, const char* stmtName, const char* query,
        ulong nParams, const void* paramTypes);

    PGresult* PQexecPrepared(PGconn*, const char* stmtName,
        int nParams, const char** paramValues,
        const int* paramLengths, const int* paramFormats, int resultFormat);

    int PQresultStatus(PGresult*); // FIXME check return value

    int PQnfields(PGresult*); // number of fields in a result
    const(char*) PQfname(PGresult*, int); // name of field

    int PQntuples(PGresult*); // number of rows in result
    const(char*) PQgetvalue(PGresult*, int row, int column);

    size_t PQescapeString(char* to, const char* from, size_t length);

    enum int CONNECTION_OK = 0;
    enum int PGRES_COMMAND_OK = 1;
    enum int PGRES_TUPLES_OK = 2;
    enum int PGRES_FATAL_ERROR = 7;
    enum PGContextVisibility
    {
        PQSHOW_CONTEXT_NEVER,
        PQSHOW_CONTEXT_ERRORS,
        PQSHOW_CONTEXT_ALWAYS
    }

    enum PGVerbosity
    {
        PQERRORS_TERSE,
        PQERRORS_DEFAULT,
        PQERRORS_VERBOSE,
        PQERRORS_SQLSTATE
    }

    int PQgetlength(const PGresult* res,
        int row_number,
        int column_number);
    int PQgetisnull(const PGresult* res,
        int row_number,
        int column_number);

    int PQfformat(const PGresult* res, int column_number);

    alias Oid = int;
    enum BYTEAOID = 17;
    Oid PQftype(const PGresult* res, int column_number);

    char* PQescapeByteaConn(PGconn* conn,
        const ubyte* from,
        size_t from_length,
        size_t* to_length);
    char* PQunescapeBytea(const char* from, size_t* to_length);
    void PQfreemem(void* ptr);

    char* PQcmdTuples(PGresult* res);

}

PGSqlException： 繼承自標準 D Exception 類別的自訂異常類別。它旨在處理 PostgreSQL 特定的錯誤。
欄位：
- code：儲存錯誤代碼
- sqlState：儲存 SQL 狀態
- message：儲存錯誤訊息
建構子： 採用 PGconn* （PostgreSQL 連線）和可選的 PGresult* （查詢結果）。 PQresultVerboseErrorMessage 和 PQerrorMessage 用於提取詳細的錯誤訊息。
DuplicateKeyException： 一個用來處理重複鍵錯誤的簡單異常類別。它只接受一個訊息參數並將其傳遞給 Exception 基底類別。

當我從事這個專案時，我將添加更多例外和其他情況

現在建立一個implementation/core/core.d 檔案用來編寫連接程式碼。

module postgres.implementation.exception;

public:
import std.conv;

private import postgres.implementation.implementationc;

class PGSqlException : Exception
{
    string code;
    string sqlState;
    string message;
    this(PGconn* conn, PGresult* res = null)
    {
        if (res != null)
        {
            char* c = PQresultVerboseErrorMessage(res, PGVerbosity.PQERRORS_VERBOSE, PGContextVisibility
                    .PQSHOW_CONTEXT_ALWAYS);
            char* s = PQresultVerboseErrorMessage(res, PGVerbosity.PQERRORS_SQLSTATE, PGContextVisibility
                    .PQSHOW_CONTEXT_ALWAYS);
           string ss = to!string(c);
           import std.string:split;
           this.code = to!string(ss.split(':')[1]);

            this.sqlState = to!string(s);
        }
        const char* m = PQerrorMessage(conn);

        this.message = to!string(m);
        super(this.message);
    }
}

class DuplicateKeyException : Exception
{
    this(string message)
    {
        super(message);
    }
}

上述程式碼重點：

Postgres 類別： 表示 PostgreSQL 資料庫連線。
- 管理連線建立、查詢和準備語句執行。
- 使用先前定義的 C 綁定與 PostgreSQL 函式庫互動。
QueryResult 類別： 封裝資料庫查詢的結果。
- 以結構化格式儲存查詢結果。
- 處理 PostgreSQL 傳回的不同資料類型和格式。
錯誤處理： 實作 PostgreSQL 錯誤的自訂例外處理。
連線管理：包含連線遺失時的自動重新連線嘗試。
準備好的語句：支援執行帶有參數綁定的準備好的SQL語句。
記憶體管理：使用析構函數（~this()）正確釋放資源。
UTF-8 支援： 預設將連線編碼設定為 UTF-8。

此實作為 D 應用程式提供了與 PostgreSQL 資料庫互動的高級接口，抽象化了 C API 的許多低階細節。

現在您可能會收到 IDE 警告/錯誤「找不到連接模組」

讓我們建立連接模組：

建立 _internal/connection.d 檔案加入以下程式碼：

dub init <project_name>

為 SQL 新增常數和其他選項：

_internal/consts.d

"libs": [ "pq" ],
    "lflags-windows-x86_64": [ "-LIBPATH:C:/Program Files/PostgreSQL/16/lib/" ],
    "copyFiles-windows-x86_64": [
        "C:/Program Files/PostgreSQL/16/lib/libpq.dll",
        "C:/Program Files/PostgreSQL/16/bin/libintl-9.dll",
        "C:/Program Files/PostgreSQL/16/bin/libssl-3-x64.dll",
        "C:/Program Files/PostgreSQL/16/bin/libcrypto-3-x64.dll",
        "C:/Program Files/PostgreSQL/16/bin/libwinpthread-1.dll",
        "C:/Program Files/PostgreSQL/16/bin/libiconv-2.dll"
    ],

建立模型模板

D 支援模板元程式設計，此功能可讓您編寫高度通用的程式碼。這意味著 D 的模板與 C 中的相似，但更強大、更靈活。
D 中模板的 ABC | D 部落格

D 模板的主要特點：

編譯時類型檢查：模板在編譯時進行檢查，確保型別安全。
程式碼產生：您可以使用範本為不同類型或值產生專門的程式碼。
可變參數模板： D 支援可以採用任意數量參數的模板，包括類型和值。
靜態 if 和 mixin： 這些允許您在編譯期間根據條件產生和操作程式碼，甚至注入基於字串的程式碼（使用 mixin）。

現在讓我們建立一個模板類別。

模型.d

現在使用 https://github.com/rodevasia/sequelized/blob/main/source/postgres/model.d 中的程式碼貼到您的檔案

讓我們檢查一下所提供的 GitHub 連結中的程式碼：

"copyFiles-windows": [
        "libs/*.dll"
    ],
    "lflags-windows": [
        "/LIBPATH:$PACKAGE_DIR/libs"
    ],
    "libs": [
        "pq"
    ]

此程式碼在 D 中定義了一個模板類別 Model。以下是其關鍵組件的細分：

模組宣告：程式碼是postgres.model模組的一部分。
導入：導入各種標準 D 庫和自訂模組以在類別中使用。
模板類別： Model 類別被定義為具有類型參數 T 的模板。這允許該類別使用不同的類型。
類別方法： 這類包含幾個用於資料庫操作的方法，例如 save()、update()、delete() 和 find()。
編譯時反射：程式碼使用 D 的編譯時功能來檢查 T 類型的欄位並產生適當的 SQL 查詢。
SQL 查詢產生： getInsertQuery() 和 getUpdateQuery() 等方法根據類型 T 的結構動態建立 SQL 查詢。
資料庫互動： 該類別使用 Connection 物件與 PostgreSQL 資料庫互動。

我們寫了所有工作程式碼。讓我們把它變成一個圖書館。將其添加到您的 dub.json

dub init <project_name>

使用圖書館：

讓我們建立一個新專案：

"libs": [ "pq" ],
    "lflags-windows-x86_64": [ "-LIBPATH:C:/Program Files/PostgreSQL/16/lib/" ],
    "copyFiles-windows-x86_64": [
        "C:/Program Files/PostgreSQL/16/lib/libpq.dll",
        "C:/Program Files/PostgreSQL/16/bin/libintl-9.dll",
        "C:/Program Files/PostgreSQL/16/bin/libssl-3-x64.dll",
        "C:/Program Files/PostgreSQL/16/bin/libcrypto-3-x64.dll",
        "C:/Program Files/PostgreSQL/16/bin/libwinpthread-1.dll",
        "C:/Program Files/PostgreSQL/16/bin/libiconv-2.dll"
    ],

將庫加入為 dub.json 中的依賴項

"copyFiles-windows": [
        "libs/*.dll"
    ],
    "lflags-windows": [
        "/LIBPATH:$PACKAGE_DIR/libs"
    ],
    "libs": [
        "pq"
    ]

app.d

sudo apt-get install libpq-dev

讓我們分解程式碼並解釋其主要組件：

進口

程式碼從標準函式庫和Sequalized函式庫導入必要的模組：

std.stdio：用於基本輸入/輸出操作
postgres._internal.connection：處理資料庫連線詳細資訊
postgres.implementation.core：PostgreSQL 操作的核心功能
postgres.model：提供用於定義資料庫模型的模型混合
postgres._internal.consts：包含庫中使用的常數值

主要功能

main函數示範如何使用Sequalized函式庫：

它會建立一個包含連接詳細資訊的 DatabaseConnectionOption 物件
使用這些選項初始化 Postgres 物件
建立Example類別的實例
呼叫sync()在資料庫中建立對應的表
設定文字欄位的值並將記錄插入資料庫

範例類

此類定義資料庫表的模型：

它使用 Model mixin 來繼承 ORM 功能
定義兩個欄位：id 和 textField
使用 @Type、@PmKey 和 @unique 等屬性指定欄位屬性

我沒有包含完整的過程，供你了解:)

如果您願意為我的專案做出貢獻，這裡是儲存庫的連結：
https://github.com/rodevasia/sequelized

以上是用 D 建構 PostgreSQL 函式庫的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！

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