Tortoise ORM: asyncioに基づく強力なオブジェクト関係マッパー

Tortoise ORMは、Django ORMに触発された、Python用の使いやすいasyncio ORM（オブジェクト関係マッパー）です。Django ORMの設計コンセプトを参考にしています。従来の表形式データの処理をサポートするだけでなく、リレーショナルデータを効率的に管理できます。パフォーマンスに関しては、他のPython ORMに劣ることはありません。

サポートされるデータベース

Tortoise ORMは現在、複数の主流データベースをサポートしています。

• SQLite: aiosqliteによって駆動され、軽量なアプリケーションシナリオに適しています。
• PostgreSQL: バージョンは>= 9.4である必要があり、asyncpg（非同期モード）またはpsycopg（同期モード）ドライバをサポートします。
• MySQL/MariaDB: asyncmyドライバの助けを借りて、効率的な接続を実現します。
• Microsoft SQL Server: asyncodbcドライバを介してデータインタラクションを完了します。

環境構成とインストール

1. Tortoise ORMのインストール

pip install tortoise-orm

2. 対応するデータベースドライバのインストール
   • PostgreSQL (非同期):

   pip install tortoise-orm[asyncpg]

   • MySQL/MariaDB:

   pip install tortoise-orm[asyncmy]

   • SQLite: デフォルトでサポートされており、追加のドライバインストールは不要です

データベース接続構成

SQLite

接続文字列の形式はsqlite://DB_FILEです。たとえば、データベースファイルが/data/DB.sqlite3の場合、完全な接続文字列はsqlite:///data/db.sqlite3です（スラッシュが3つあることに注意してください）。

MySQL

接続文字列の形式：mysql://user:password@host:3306/somedb、パラメータの説明：

• user: データベースのユーザー名
• password: ユーザーのパスワード
• host: データベースのホストアドレス
• port: データベースのポート（デフォルトは3306）
• database: 接続するデータベースの名前

PostgreSQL

• 非同期モード: asyncpg://postgres:pass@db.host:5432/somedb
• 同期モード: psycopg://postgres:pass@db.host:5432/somedb

Microsoft SQL Server

接続文字列の形式：mssql://user:pass@host:1433/db?driver=theodbcdriver、パラメータの説明：

• user: ユーザー名
• password: パスワード
• host: ホストアドレス
• port: ポート（デフォルトは1433）
• database: データベース名
• driver: ODBCドライバ名。odbcinst.iniファイルで構成する必要があります

データベースの作成と初期化

from tortoise import Tortoise, run_async

async def init():
    # SQLiteデータベースを使用し、ファイル名はdb.sqlite3です
    # また、モデルを含むアプリケーション名を「models」として指定します
    await Tortoise.init(
        db_url='sqlite://db.sqlite3',
        modules={'models': ['models']}
    )
    # データベーステーブル構造を生成します
    await Tortoise.generate_schemas()  # safeパラメータ：Trueに設定すると、テーブルが存在しない場合にのみ作成されます

run_async(init())  # コンテキストを自動的に処理し、操作が終了したらデータベース接続を閉じます

MySQLデータベースを使用する場合は、最初にtortoise-orm[aiomysql]依存関係をインストールする必要があります。

モデル定義

from tortoise.models import Model
from tortoise import fields
from tortoise.manager import Manager

class Team(Model):
    id = fields.IntField(pk=True)
    name = fields.TextField()

    class Meta:
        abstract = False  # 抽象クラスかどうか。Trueの場合、データテーブルは生成されません
        table = "team"  # テーブル名。設定されていない場合、デフォルトでクラス名が使用されます
        table_description = ""  # テーブルのコメント
        unique_together = ()  # 複合ユニークインデックス
        indexes = ()  # 複合非ユニークインデックス
        ordering = []  # デフォルトのソート
        manager = Manager  # カスタムマネージャー

フィールドタイプ

データフィールド

from tortoise import fields

fields.Field(
    source_field=None,  # カスタムデータベース列名
    generated=False,  # データベースによって自動的に生成されるかどうか
    pk=False,  # 主キーかどうか
    null=False,  # フィールドを空にできるかどうか
    default=None,  # デフォルト値
    unique=False,  # 値が一意かどうか
    index=False,  # インデックスを作成するかどうか
    description=None,  # フィールドの説明
    validators=None  # バリデーターのリスト
)

リレーションシップフィールド

1. 外部キーフィールド

fields.ForeignKeyField(
    model_name,  # 関連するモデル名、{app}.{models}の形式
    related_name=None,  # 逆解決属性名
    on_delete='CASCADE',  # 削除戦略、オプションの値：CASCADE、RESTRICT、SET_NULL、SET_DEFAULT
    db_constraint=True,  # データベースに外部キー制約を作成するかどうか
)

2. 1対1フィールド

fields.OneToOneField(
    model_name,
    related_name=None,
    on_delete='CASCADE',
    db_constraint=True
)

3. 多対多フィールド

fields.ManyToManyField(
    model_name,
    through=None,  # 中間テーブル
    forward_key=None,  # 順方向のルックアップキー
    backward_key='',  # 逆方向のルックアップキー
    related_name='',
    on_delete='CASCADE',
    db_constraint=True
)

クエリ操作

モデルは複数のクエリメソッドを提供します。

• filter(*args, **kwargs): 条件に応じてデータをフィルタリングします
• exclude(*args, **kwargs): 条件を満たすデータを除外します
• all(): すべてのデータを取得します
• first(): 最初のデータを取得します
• annotate(): 集計クエリ

filterメソッドでサポートされているクエリ条件：

• 範囲クエリ: in, not_in, gte, gt, lte, lt, range
• Null値クエリ: isnull, not_isnull
• 文字列クエリ: contains, icontains, startswith, istartswith, endswith, iendswith, iexact
• 全文検索: search

具体的なクエリの例をいくつか示します。

簡単なクエリの例

Teamモデルが定義されているとします。

from tortoise import run_async
from models import Team  # モデルがmodels.pyファイルで定義されていると仮定します

async def simple_query():
    # すべてのTeamレコードを取得します
    all_teams = await Team.all()
    print("All teams:", all_teams)

    # 最初のTeamレコードを取得します
    first_team = await Team.first()
    print("The first team:", first_team)

    # 条件に従ってフィルタリングし、名前が「Team A」のチームを取得します
    filtered_teams = await Team.filter(name="Team A")
    print("Teams named Team A:", filtered_teams)

run_async(simple_query())

範囲クエリの例

from tortoise import run_async
from models import Team

async def range_query():
    # idが5より大きいチームをクエリします
    greater_than_5 = await Team.filter(id__gt=5)
    print("Teams with id greater than 5:", greater_than_5)

    # idが2から8（2と8を含む）のチームをクエリします
    in_range = await Team.filter(id__range=(2, 8))
    print("Teams with id between 2 and 8:", in_range)

    # idが[1, 3, 5]にないチームをクエリします
    not_in_list = await Team.filter(id__not_in=[1, 3, 5])
    print("Teams whose id is not in [1, 3, 5]:", not_in_list)

run_async(range_query())

文字列クエリの例

from tortoise import run_async
from models import Team

async def string_query():
    # 名前に文字列「team」が含まれるチームをクエリします（大文字と小文字を区別しません）
    contains_team = await Team.filter(name__icontains="team")
    print("Teams whose name contains team (case-insensitive):", contains_team)

    # 名が「A」で始まるチームをクエリします（大文字と小文字を区別します）
    startswith_A = await Team.filter(name__startswith="A")
    print("Teams whose name starts with A:", startswith_A)

    # 名が「B」で終わるチームをクエリします（大文字と小文字を区別しません）
    endswith_B = await Team.filter(name__iendswith="B")
    print("Teams whose name ends with B (case-insensitive):", endswith_B)

run_async(string_query())

詳細な使用法については、Tortoise ORM公式ドキュメントを参照してください。

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