使用 SQLAlchemy 连接到 TiDB
TiDB 是一个兼容 MySQL 的数据库。SQLAlchemy 为当前流行的开源 Python ORM (Object Relational Mapper) 之一。
本文档将展示如何使用 TiDB 和 SQLAlchemy 来完成以下任务:
- 配置你的环境。
- 使用 SQLAlchemy 连接到 TiDB 集群。
- 构建并运行你的应用程序。你也可以参考示例代码片段,完成基本的 CRUD 操作。

注意
本文档适用于 TiDB Serverless、TiDB Dedicated 和本地部署的 TiDB。
前置需求
- 推荐 Python 3.8 及以上版本。
- Git。
- TiDB 集群。如果你还没有 TiDB 集群,可以按照以下方式创建:
- (推荐方式)参考创建 TiDB Serverless 集群,创建你自己的 TiDB Cloud 集群。
- 参考部署本地测试 TiDB 集群或部署正式 TiDB 集群,创建本地集群。
运行代码并连接到 TiDB
本小节演示如何运行示例应用程序的代码,并连接到 TiDB。
第 1 步:克隆示例代码仓库到本地
运行以下命令,将示例代码仓库克隆到本地:
1. git clone https://github.com/tidb-samples/tidb-python-sqlalchemy-quickstart.git
2. cd tidb-python-sqlalchemy-quickstart
第 2 步:安装依赖
运行以下命令,安装示例代码所需要的依赖(包括 SQLAlchemy 和 PyMySQL):
1. pip install -r requirements.txt
为什么安装 PyMySQL?
SQLAlchemy 是一个支持多种数据库的 ORM 库。它是对数据库的高层抽象,可以帮助开发者以更面向对象的方式编写 SQL 语句。但 SQLAlchemy 并不提供数据库驱动,因此需要单独安装用于连接 TiDB 的驱动。本示例项目使用 PyMySQL 作为数据库驱动。PyMySQL 是一个与 TiDB 兼容的纯 Python 实现的 MySQL 客户端库,并可以在所有平台上安装。
你也可以使用其他数据库驱动,例如 mysqlclient 以及 mysql-connector-python。但是它们不是纯 Python 库,需要安装对应的 C/C++ 编译器和 MySQL 客户端库进行编译。更多信息,参考 SQLAlchemy 官方文档。
第 3 步:配置连接信息
根据不同的 TiDB 部署方式,使用不同的方法连接到 TiDB 集群。
- TiDB Serverless
- TiDB Dedicated
- 本地部署 TiDB

注意
TiDB Serverless 集群目前存在一个限制:如果 5 分钟内没有活跃连接,集群将会自动关闭,这会导致所有连接中断。因此,当使用 SQLAlchemy 连接到 TiDB Serverless 集群时,从连接池中获取的连接可能会遇到 OperationalError 报错,例如 Lost connection to MySQL server during query 或 MySQL Connection not available。为了避免该错误,可将 pool_recycle 参数设置为 300。更多信息,请参阅 SQLAlchemy 文档 Dealing with Disconnects。
- 在 TiDB Cloud 的 Clusters 页面中,选择你的 TiDB Serverless 集群,进入集群的 Overview 页面。
- 点击右上角的 Connect 按钮,将会弹出连接对话框。
-
确认对话框中的配置和你的运行环境一致。
-
Endpoint Type 为
Public。 - Branch 选择
main。 - Connect With 选择
General。 - Operating System 为你的运行环境。

小贴士
如果你在 Windows Subsystem for Linux (WSL) 中运行,请切换为对应的 Linux 发行版。 4. 如果你还没有设置密码,点击 Generate Password 生成一个随机密码。

小贴士
如果你之前已经生成过密码,可以直接使用原密码,或点击 Reset Password 重新生成密码。
5. 运行以下命令,将 .env.example 复制并重命名为 .env:
1. cp .env.example .env
6. 复制并粘贴对应连接字符串至 .env 中。示例结果如下:
1. TIDB_HOST='{host}' # e.g. gateway01.ap-northeast-1.prod.aws.tidbcloud.com
2. TIDB_PORT='4000'
3. TIDB_USER='{user}' # e.g. xxxxxx.root
4. TIDB_PASSWORD='{password}'
5. TIDB_DB_NAME='test'
6. CA_PATH='{ssl_ca}' # e.g. /etc/ssl/certs/ca-certificates.crt (Debian / Ubuntu / Arch)
注意替换 {} 中的占位符为连接对话框中获得的值。
7. 保存 .env 文件。
8. 在 TiDB Cloud 的 Clusters 页面中,选择你的 TiDB Dedicated 集群,进入集群的 Overview 页面。
9. 点击右上角的 Connect 按钮,将会出现连接对话框。
10. 在对话框中点击 Allow Access from Anywhere,然后点击 Download CA cert 下载 TiDB Cloud 提供的 CA 证书。
更多配置细节,可参考 [TiDB Dedicated 标准连接教程(英文)](https://docs.pingcap.com/tidbcloud/connect-via-standard-connection)。
-
运行以下命令,将
.env.example复制并重命名为.env:1. cp .env.example .env12. 复制并粘贴对应的连接字符串至.env中。示例结果如下:1. TIDB_HOST='{host}' # e.g. tidb.xxxx.clusters.tidb-cloud.com 2. TIDB_PORT='4000' 3. TIDB_USER='{user}' # e.g. root 4. TIDB_PASSWORD='{password}' 5. TIDB_DB_NAME='test' 6. CA_PATH='{your-downloaded-ca-path}'注意替换
{}中的占位符为连接对话框中获得的值,并配置前面步骤中下载好的证书路径。 13. 保存.env文件。 14. 运行以下命令,将.env.example复制并重命名为.env:1. cp .env.example .env15. 复制并粘贴对应 TiDB 的连接字符串至.env中。示例结果如下:1. TIDB_HOST='{host}' 2. TIDB_PORT='4000' 3. TIDB_USER='root' 4. TIDB_PASSWORD='{password}' 5. TIDB_DB_NAME='test'注意替换
{}中的占位符为你的 TiDB 对应的值,并删除CA_PATH这行。如果你在本机运行 TiDB,默认 Host 地址为127.0.0.1,密码为空。 16. 保存.env文件。
第 4 步:运行代码并查看结果
- 运行下述命令,执行示例代码:
1. python sqlalchemy_example.py
2. 查看 Expected-Output.txt,并与你的程序输出进行比较。结果近似即为连接成功。
示例代码片段
你可参考以下关键代码片段,完成自己的应用开发。
完整代码及其运行方式,见代码仓库 tidb-samples/tidb-python-sqlalchemy-quickstart。
连接到 TiDB
1. from sqlalchemy import create_engine, URL
2. from sqlalchemy.orm import sessionmaker
4. def get_db_engine():
5. connect_args = {}
6. if ${ca_path}:
7. connect_args = {
8. "ssl_verify_cert": True,
9. "ssl_verify_identity": True,
10. "ssl_ca": ${ca_path},
11. }
12. return create_engine(
13. URL.create(
14. drivername="mysql+pymysql",
15. username=${tidb_user},
16. password=${tidb_password},
17. host=${tidb_host},
18. port=${tidb_port},
19. database=${tidb_db_name},
20. ),
21. connect_args=connect_args,
22. )
24. engine = get_db_engine()
25. Session = sessionmaker(bind=engine)
在使用该函数时,你需要将 ${tidb_host}、${tidb_port}、${tidb_user}、${tidb_password}、${tidb_db_name} 以及 ${ca_path} 替换为你的 TiDB 集群的实际值。
声明数据对象
1. from sqlalchemy import Column, Integer, String
2. from sqlalchemy.orm import declarative_base
4. Base = declarative_base()
6. class Player(Base):
7. id = Column(Integer, primary_key=True)
8. name = Column(String(32), unique=True)
9. coins = Column(Integer)
10. goods = Column(Integer)
12. __tablename__ = "players"
更多信息参考 SQLAlchemy 声明式映射表。
插入数据
1. with Session() as session:
2. player = Player(name="test", coins=100, goods=100)
3. session.add(player)
4. session.commit()
更多信息参考插入数据以及 SQLAlchemy Query。
查询数据
1. with Session() as session:
2. player = session.query(Player).filter_by(name == "test").one()
3. print(player)
更多信息参考查询数据以及 SQLAlchemy Query。
更新数据
1. with Session() as session:
2. player = session.query(Player).filter_by(name == "test").one()
3. player.coins = 200
4. session.commit()
更多信息参考更新数据以及 SQLAlchemy Query。
删除数据
1. with Session() as session:
2. player = session.query(Player).filter_by(name == "test").one()
3. session.delete(player)
4. session.commit()
更多信息参考删除数据以及 SQLAlchemy Query。
下一步
- 关于 SQLAlchemy 的更多使用方法,可以参考 SQLAlchemy 官方文档。
- 你可以继续阅读开发者文档,以获取更多关于 TiDB 应用开发的最佳实践。例如:插入数据、更新数据、删除数据、单表读取、事务、SQL 性能优化等。
- 如果你更倾向于参与课程进行学习,我们也提供专业的 TiDB 开发者课程支持,并在考试后提供相应的资格认证。
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