Python und Datenbanken

Datenbanken aus Python zuverlässig und strukturiert nutzen

01 Intro

Viele Python-Anwendungen müssen Daten dauerhaft speichern, abfragen und verändern. Dafür reicht es nicht, SQL aus einem Python-Programm heraus aufzurufen: Verbindungen, Transaktionen, Parameter, Fehlerbehandlung und die Struktur der Datenzugriffsschicht müssen ebenfalls berücksichtigt werden.

Der Kurs zeigt den praktischen Datenbankzugriff mit Python – vom direkten Arbeiten mit SQL bis zum Einsatz eines ORM. Im Mittelpunkt stehen relationale Datenbanken, saubere Schnittstellen zwischen Anwendung und Persistenz sowie robuster und nachvollziehbarer Datenbankcode.

Kurs-ID

PY-007

Dauer

3 Tage

Format

Präsenz · Live Online · Inhouse

Vorkenntnisse

Sichere Python-Grundkenntnisse, grundlegende SQL-Kenntnisse

02 Trainingsprogramm

Inhalte

Python und relationale Datenbanken

Aufgaben einer Datenbank in Anwendungen
Python DB-API
Datenbanktreiber
Verbindungen aufbauen und schließen
Cursor
Datenbankzugriffe sinnvoll kapseln

Daten lesen und verändern

SELECT, INSERT, UPDATE und DELETE
einzelne und mehrere Datensätze verarbeiten
Parameter an SQL-Anweisungen übergeben
Rückgabewerte und erzeugte IDs
NULL und None
Batch-Verarbeitung

Sichere SQL-Ausführung

SQL und Daten voneinander trennen
parametrisierte Statements
SQL Injection
dynamische Abfragen
Benutzereingaben sicher verarbeiten
Identifier und Werte unterscheiden

Transaktionen

Grundlagen von Transaktionen
Commit und Rollback
atomare Änderungen
Fehler innerhalb einer Transaktion
Transaktionsgrenzen festlegen
typische Transaktionsfehler

Verbindungen und Ressourcen

Lebenszyklus einer Datenbankverbindung
Verbindungen zuverlässig schließen
Connection Pooling
Timeouts
unterbrochene Verbindungen
Ressourcenverbrauch berücksichtigen

Datenzugriff strukturieren

SQL nicht über die Anwendung verteilen
Funktionen und Klassen für Datenzugriffe
Repository-Ansatz
Fachlogik und Persistenz trennen
Datenbankmodelle und Domänenobjekte
testbare Datenzugriffsschichten

Einstieg in SQLAlchemy

Aufgaben von SQLAlchemy
Engine und Connection
SQLAlchemy Core
SQL-Ausdrücke
Tabellen und Metadaten
Transaktionen mit SQLAlchemy

Object Relational Mapping

ORM-Grundidee
deklarative Modelle
Tabellen auf Python-Klassen abbilden
Sessions
Objekte speichern, laden und ändern
Cascades im Überblick

Abfragen mit dem ORM

Objekte filtern und sortieren
Joins
Beziehungen laden
Lazy und Eager Loading
Aggregationen
N+1-Queries erkennen

Datenbankschema und Migrationen

Anwendung und Datenbankschema
Schemaänderungen
Migrationen
Alembic im Überblick
Migrationen erzeugen und ausführen
Migrationen in unterschiedlichen Umgebungen

Fehlerbehandlung und Diagnose

Datenbankfehler behandeln
Constraint-Verletzungen
Verbindungsfehler
Rollbacks nach Fehlern
Logging von SQL
Datenbankprobleme von Anwendungsfehlern unterscheiden

Datenbankzugriffe testen

Datenzugriffsschichten testbar gestalten
Testdatenbanken
Testdaten erzeugen
Tests voneinander isolieren
Transaktionen in Tests
Mocking von Datenbankzugriffen sinnvoll einsetzen

Auswahl des geeigneten Ansatzes

direktes SQL
SQLAlchemy Core
ORM
Vor- und Nachteile der Ansätze
Performance und Wartbarkeit
unterschiedliche Anforderungen verschiedener Anwendungen

03 Durchführung

Rahmen und Organisation

Dauer

3 Tage

Durchführung

Präsenz oder Live Online, vorzugsweise als Inhouse-Schulung

Schwerpunkt

Inhouse-Schulungen für Unternehmen und Teams

Sprache

Deutsch, englische Fachbegriffe und Dokumentation

Unterlagen

Kursunterlagen, Beispiele und Übungsaufgaben

Technik

Eigener Rechner mit aktueller Python-Version und Entwicklungsumgebung

Inhouse-Schulungen

Die Schwerpunkte können an vorhandene Kenntnisse, eingesetzte Technologien und konkrete Anforderungen des Teams angepasst werden.

04 Zielgruppe

Für wen ist der Kurs gedacht?

Der Kurs richtet sich an Python-Entwicklerinnen und -Entwickler, die Anwendungen mit relationalen Datenbanken verbinden und Datenbankzugriffe strukturiert implementieren möchten.

Er eignet sich sowohl für Teilnehmer, die bisher hauptsächlich direkt mit SQL arbeiten, als auch für Entwickler, die SQLAlchemy oder ein ORM gezielter einsetzen und die zugrunde liegenden Mechanismen besser verstehen möchten.

Die Teilnehmer sollten mit folgenden Themen sicher umgehen können:

grundlegende Python-Syntax
Funktionen
Module und Packages
Klassen und Objekte
Exceptions
Context Manager in Grundzügen

SQL-Kenntnisse

Grundlegende SQL-Kenntnisse wie SELECT, INSERT, UPDATE und DELETE werden vorausgesetzt.

05 Lernziele

Was Sie nach dem Kurs können

Nach dem Kurs können die Teilnehmer:

relationale Datenbanken aus Python ansprechen
SQL-Anweisungen sicher parametrisieren
Abfrageergebnisse und Datenbanktypen korrekt verarbeiten
Transaktionen bewusst einsetzen
Verbindungen und Datenbankressourcen zuverlässig verwalten
Datenbankzugriffe von der Fachlogik trennen
SQLAlchemy Core und ORM für unterschiedliche Anforderungen einsetzen
Beziehungen zwischen Datenbankobjekten modellieren
typische ORM-Probleme wie unnötige oder zu viele Abfragen erkennen
Schemaänderungen mit Migrationen verwalten
Datenbankfehler systematisch behandeln und diagnostizieren
Datenbankzugriffe automatisiert testen
zwischen direktem SQL, SQLAlchemy Core und ORM situationsgerecht entscheiden

06 FAQ

Häufige Fragen

Welche Datenbank wird im Kurs verwendet?

Die grundlegenden Konzepte sind weitgehend unabhängig vom Datenbanksystem. Für die Übungen kann beispielsweise PostgreSQL oder eine andere relationale Datenbank eingesetzt werden. Bei Inhouse-Schulungen kann die vorhandene Datenbank berücksichtigt werden.

Muss ich SQL bereits beherrschen?

Grundlegende SQL-Kenntnisse werden vorausgesetzt. Der Kurs ist keine SQL-Grundlagenschulung, behandelt SQL aber dort, wo es für den Datenbankzugriff aus Python erforderlich ist.

Wird SQLAlchemy behandelt?

Ja. Sowohl SQLAlchemy Core als auch das ORM werden behandelt. Dadurch können die Teilnehmer die unterschiedlichen Ansätze vergleichen und situationsgerecht einsetzen.

Geht es ausschließlich um ORMs?

Nein. Direkter SQL-Zugriff ist ausdrücklich Bestandteil des Kurses. Ein Ziel ist gerade, nicht jede Datenbankaufgabe automatisch mit einem ORM zu lösen.

Werden auch NoSQL-Datenbanken behandelt?

Nein. Der Schwerpunkt liegt auf relationalen Datenbanken. Dokumenten-, Key-Value- oder andere NoSQL-Datenbanken erfordern teilweise andere Konzepte und sind nicht Gegenstand dieses Kurses.

Werden Datenbankmigrationen behandelt?

Ja. Schemaänderungen und Migrationen werden behandelt, einschließlich eines Einstiegs in Alembic.

Kann der Kurs mit unserer vorhandenen Datenbank durchgeführt werden?

Ja. Bei Inhouse-Schulungen können Datenbanksystem, Treiber, bestehende Schemata und typische Zugriffsanforderungen des Unternehmens berücksichtigt werden.

Schulung anfragen