Lua 数据库访问

Lua 本身是一种轻量级的嵌入式脚本语言，没有内置的数据库访问功能，但通过其强大的扩展机制（如 Lua C API 或 Lua 模块），可以结合第三方库访问各种数据库，如 SQLite、MySQL、PostgreSQL 等。以下是用中文详细讲解 Lua 如何访问数据库，涵盖常用库、基本操作和示例，适合初学者和有一定经验的开发者。

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1. Lua 数据库访问概述

Lua 访问数据库通常依赖于第三方库，这些库通过 C 或 Lua 编写，提供与特定数据库的接口。常用的数据库访问库包括：

• LuaSQL：一个通用的数据库绑定库，支持 SQLite、MySQL、PostgreSQL 和 ODBC。
• LuaSQLite3：专门为 SQLite 设计的轻量级库。
• LuaDBI：支持多种数据库（如 SQLite、MySQL、PostgreSQL）的通用接口。
• Other Libraries：如 lzmq（用于 Redis）、lua-mongodb（用于 MongoDB）等。

以下以 LuaSQL 和 SQLite 为例，讲解 Lua 如何访问数据库，因为 SQLite 是一个轻量级、嵌入式数据库，非常适合 Lua 的使用场景。

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2. 环境准备

要使用 Lua 访问数据库，需要安装相关库。以下是准备步骤：

1. 安装 Lua：确保已安装 Lua（推荐版本 5.1、5.2 或 5.3）。
2. 安装数据库：

• 对于 SQLite，下载 SQLite 库（sqlite3）或使用系统自带的 SQLite。
• 对于 MySQL 或 PostgreSQL，确保数据库服务已运行。

1. 安装 LuaSQL：

• 使用包管理器（如 LuaRocks）安装 LuaSQL：
  bash luarocks install luasql-sqlite3
  或
  bash luarocks install luasql-mysql
• 确保 SQLite 或 MySQL 的 C 库已安装（如 libsqlite3-dev 或 libmysqlclient-dev）。

1. 验证安装：

   local luasql = require "luasql.sqlite3"
   print(luasql) -- 应输出一个表，表示模块加载成功

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3. 使用 LuaSQL 访问 SQLite 数据库

以下以 LuaSQL 和 SQLite 为例，展示数据库的基本操作，包括连接、创建表、插入、查询、更新和删除。

3.1 连接数据库

local luasql = require "luasql.sqlite3"

-- 创建环境对象
local env = assert(luasql.sqlite3())

-- 连接数据库（文件名为 mydatabase.db，若不存在会自动创建）
local conn = assert(env:connect("mydatabase.db"))

print("数据库连接成功")

说明：

• luasql.sqlite3() 创建一个 SQLite 环境对象。
• env:connect(dbname) 连接到指定数据库文件。
• 使用 assert 捕获可能的错误。

3.2 创建表

-- 创建表
local create_table_sql = [[
    CREATE TABLE IF NOT EXISTS users (
        id INTEGER PRIMARY KEY,
        name TEXT,
        age INTEGER
    );
]]

-- 执行 SQL 语句
assert(conn:execute(create_table_sql))
print("表创建成功")

说明：

• conn:execute(sql) 执行非查询 SQL 语句（如 CREATE、INSERT、UPDATE）。
• IF NOT EXISTS 避免重复创建表。

3.3 插入数据

-- 插入数据
local insert_sql = [[
    INSERT INTO users (name, age) VALUES ('Alice', 25);
    INSERT INTO users (name, age) VALUES ('Bob', 30);
]]

assert(conn:execute(insert_sql))
print("数据插入成功")

说明：

• 可以使用多条 SQL 语句批量插入。
• 注意 SQL 注入风险，生产环境中应使用参数化查询（见下文）。

3.4 查询数据

-- 查询数据
local cursor = assert(conn:execute("SELECT * FROM users"))

-- 遍历结果
local row = cursor:fetch({}, "a") -- "a" 表示返回关联表
while row do
    print(string.format("ID: %d, Name: %s, Age: %d", row.id, row.name, row.age))
    row = cursor:fetch(row, "a")
end

-- 关闭游标
cursor:close()

输出：

ID: 1, Name: Alice, Age: 25
ID: 2, Name: Bob, Age: 30

说明：

• conn:execute(sql) 返回一个游标对象，用于迭代查询结果。
• cursor:fetch(table, "a") 将结果存储到表中，"a" 表示返回关联数组（键为列名）。
• 查询完成后，关闭游标以释放资源。

3.5 更新和删除数据

-- 更新数据
assert(conn:execute("UPDATE users SET age = 26 WHERE name = 'Alice'"))
print("数据更新成功")

-- 删除数据
assert(conn:execute("DELETE FROM users WHERE name = 'Bob'"))
print("数据删除成功")

说明：

• 更新和删除操作使用 conn:execute(sql) 执行。
• 确保 WHERE 条件准确，避免误操作。

3.6 关闭连接

-- 关闭数据库连接
conn:close()
env:close()
print("数据库连接已关闭")

说明：

• 关闭连接和环境对象，释放资源。
• 生产环境中，建议在程序退出时确保关闭连接。

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4. 参数化查询（防止 SQL 注入）

直接拼接 SQL 字符串可能导致 SQL 注入风险。LuaSQL 支持参数化查询来提高安全性。

示例：使用参数化查询插入数据。

-- 假设 conn 已连接
local stmt = assert(conn:prepare("INSERT INTO users (name, age) VALUES (?, ?)"))
stmt:execute("Charlie", 28)
stmt:execute("David", 35)
stmt:close()
print("参数化插入成功")

说明：

• conn:prepare(sql) 创建一个预编译语句，? 作为占位符。
• stmt:execute(...) 按顺序绑定参数值。
• 参数化查询更安全且性能更高。

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5. 使用 LuaSQL 访问 MySQL

如果使用 MySQL，流程类似，但需要提供数据库连接信息。

示例：

local luasql = require "luasql.mysql"

-- 创建环境对象
local env = assert(luasql.mysql())

-- 连接 MySQL 数据库
local conn = assert(env:connect("mydb", "username", "password", "localhost", 3306))

-- 执行查询
local cursor = assert(conn:execute("SELECT * FROM users"))
local row = cursor:fetch({}, "a")
while row do
    print(string.format("ID: %d, Name: %s, Age: %d", row.id, row.name, row.age))
    row = cursor:fetch(row, "a")
end

-- 关闭资源
cursor:close()
conn:close()
env:close()

说明：

• env:connect(dbname, user, password, host, port) 用于连接 MySQL。
• 其他操作（如插入、更新）与 SQLite 类似。

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6. 事务支持

LuaSQL 支持事务操作，可以确保数据一致性。

示例：

-- 开始事务
conn:setautocommit(false)

-- 执行操作
local ok, err = pcall(function()
    conn:execute("INSERT INTO users (name, age) VALUES ('Eve', 22)")
    conn:execute("UPDATE users SET age = 23 WHERE name = 'Eve'")
    -- 模拟错误
    error("Something went wrong")
end)

if ok then
    conn:commit()
    print("事务提交成功")
else
    conn:rollback()
    print("事务回滚：" .. err)
end

-- 恢复自动提交
conn:setautocommit(true)

说明：

• setautocommit(false) 禁用自动提交，开启事务。
• conn:commit() 提交事务，conn:rollback() 回滚事务。
• 使用 pcall 捕获错误，确保事务的原子性。

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7. 注意事项

1. 错误处理：始终使用 assert 或 pcall 检查操作是否成功。
2. SQL 注入：避免直接拼接用户输入到 SQL 语句，优先使用参数化查询。
3. 性能：批量操作（如批量插入）比单条操作更高效。
4. 连接管理：及时关闭游标和连接，防止资源泄漏。
5. 库选择：根据项目需求选择合适的库（如 LuaSQLite3 更轻量，LuaDBI 更通用）。

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8. 其他数据库支持

• PostgreSQL：使用 luasql.postgres 模块，连接方式类似 MySQL。
• Redis：使用 lua-resty-redis 或 lzmq 访问 Redis。
• MongoDB：使用 lua-mongodb 库，适合 NoSQL 场景。

示例（Redis）：

local redis = require "redis"
local client = redis.connect('127.0.0.1', 6379)
client:set("key", "value")
print(client:get("key")) -- 输出：value
client:close()

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9. 总结

Lua 通过第三方库（如 LuaSQL）实现数据库访问，流程包括：

1. 安装并加载数据库模块。
2. 连接数据库，执行 SQL 操作（创建、插入、查询、更新、删除）。
3. 使用参数化查询防止 SQL 注入。
4. 支持事务以确保数据一致性。
5. 及时关闭资源。

SQLite 是轻量级应用的理想选择，而 MySQL 和 PostgreSQL 适合大型项目。选择合适的库和数据库取决于项目需求。

如果需要更详细的示例、其他数据库的支持，或有具体问题，请告诉我！