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Flask_Vol6:データベースとの連携

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Pythonコードからデータベースを扱う! ORMとCRUD操作を学ぼう

目次

はじめに

前回までの内容で、フォームからの入力を受け取り、テンプレートを使って動的にページを生成する方法を学びました。

しかし、アプリケーションを運用していくうえでは、入力したデータを保存し、あとで取り出したり、更新や削除を行ったりする必要があります。そこで登場するのがデータベース(DB)との連携です。

今回のFlask_Vol6では、SQLiteなどシンプルなDBを例に、SQLAlchemyを利用した**ORM(Object-Relational Mapping)**の基本と、CRUD操作(Create, Read, Update, Delete)の実装手順を解説します。

1. ORM(Object-Relational Mapping)の理解

ORMとは?

ORM(Object-Relational Mapping) とは、データベースのテーブルやレコードを、プログラミング言語上のクラスやインスタンス(オブジェクト)として扱えるようにする仕組みです。これにより、開発者は直接SQL文(SELECT, INSERT, UPDATE, DELETEなど)を書かなくても、オブジェクトの操作として直感的にデータベースを扱えます。

なぜSQLAlchemyなのか?

  • Pythonの代表的なORMライブラリ SQLAlchemyはFlaskと相性が良く、多くのチュートリアルやドキュメントが整備されている。
  • 複数DBに対応 SQLiteやMySQL、PostgreSQLなど様々なデータベースを同じコードベースで扱える。
  • 学習コストが適度 基本を押さえればシンプルに使いつつ、複雑な要件にも対応できる拡張性がある。

2. CRUD操作の基本

データベース連携で最も重要なのが、以下4つの操作をまとめたCRUDです。

  1. Create : 新しいレコードの作成
  2. Read : 既存レコードの取得(検索)
  3. Update : 既存レコードの更新
  4. Delete : 既存レコードの削除

Webアプリでは、「ユーザがフォームに入力して送信 → DBに保存」というのがCreate、「保存したデータを画面一覧に表示」というのがRead…といった形で頻繁に使われます。

3. 実技:SQLiteを使った簡単なテーブル操作

3.1 フォルダ構成例

まずは最低限の構成を整えましょう。

以下は一例です。仮想環境(venv)を使用している前提で書いています。

flask_project/
 ├─ venv/                   ← 仮想環境
 ├─ app.py                  ← Flaskアプリ本体
 ├─ models.py               ← データベースのモデル定義を分離してもOK
 ├─ requirements.txt        ← 必要ライブラリのバージョン管理
 └─ templates/
    ├─ index.html           ← 一覧表示など
    └─ create.html          ← 新規レコード作成用フォームなど

ポイント

  • app.py にまとめてもOKですが、DBモデルが増える場合は models.py として分けておくと整理しやすいです。
  • SQLiteでは、デフォルトで app.dbdata.db のようなファイル名でDBファイルが生成される例が多いです。

3.2 ライブラリのインストール

pip install flask sqlalchemy

Flask-SQLAlchemyという拡張ライブラリもありますが、まずはSQLAlchemy単体で学習してみるのもよいでしょう。(Flask-SQLAlchemyを使うと初期設定がさらにシンプルになります。)

4. データベースとFlaskアプリをつなげる

以下では、ユーザ情報を保存する例を示します。ユーザID、名前、メールアドレスを管理するシンプルなテーブルを作りましょう。

4.1 モデル定義(models.py 例)

# models.py
from sqlalchemy import Column, Integer, String
from sqlalchemy.ext.declarative import declarative_base

Base = declarative_base()

class User(Base):
    __tablename__ = "users"

    id = Column(Integer, primary_key=True)        # 主キー
    name = Column(String(50), nullable=False)     # ユーザ名
    email = Column(String(100), nullable=False)   # メールアドレス

  • declarative_base() を使うと、Pythonクラスをテーブルに対応させるORM定義を行える。
  • __tablename__ は物理テーブル名 (users)
  • Column(Integer, primary_key=True) でIDを一意に識別。
  • String(50) などはフィールドの最大長さの指定。
  • nullable=False で「必須入力」を表す。

4.2 DBエンジンとセッション作成

app.py の起動時に、SQLiteのファイルを指定してDB接続テーブル作成を行います。

# app.py
from flask import Flask, request, render_template, redirect, url_for
from sqlalchemy import create_engine
from sqlalchemy.orm import sessionmaker
import os

from models import Base, User  # 先ほど定義したモデル

app = Flask(__name__)
app.config['SECRET_KEY'] = os.urandom(24)

# SQLiteファイルへのパスを指定
DATABASE_URL = "sqlite:///app.db"

# DBエンジンを作成
engine = create_engine(DATABASE_URL, echo=True)
# ORMセッションを作成
Session = sessionmaker(bind=engine)
session = Session()

# 起動時にテーブルがない場合は作成 (本番ではマイグレーションツールを使うことが多い)
Base.metadata.create_all(engine)

@app.route("/")
def index():
    # 全ユーザを取得
    users = session.query(User).all()
    return render_template("index.html", users=users)

@app.route("/create", methods=["GET", "POST"])
def create():
    if request.method == "POST":
        name = request.form.get("name", "").strip()
        email = request.form.get("email", "").strip()

        # 簡易バリデーション
        if not name or not email:
            return "名前とメールアドレスは必須です"

        # 新規ユーザを作成 (Create)
        new_user = User(name=name, email=email)
        session.add(new_user)
        session.commit()

        return redirect(url_for("index"))

    # GETの場合はフォームを表示
    return render_template("create.html")

# 他にも Update, Delete のルートを追加予定
# ...

if __name__ == "__main__":
    app.run(debug=True)

ポイント解説

  • create_engine("sqlite:///app.db") SQLiteのファイルapp.dbを使う接続情報を作成。
  • sessionmaker ORMでDB操作を行うための「セッション」を作るクラス。ここで作られる session が、追加・検索・更新などの操作に使われる。
  • Base.metadata.create_all(engine) models.py で定義したクラスに対応するテーブルがまだ無ければ、自動的に作ってくれる。学習用には便利。
  • session.query(User).all() Read操作で全レコードを取得。
  • session.add(new_user)session.commit() 新規ユーザをDBにINSERTし、コミットで確定。

4.3 テンプレート(create.html, index.html)

create.html

<!DOCTYPE html>
<html lang="ja">
<head>
  <meta charset="UTF-8">
  <title>新規ユーザ作成</title>
</head>
<body>
  <h1>ユーザを新規作成</h1>
  <form method="POST" action="/create">
    <div>
      <label for="name">名前:</label>
      <input type="text" id="name" name="name">
    </div>
    <div>
      <label for="email">メールアドレス:</label>
      <input type="email" id="email" name="email">
    </div>
    <button type="submit">登録</button>
  </form>
</body>
</html>


index.html

<!DOCTYPE html>
<html lang="ja">
<head>
  <meta charset="UTF-8">
  <title>ユーザ一覧</title>
</head>
<body>
  <h1>ユーザ一覧</h1>
  <p><a href="/create">新規ユーザ作成</a></p>

  <ul>
  {% for user in users %}
    <li>{{ user.id }} : {{ user.name }} ({{ user.email }})
      <!-- Update, Delete のリンクは後で追加予定 -->
    </li>
  {% endfor %}
  </ul>
</body>
</html>

5. CRUDの残りの操作(Update, Delete)

5.1 Update(更新処理)

例として、ユーザ名とメールアドレスを編集する画面を作る場合。

@app.route("/edit/<int:user_id>", methods=["GET", "POST"])
def edit(user_id):
    # 該当のユーザを取得
    user = session.query(User).get(user_id)
    if not user:
        return "ユーザが見つかりません"

    if request.method == "POST":
        user.name = request.form.get("name", "").strip()
        user.email = request.form.get("email", "").strip()
        session.commit()
        return redirect(url_for("index"))

    # GETの場合は編集フォームを表示
    return render_template("edit.html", user=user)

  • GET /edit/1 のようにアクセスすると、IDが1のユーザを編集するフォームを表示。
  • POSTで編集内容を受け取り、データベースを更新する。

edit.html(例)

<!DOCTYPE html>
<html lang="ja">
<head>
  <meta charset="UTF-8">
  <title>ユーザ編集</title>
</head>
<body>
  <h1>ユーザ編集</h1>
  <form method="POST" action="/edit/{{ user.id }}">
    <div>
      <label for="name">名前:</label>
      <input type="text" id="name" name="name" value="{{ user.name }}">
    </div>
    <div>
      <label for="email">メールアドレス:</label>
      <input type="email" id="email" name="email" value="{{ user.email }}">
    </div>
    <button type="submit">更新</button>
  </form>
</body>
</html>

5.2 Delete(削除処理)

@app.route("/delete/<int:user_id>", methods=["POST"])
def delete(user_id):
    user = session.query(User).get(user_id)
    if not user:
        return "ユーザが見つかりません"

    session.delete(user)
    session.commit()
    return redirect(url_for("index"))

  • ボタンのクリックによるPOSTなどでユーザを削除。
  • リスト画面(index.html)から削除用のフォームかリンクを用意する。

6. まとめ

学習のポイント

  1. ORMのメリット
    • Pythonのコード(クラスやメソッド)でDBの操作を記述でき、SQL文の煩雑さを隠蔽できる
    • DBが変わってもモデル定義を多少変えるだけで済む
  2. CRUD操作
    • Create: 新規作成(session.add())
    • Read: 取得(session.query())
    • Update: フィールド更新後にsession.commit()
    • Delete: session.delete()後にsession.commit()
  3. SQLiteの手軽さ
    • sqlite:///ファイル名という指定だけでDBを扱える
    • 学習やプロトタイプ用途には非常に便利
  4. 本番運用の場合
    • MySQLやPostgreSQLと連携し、同様のORMを適用する
    • データのマイグレーションツール(Alembicなど)を使い、バージョン管理する
    • 接続プールの管理やスキーマ設計をしっかり行う

今後の発展

  • バリデーション強化 : フォーム送信時のデータチェックをより厳密に行い、SQLAlchemyの制約(unique=True等)と合わせる
  • リレーショナルなテーブル設計 : ユーザと投稿記事の1対多など複数テーブルを扱い、JOINやリレーション機能を学ぶ
  • 検索機能の拡充 : session.query(User).filter(...) で条件検索、ページネーション実装 etc.

これらを組み合わせることで、ユーザ登録や記事投稿、コメント機能などを備えた本格的なWebアプリケーションが作れるようになります。ぜひ、今回の学習内容を基に、次のステップへ進んでみてください!

最後に

これでFlaskSQLAlchemyを使ったDB連携の基本(ORMとCRUD操作)がわかりました。ぜひ実際にコードを書いて、ユーザー情報の新規作成から一覧表示、編集、削除までを体験してみましょう。

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