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Amazon DynamoDB 入門6：query 和 scan

animabear / 1964人閱讀

摘要：子句確定返回的行。在中，操作可執行相同的工作。建議不要對大型表這樣做即使僅返回幾個匹配項目，仍需為整個付費。用于指定一個條件，以便僅返回符合條件的項目。方法每次返回項目的一個子集稱為頁面。響應中的值隨后通過參數傳遞給方法。提供值替換功能。

上一節我們介紹了DynamoDB索引的創建及管理，這一節我們將介紹query（查詢）和scan（掃描）的使用。
查詢Query

SQL 可使用 SELECT 語句查詢關鍵列、非關鍵列或任意組合。WHERE 子句確定返回的行。

DynamoDB Query 操作提供對存儲數據的物理位置的快速高效訪問。 可以將 Query 用于任何具有復合主鍵（分區鍵和排序鍵）的表。這里的表必須指定分區鍵的相等條件，并且可以選擇性為排序鍵提供另一個條件。 KeyConditionExpression 參數指定要查詢的鍵值。

可使用可選 FilterExpression 在結果中的找出某些符號條件的項目。

在 DynamoDB 中，必須使用 ExpressionAttributeValues 作為表達式參數（例如，KeyConditionExpression和 FilterExpression）中的占位符。這類似于在關系數據庫中使用綁定變量，在運行時將實際值代入 SELECT語句。 下邊是query的語法：

response = table.query(
    IndexName="string",
    Select="ALL_ATTRIBUTES"|"ALL_PROJECTED_ATTRIBUTES"|"SPECIFIC_ATTRIBUTES"|"COUNT",
    AttributesToGet=[
        "string",
    ],
    Limit=123,
    ConsistentRead=True|False,
    ConditionalOperator="AND"|"OR",
    ScanIndexForward=True|False,
    ExclusiveStartKey={
      "string": "string"|123|Binary(b"bytes")|True|None|set(["string"])|set([123])|set([Binary(b"bytes")])|[]|{}
    },
    ReturnConsumedCapacity="INDEXES"|"TOTAL"|"NONE",
    ProjectionExpression="string",
    FilterExpression=Attr("myattribute").eq("myvalue"),
    KeyConditionExpression=Key("mykey").eq("myvalue"),
    ExpressionAttributeNames={
        "string": "string"
    },
    ExpressionAttributeValues={
        "string": "string"|123|Binary(b"bytes")|True|None|set(["string"])|set([123])|set([Binary(b"bytes")])|[]|{}
    }
)

參數說明：

ExclusiveStartKey: 起始查詢的key，也就是上一頁的最后一條數據

ConsistentRead: 是否使用強制一致性 默認False

ScanIndexForward: 索引的排序方式 True 為正序 False 為倒序 默認True

ReturnConsumedCapacity: DynamoDB 將返回條件寫入期間使用的寫入容量單位數

TOTAL 會返回由表及其所有global secondary index占用的寫入容量；

INDEXES 僅返回由global secondary index占用的寫入容量；

NONE 表示您不需要返回任何占用容量統計數據。

ProjectionExpression: 用于指定要在掃描結果中包含的屬性

FilterExpression: 指定一個條件，以便僅返回符合條件的項目

KeyConditionExpression: 要查詢的鍵值

ExpressionAttributeNames: 提供名稱替換功能

ExpressionAttributeValues: 提供值替換功能

以下是 DynamoDB 中的幾個 Query 示例：

返回 Aritist = "No One You Know" SongTitle="Call Me Today" 的歌曲：

{
    TableName: "Music",
    KeyConditionExpression: "Artist = :a and SongTitle = :t",
    ExpressionAttributeValues: {
        ":a": "No One You Know",
        ":t": "Call Me Today"
    }
}

返回 Aitist="No One You Know" 的所以歌曲：

{
    TableName: "Music",
    KeyConditionExpression: "Artist = :a",
    ExpressionAttributeValues: {
        ":a": "No One You Know"
    }
}

返回Aritist ="No One You Know" 并且 SongTitle 開頭為Call 的所有歌曲：

{
    TableName: "Music",
    KeyConditionExpression: "Artist = :a and begins_with(SongTitle, :t)",
    ExpressionAttributeValues: {
        ":a": "No One You Know",
        ":t": "Call"
    }
}

返回Aritist ="No One You Know" 并且 SongTitle 開頭為Today 并且價格小于1 的所有歌曲：

{
    TableName: "Music",
    KeyConditionExpression: "Artist = :a and contains(SongTitle, :t)",
    FilterExpression: "price < :p",
    ExpressionAttributeValues: {
        ":a": "No One You Know",
        ":t": "Today",
        ":p": 1.00
    }
}
Python Example

boto3

返回 Aitist="The Acme Band" 的所有歌曲：

# ...
from boto3.dynamodb.conditions import Key, Attr

table = db3.Table("Music")

response = table.query(
    KeyConditionExpression=Key("Artist").eq("The Acme Band")
)

items = response["Items"]
print(items)

## output
[
{
    u"Genre": u"Rock",
    u"Price": Decimal("0.99"),
    u"Artist": u"The Acme Band",
    u"SongTitle": u"Look Out, World",
    u"AlbumTitle": u"The Buck Starts Here"
},
{
    u"Artist": u"The Acme Band",
    u"Price": Decimal("2.47"),
    u"AlbumTitle": u"The Buck Starts Here",
    u"PromotionInfo": {
        u"RadioStationsPlaying": [u"KHCR", u"KBQX", u"WTNR", u"WJJH"],
        u"Rotation": u"Heavy",
        u"TourDates": {u"Seattle": u"20150625", u"Cleveland": u"20150630"}
    },
    u"Genre": u"Rock", u"SongTitle": u"Still In Love"
    }
]

返回 Artist="No One You Know" 并且SongTitle="Somewhere Down The Road" 的所有歌曲：

response = table.query(
    KeyConditionExpression=Key("Artist").eq("No One You Know") & Key("SongTitle").eq("Somewhere Down The Road")
)
items = response["Items"]
print(items)

## output

[{
    u"Artist": u"No One You Know",
    u"AlbumTitle": u"Somewhat Famous",
    u"CriticRating": Decimal("8.4"),
    u"Year": Decimal("1984"),
    u"Genre": u"Country",
    u"SongTitle": u"Somewhere Down The Road"
  }
]

返回Aritist ="No One You Know" 并且 SongTitle 開頭為 Call 的所有歌曲：

response = table.query(
    KeyConditionExpression=Key("Artist").eq("The Acme Band") & Key("SongTitle").begins_with("Look")
)
items = response["Items"]
print(items)

## output

[
{
    u"Genre": u"Rock",
    u"Price": Decimal("0.99"),
    u"Artist": u"The Acme Band",
    u"SongTitle": u"Look Out, World",
    u"AlbumTitle": u"The Buck Starts Here"
}
]

返回Aritist ="No One You Know" 并且 SongTitle 開頭為Today 并且價格小于1 的所有歌曲：

response = table.query(
    KeyConditionExpression=Key("Artist").eq("The Acme Band"),
    FilterExpression=Attr("Price").lt(1)
)
items = response["Items"]
print(items)

## output
[{
    u"Genre": u"Rock",
    u"Price": Decimal("0.99"),
    u"Artist": u"The Acme Band",
    u"SongTitle": u"Look Out, World",
    u"AlbumTitle": u"The Buck Starts Here"
},
]
Note

特別注意： 如果篩選條件是排序鍵，則是先過濾再返回結果，和SQL中where 篩選類似。 如果排序值不是排序建，則先返回結果再過濾。

例如：

表結構和項目值如下：

Table Test:
    a: hash_key
    b: range_key
    c: number

for i in range(10):
    Test(a=1, b=i*10, c=i*20)

查詢：

response = table.query(
    KeyConditionExpression=Key("a").eq("1") & Key("b").gt("40"),
    Limit=2
)

查詢結果為兩個項目：

a=1, b=50, c=80
a=1, b=60, c=100

response = table.query(
    KeyConditionExpression=Key("a").eq("1"),
    FilterExpression=Attr("c").gt("80"),
    Limit=2
)

會發現查詢沒有結果。

這是因為DynamoDB 會默認按照 b 正序排列，limit=2 則限定了結果為：
a=1, b=10, c=20
a=1, b=20, c=40

可以看出，這個結果中并沒有符合 c > 80 的項目。
所以 結果為空。

不過還是會占讀取吞吐量。
Scan

在 SQL 中，不帶 WHERE 子句的 SELECT 語句將返回表中的每個行。在 DynamoDB 中，Scan 操作可執行相同的工作。在這兩種情況下，您都可以檢索所有項目或部分項目。 無論您使用的是 SQL 還是 NoSQL 數據庫，都應謹慎使用掃描操作，因為它們會占用大量系統資源

在 SQL 中，可在不指定 WHERE 子句的情況下使用 SELECT 語句掃描表并檢索其所有數據。您可以在結果中請求一個或多個列。或者，如果您使用通配符 (*)，則可請求所有列。 下面是一些示例：

/* Return all of the data in the table */
SELECT * FROM Music;
/* Return all of the values for Artist and Title */
SELECT Artist, Title FROM Music;

DynamoDB 提供以相似方式工作的 Scan 操作。 下面是Scan 的語法示例：

response = table.scan(
    IndexName="string",
    AttributesToGet=[
        "string",
    ],
    Limit=123,
    Select="ALL_ATTRIBUTES"|"ALL_PROJECTED_ATTRIBUTES"|"SPECIFIC_ATTRIBUTES"|"COUNT",
    ConditionalOperator="AND"|"OR",
    ExclusiveStartKey={
        "string": "string"|123|Binary(b"bytes")|True|None|set(["string"])|set([123])|set([Binary(b"bytes")])|[]|{}
    },
    ReturnConsumedCapacity="INDEXES"|"TOTAL"|"NONE",
    TotalSegments=123,
    Segment=123,
    ProjectionExpression="string",
    FilterExpression=Attr("myattribute").eq("myvalue"),
    ExpressionAttributeNames={
        "string": "string"
    },
    ExpressionAttributeValues={
        "string": "string"|123|Binary(b"bytes")|True|None|set(["string"])|set([123])|set([Binary(b"bytes")])|[]|{}
    },
    ConsistentRead=True|False
)

參數說明：

ExclusiveStartKey: 起始查詢的key，也就是上一頁的最后一條數據

ConsistentRead: 是否使用強制一致性 默認False

ScanIndexForward: 索引的排序方式 True 為正序 False 為倒序 默認True

ReturnConsumedCapacity: DynamoDB 將返回條件寫入期間使用的寫入容量單位數

TOTAL 會返回由表及其所有global secondary index占用的寫入容量；

INDEXES 僅返回由global secondary index占用的寫入容量；

NONE 表示您不需要返回任何占用容量統計數據。

ProjectionExpression: 用于指定要在掃描結果中包含的屬性

FilterExpression: 指定一個條件，以便僅返回符合條件的項目

KeyConditionExpression: 要查詢的鍵值

ExpressionAttributeNames: 提供名稱替換功能

ExpressionAttributeValues: 提供值替換功能

scan 的查詢方式是先掃描所有數據，篩選條件也僅在掃描整個表后進行應用，所以會占用大量的讀取吞吐量。

下面是一些示例：

// Return all of the data in the table
{
    TableName:  "Music"
}
// Return all of the values for Artist and Title
{
    TableName:  "Music",
    ProjectionExpression: "Artist, Title"
}

Scan 操作還提供一個 FilterExpression 參數以過濾符合條件的項目。在掃描整個表后且結果返回之前，應用 FilterExpression。（建議不要對大型表這樣做：即使僅返回幾個匹配項目，仍需為整個 Scan 付費。會占用吞吐量）

Python Example

boto3

返回Aritist ="No One You Know" 并且 SongTitle 開頭為Today 并且價格小于1 的所有歌曲：

response = table.scan(
    FilterExpression=Attr("Price").lt(2)&Key("Artist").eq("The Acme Band")
)
items = response["Items"]
print(items)

## output
[{
    u"Genre": u"Rock",
    u"Price": Decimal("0.99"),
    u"Artist": u"The Acme Band",
    u"SongTitle": u"Look Out, World",
    u"AlbumTitle": u"The Buck Starts Here"
},]

在代碼中，請注意以下情況：

ProjectionExpression 用于指定要在掃描結果中包含的屬性。

FilterExpression 用于指定一個條件，以便僅返回符合條件的項目。所有其他項目都將被舍棄。

scan 方法每次返回項目的一個子集（稱為頁面）。響應中的 LastEvaluatedKey 值隨后通過 ExclusiveStartKey 參數傳遞給 scan 方法。當返回最后一頁后，LastEvaluatedKey 將不是響應的一部分。

Note

ExpressionAttributeNames 提供名稱替換功能。我們使用此參數是因為 year 是 DynamoDB 中的保留字，您不能直接在任何表達式中使用它，包括 KeyConditionExpression。我們使用表達式屬性名稱 #yr 來解決此問題。

ExpressionAttributeValues 提供值替換功能。我們使用此參數是因為您不能在任何表達式中使用文字，包括 KeyConditionExpression。我們使用表達式屬性值 :yyyy 來解決此問題。

這一節我們介紹了DynamoDB query和scan的基本用法，下一節將介紹使用索引查詢

tips:
從這幾篇的介紹可以發現DynamoDB的查詢語法比較繁瑣，寫起來非常麻煩，所以我模仿sqlalchemy 寫了一個orm，歡迎使用https://github.com/gusibi/dynamodb-py

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