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# ext/mutable.py# Copyright (C) 2005-2016 the SQLAlchemy authors and contributors
 # <see AUTHORS file>
 #
 # This module is part of SQLAlchemy and is released under
 # the MIT License: http://www.opensource.org/licenses/mit-license.php
 
 """Provide support for tracking of in-place changes to scalar values,
 which are propagated into ORM change events on owning parent objects.
 
 .. versionadded:: 0.7 :mod:`sqlalchemy.ext.mutable` replaces SQLAlchemy's
 legacy approach to in-place mutations of scalar values; see
 :ref:`07_migration_mutation_extension`.
 
 .. _mutable_scalars:
 
 Establishing Mutability on Scalar Column Values
 ===============================================
 
 A typical example of a "mutable" structure is a Python dictionary.
 Following the example introduced in :ref:`types_toplevel`, we
 begin with a custom type that marshals Python dictionaries into
 JSON strings before being persisted::
 
 from sqlalchemy.types import TypeDecorator, VARCHAR
 import json
 
 class JSONEncodedDict(TypeDecorator):
 "Represents an immutable structure as a json-encoded string."
 
 impl = VARCHAR
 
 def process_bind_param(self, value, dialect):
 if value is not None:
 value = json.dumps(value)
 return value
 
 def process_result_value(self, value, dialect):
 if value is not None:
 value = json.loads(value)
 return value
 
 The usage of ``json`` is only for the purposes of example. The
 :mod:`sqlalchemy.ext.mutable` extension can be used
 with any type whose target Python type may be mutable, including
 :class:`.PickleType`, :class:`.postgresql.ARRAY`, etc.
 
 When using the :mod:`sqlalchemy.ext.mutable` extension, the value itself
 tracks all parents which reference it.  Below, we illustrate a simple
 version of the :class:`.MutableDict` dictionary object, which applies
 the :class:`.Mutable` mixin to a plain Python dictionary::
 
 from sqlalchemy.ext.mutable import Mutable
 
 class MutableDict(Mutable, dict):
 @classmethod
 def coerce(cls, key, value):
 "Convert plain dictionaries to MutableDict."
 
 if not isinstance(value, MutableDict):
 if isinstance(value, dict):
 return MutableDict(value)
 
 # this call will raise ValueError
 return Mutable.coerce(key, value)
 else:
 return value
 
 def __setitem__(self, key, value):
 "Detect dictionary set events and emit change events."
 
 dict.__setitem__(self, key, value)
 self.changed()
 
 def __delitem__(self, key):
 "Detect dictionary del events and emit change events."
 
 dict.__delitem__(self, key)
 self.changed()
 
 The above dictionary class takes the approach of subclassing the Python
 built-in ``dict`` to produce a dict
 subclass which routes all mutation events through ``__setitem__``.  There are
 variants on this approach, such as subclassing ``UserDict.UserDict`` or
 ``collections.MutableMapping``; the part that's important to this example is
 that the :meth:`.Mutable.changed` method is called whenever an in-place
 change to the datastructure takes place.
 
 We also redefine the :meth:`.Mutable.coerce` method which will be used to
 convert any values that are not instances of ``MutableDict``, such
 as the plain dictionaries returned by the ``json`` module, into the
 appropriate type.  Defining this method is optional; we could just as well
 created our ``JSONEncodedDict`` such that it always returns an instance
 of ``MutableDict``, and additionally ensured that all calling code
 uses ``MutableDict`` explicitly.  When :meth:`.Mutable.coerce` is not
 overridden, any values applied to a parent object which are not instances
 of the mutable type will raise a ``ValueError``.
 
 Our new ``MutableDict`` type offers a class method
 :meth:`~.Mutable.as_mutable` which we can use within column metadata
 to associate with types. This method grabs the given type object or
 class and associates a listener that will detect all future mappings
 of this type, applying event listening instrumentation to the mapped
 attribute. Such as, with classical table metadata::
 
 from sqlalchemy import Table, Column, Integer
 
 my_data = Table('my_data', metadata,
 Column('id', Integer, primary_key=True),
 Column('data', MutableDict.as_mutable(JSONEncodedDict))
 )
 
 Above, :meth:`~.Mutable.as_mutable` returns an instance of ``JSONEncodedDict``
 (if the type object was not an instance already), which will intercept any
 attributes which are mapped against this type.  Below we establish a simple
 mapping against the ``my_data`` table::
 
 from sqlalchemy import mapper
 
 class MyDataClass(object):
 pass
 
 # associates mutation listeners with MyDataClass.data
 mapper(MyDataClass, my_data)
 
 The ``MyDataClass.data`` member will now be notified of in place changes
 to its value.
 
 There's no difference in usage when using declarative::
 
 from sqlalchemy.ext.declarative import declarative_base
 
 Base = declarative_base()
 
 class MyDataClass(Base):
 __tablename__ = 'my_data'
 id = Column(Integer, primary_key=True)
 data = Column(MutableDict.as_mutable(JSONEncodedDict))
 
 Any in-place changes to the ``MyDataClass.data`` member
 will flag the attribute as "dirty" on the parent object::
 
 >>> from sqlalchemy.orm import Session
 
 >>> sess = Session()
 >>> m1 = MyDataClass(data={'value1':'foo'})
 >>> sess.add(m1)
 >>> sess.commit()
 
 >>> m1.data['value1'] = 'bar'
 >>> assert m1 in sess.dirty
 True
 
 The ``MutableDict`` can be associated with all future instances
 of ``JSONEncodedDict`` in one step, using
 :meth:`~.Mutable.associate_with`.  This is similar to
 :meth:`~.Mutable.as_mutable` except it will intercept all occurrences
 of ``MutableDict`` in all mappings unconditionally, without
 the need to declare it individually::
 
 MutableDict.associate_with(JSONEncodedDict)
 
 class MyDataClass(Base):
 __tablename__ = 'my_data'
 id = Column(Integer, primary_key=True)
 data = Column(JSONEncodedDict)
 
 
 Supporting Pickling
 --------------------
 
 The key to the :mod:`sqlalchemy.ext.mutable` extension relies upon the
 placement of a ``weakref.WeakKeyDictionary`` upon the value object, which
 stores a mapping of parent mapped objects keyed to the attribute name under
 which they are associated with this value. ``WeakKeyDictionary`` objects are
 not picklable, due to the fact that they contain weakrefs and function
 callbacks. In our case, this is a good thing, since if this dictionary were
 picklable, it could lead to an excessively large pickle size for our value
 objects that are pickled by themselves outside of the context of the parent.
 The developer responsibility here is only to provide a ``__getstate__`` method
 that excludes the :meth:`~MutableBase._parents` collection from the pickle
 stream::
 
 class MyMutableType(Mutable):
 def __getstate__(self):
 d = self.__dict__.copy()
 d.pop('_parents', None)
 return d
 
 With our dictionary example, we need to return the contents of the dict itself
 (and also restore them on __setstate__)::
 
 class MutableDict(Mutable, dict):
 # ....
 
 def __getstate__(self):
 return dict(self)
 
 def __setstate__(self, state):
 self.update(state)
 
 In the case that our mutable value object is pickled as it is attached to one
 or more parent objects that are also part of the pickle, the :class:`.Mutable`
 mixin will re-establish the :attr:`.Mutable._parents` collection on each value
 object as the owning parents themselves are unpickled.
 
 .. _mutable_composites:
 
 Establishing Mutability on Composites
 =====================================
 
 Composites are a special ORM feature which allow a single scalar attribute to
 be assigned an object value which represents information "composed" from one
 or more columns from the underlying mapped table. The usual example is that of
 a geometric "point", and is introduced in :ref:`mapper_composite`.
 
 .. versionchanged:: 0.7
 The internals of :func:`.orm.composite` have been
 greatly simplified and in-place mutation detection is no longer enabled by
 default; instead, the user-defined value must detect changes on its own and
 propagate them to all owning parents. The :mod:`sqlalchemy.ext.mutable`
 extension provides the helper class :class:`.MutableComposite`, which is a
 slight variant on the :class:`.Mutable` class.
 
 As is the case with :class:`.Mutable`, the user-defined composite class
 subclasses :class:`.MutableComposite` as a mixin, and detects and delivers
 change events to its parents via the :meth:`.MutableComposite.changed` method.
 In the case of a composite class, the detection is usually via the usage of
 Python descriptors (i.e. ``@property``), or alternatively via the special
 Python method ``__setattr__()``. Below we expand upon the ``Point`` class
 introduced in :ref:`mapper_composite` to subclass :class:`.MutableComposite`
 and to also route attribute set events via ``__setattr__`` to the
 :meth:`.MutableComposite.changed` method::
 
 from sqlalchemy.ext.mutable import MutableComposite
 
 class Point(MutableComposite):
 def __init__(self, x, y):
 self.x = x
 self.y = y
 
 def __setattr__(self, key, value):
 "Intercept set events"
 
 # set the attribute
 object.__setattr__(self, key, value)
 
 # alert all parents to the change
 self.changed()
 
 def __composite_values__(self):
 return self.x, self.y
 
 def __eq__(self, other):
 return isinstance(other, Point) and \\
 other.x == self.x and \\
 other.y == self.y
 
 def __ne__(self, other):
 return not self.__eq__(other)
 
 The :class:`.MutableComposite` class uses a Python metaclass to automatically
 establish listeners for any usage of :func:`.orm.composite` that specifies our
 ``Point`` type. Below, when ``Point`` is mapped to the ``Vertex`` class,
 listeners are established which will route change events from ``Point``
 objects to each of the ``Vertex.start`` and ``Vertex.end`` attributes::
 
 from sqlalchemy.orm import composite, mapper
 from sqlalchemy import Table, Column
 
 vertices = Table('vertices', metadata,
 Column('id', Integer, primary_key=True),
 Column('x1', Integer),
 Column('y1', Integer),
 Column('x2', Integer),
 Column('y2', Integer),
 )
 
 class Vertex(object):
 pass
 
 mapper(Vertex, vertices, properties={
 'start': composite(Point, vertices.c.x1, vertices.c.y1),
 'end': composite(Point, vertices.c.x2, vertices.c.y2)
 })
 
 Any in-place changes to the ``Vertex.start`` or ``Vertex.end`` members
 will flag the attribute as "dirty" on the parent object::
 
 >>> from sqlalchemy.orm import Session
 
 >>> sess = Session()
 >>> v1 = Vertex(start=Point(3, 4), end=Point(12, 15))
 >>> sess.add(v1)
 >>> sess.commit()
 
 >>> v1.end.x = 8
 >>> assert v1 in sess.dirty
 True
 
 Coercing Mutable Composites
 ---------------------------
 
 The :meth:`.MutableBase.coerce` method is also supported on composite types.
 In the case of :class:`.MutableComposite`, the :meth:`.MutableBase.coerce`
 method is only called for attribute set operations, not load operations.
 Overriding the :meth:`.MutableBase.coerce` method is essentially equivalent
 to using a :func:`.validates` validation routine for all attributes which
 make use of the custom composite type::
 
 class Point(MutableComposite):
 # other Point methods
 # ...
 
 def coerce(cls, key, value):
 if isinstance(value, tuple):
 value = Point(*value)
 elif not isinstance(value, Point):
 raise ValueError("tuple or Point expected")
 return value
 
 .. versionadded:: 0.7.10,0.8.0b2
 Support for the :meth:`.MutableBase.coerce` method in conjunction with
 objects of type :class:`.MutableComposite`.
 
 Supporting Pickling
 --------------------
 
 As is the case with :class:`.Mutable`, the :class:`.MutableComposite` helper
 class uses a ``weakref.WeakKeyDictionary`` available via the
 :meth:`MutableBase._parents` attribute which isn't picklable. If we need to
 pickle instances of ``Point`` or its owning class ``Vertex``, we at least need
 to define a ``__getstate__`` that doesn't include the ``_parents`` dictionary.
 Below we define both a ``__getstate__`` and a ``__setstate__`` that package up
 the minimal form of our ``Point`` class::
 
 class Point(MutableComposite):
 # ...
 
 def __getstate__(self):
 return self.x, self.y
 
 def __setstate__(self, state):
 self.x, self.y = state
 
 As with :class:`.Mutable`, the :class:`.MutableComposite` augments the
 pickling process of the parent's object-relational state so that the
 :meth:`MutableBase._parents` collection is restored to all ``Point`` objects.
 
 """
 from ..orm.attributes import flag_modified
 from .. import event, types
 from ..orm import mapper, object_mapper, Mapper
 from ..util import memoized_property
 import weakref
 
 
 class MutableBase(object):
 """Common base class to :class:`.Mutable`
 and :class:`.MutableComposite`.
 
 """
 
 @memoized_property
 def _parents(self):
 """Dictionary of parent object->attribute name on the parent.
 
 This attribute is a so-called "memoized" property.  It initializes
 itself with a new ``weakref.WeakKeyDictionary`` the first time
 it is accessed, returning the same object upon subsequent access.
 
 """
 
 return weakref.WeakKeyDictionary()
 
 @classmethod
 def coerce(cls, key, value):
 """Given a value, coerce it into the target type.
 
 Can be overridden by custom subclasses to coerce incoming
 data into a particular type.
 
 By default, raises ``ValueError``.
 
 This method is called in different scenarios depending on if
 the parent class is of type :class:`.Mutable` or of type
 :class:`.MutableComposite`.  In the case of the former, it is called
 for both attribute-set operations as well as during ORM loading
 operations.  For the latter, it is only called during attribute-set
 operations; the mechanics of the :func:`.composite` construct
 handle coercion during load operations.
 
 
 :param key: string name of the ORM-mapped attribute being set.
 :param value: the incoming value.
 :return: the method should return the coerced value, or raise
 ``ValueError`` if the coercion cannot be completed.
 
 """
 if value is None:
 return None
 msg = "Attribute '%s' does not accept objects of type %s"
 raise ValueError(msg % (key, type(value)))
 
 @classmethod
 def _get_listen_keys(cls, attribute):
 """Given a descriptor attribute, return a ``set()`` of the attribute
 keys which indicate a change in the state of this attribute.
 
 This is normally just ``set([attribute.key])``, but can be overridden
 to provide for additional keys.  E.g. a :class:`.MutableComposite`
 augments this set with the attribute keys associated with the columns
 that comprise the composite value.
 
 This collection is consulted in the case of intercepting the
 :meth:`.InstanceEvents.refresh` and
 :meth:`.InstanceEvents.refresh_flush` events, which pass along a list
 of attribute names that have been refreshed; the list is compared
 against this set to determine if action needs to be taken.
 
 .. versionadded:: 1.0.5
 
 """
 return set([attribute.key])
 
 @classmethod
 def _listen_on_attribute(cls, attribute, coerce, parent_cls):
 """Establish this type as a mutation listener for the given
 mapped descriptor.
 
 """
 key = attribute.key
 if parent_cls is not attribute.class_:
 return
 
 # rely on "propagate" here
 parent_cls = attribute.class_
 
 listen_keys = cls._get_listen_keys(attribute)
 
 def load(state, *args):
 """Listen for objects loaded or refreshed.
 
 Wrap the target data member's value with
 ``Mutable``.
 
 """
 val = state.dict.get(key, None)
 if val is not None:
 if coerce:
 val = cls.coerce(key, val)
 state.dict[key] = val
 val._parents[state.obj()] = key
 
 def load_attrs(state, ctx, attrs):
 if not attrs or listen_keys.intersection(attrs):
 load(state)
 
 def set(target, value, oldvalue, initiator):
 """Listen for set/replace events on the target
 data member.
 
 Establish a weak reference to the parent object
 on the incoming value, remove it for the one
 outgoing.
 
 """
 if value is oldvalue:
 return value
 
 if not isinstance(value, cls):
 value = cls.coerce(key, value)
 if value is not None:
 value._parents[target.obj()] = key
 if isinstance(oldvalue, cls):
 oldvalue._parents.pop(target.obj(), None)
 return value
 
 def pickle(state, state_dict):
 val = state.dict.get(key, None)
 if val is not None:
 if 'ext.mutable.values' not in state_dict:
 state_dict['ext.mutable.values'] = []
 state_dict['ext.mutable.values'].append(val)
 
 def unpickle(state, state_dict):
 if 'ext.mutable.values' in state_dict:
 for val in state_dict['ext.mutable.values']:
 val._parents[state.obj()] = key
 
 event.listen(parent_cls, 'load', load,
 raw=True, propagate=True)
 event.listen(parent_cls, 'refresh', load_attrs,
 raw=True, propagate=True)
 event.listen(parent_cls, 'refresh_flush', load_attrs,
 raw=True, propagate=True)
 event.listen(attribute, 'set', set,
 raw=True, retval=True, propagate=True)
 event.listen(parent_cls, 'pickle', pickle,
 raw=True, propagate=True)
 event.listen(parent_cls, 'unpickle', unpickle,
 raw=True, propagate=True)
 
 
 class Mutable(MutableBase):
 """Mixin that defines transparent propagation of change
 events to a parent object.
 
 See the example in :ref:`mutable_scalars` for usage information.
 
 """
 
 def changed(self):
 """Subclasses should call this method whenever change events occur."""
 
 for parent, key in self._parents.items():
 flag_modified(parent, key)
 
 @classmethod
 def associate_with_attribute(cls, attribute):
 """Establish this type as a mutation listener for the given
 mapped descriptor.
 
 """
 cls._listen_on_attribute(attribute, True, attribute.class_)
 
 @classmethod
 def associate_with(cls, sqltype):
 """Associate this wrapper with all future mapped columns
 of the given type.
 
 This is a convenience method that calls
 ``associate_with_attribute`` automatically.
 
 .. warning::
 
 The listeners established by this method are *global*
 to all mappers, and are *not* garbage collected.   Only use
 :meth:`.associate_with` for types that are permanent to an
 application, not with ad-hoc types else this will cause unbounded
 growth in memory usage.
 
 """
 
 def listen_for_type(mapper, class_):
 for prop in mapper.column_attrs:
 if isinstance(prop.columns[0].type, sqltype):
 cls.associate_with_attribute(getattr(class_, prop.key))
 
 event.listen(mapper, 'mapper_configured', listen_for_type)
 
 @classmethod
 def as_mutable(cls, sqltype):
 """Associate a SQL type with this mutable Python type.
 
 This establishes listeners that will detect ORM mappings against
 the given type, adding mutation event trackers to those mappings.
 
 The type is returned, unconditionally as an instance, so that
 :meth:`.as_mutable` can be used inline::
 
 Table('mytable', metadata,
 Column('id', Integer, primary_key=True),
 Column('data', MyMutableType.as_mutable(PickleType))
 )
 
 Note that the returned type is always an instance, even if a class
 is given, and that only columns which are declared specifically with
 that type instance receive additional instrumentation.
 
 To associate a particular mutable type with all occurrences of a
 particular type, use the :meth:`.Mutable.associate_with` classmethod
 of the particular :class:`.Mutable` subclass to establish a global
 association.
 
 .. warning::
 
 The listeners established by this method are *global*
 to all mappers, and are *not* garbage collected.   Only use
 :meth:`.as_mutable` for types that are permanent to an application,
 not with ad-hoc types else this will cause unbounded growth
 in memory usage.
 
 """
 sqltype = types.to_instance(sqltype)
 
 def listen_for_type(mapper, class_):
 for prop in mapper.column_attrs:
 if prop.columns[0].type is sqltype:
 cls.associate_with_attribute(getattr(class_, prop.key))
 
 event.listen(mapper, 'mapper_configured', listen_for_type)
 
 return sqltype
 
 
 class MutableComposite(MutableBase):
 """Mixin that defines transparent propagation of change
 events on a SQLAlchemy "composite" object to its
 owning parent or parents.
 
 See the example in :ref:`mutable_composites` for usage information.
 
 """
 
 @classmethod
 def _get_listen_keys(cls, attribute):
 return set([attribute.key]).union(attribute.property._attribute_keys)
 
 def changed(self):
 """Subclasses should call this method whenever change events occur."""
 
 for parent, key in self._parents.items():
 
 prop = object_mapper(parent).get_property(key)
 for value, attr_name in zip(
 self.__composite_values__(),
 prop._attribute_keys):
 setattr(parent, attr_name, value)
 
 
 def _setup_composite_listener():
 def _listen_for_type(mapper, class_):
 for prop in mapper.iterate_properties:
 if (hasattr(prop, 'composite_class') and
 isinstance(prop.composite_class, type) and
 issubclass(prop.composite_class, MutableComposite)):
 prop.composite_class._listen_on_attribute(
 getattr(class_, prop.key), False, class_)
 if not event.contains(Mapper, "mapper_configured", _listen_for_type):
 event.listen(Mapper, 'mapper_configured', _listen_for_type)
 _setup_composite_listener()
 
 
 class MutableDict(Mutable, dict):
 """A dictionary type that implements :class:`.Mutable`.
 
 The :class:`.MutableDict` object implements a dictionary that will
 emit change events to the underlying mapping when the contents of
 the dictionary are altered, including when values are added or removed.
 
 Note that :class:`.MutableDict` does **not** apply mutable tracking to  the
 *values themselves* inside the dictionary. Therefore it is not a sufficient
 solution for the use case of tracking deep changes to a *recursive*
 dictionary structure, such as a JSON structure.  To support this use case,
 build a subclass of  :class:`.MutableDict` that provides appropriate
 coersion to the values placed in the dictionary so that they too are
 "mutable", and emit events up to their parent structure.
 
 .. versionadded:: 0.8
 
 """
 
 def __setitem__(self, key, value):
 """Detect dictionary set events and emit change events."""
 dict.__setitem__(self, key, value)
 self.changed()
 
 def setdefault(self, key, value):
 result = dict.setdefault(self, key, value)
 self.changed()
 return result
 
 def __delitem__(self, key):
 """Detect dictionary del events and emit change events."""
 dict.__delitem__(self, key)
 self.changed()
 
 def update(self, *a, **kw):
 dict.update(self, *a, **kw)
 self.changed()
 
 def pop(self, *arg):
 result = dict.pop(self, *arg)
 self.changed()
 return result
 
 def popitem(self):
 result = dict.popitem(self)
 self.changed()
 return result
 
 def clear(self):
 dict.clear(self)
 self.changed()
 
 @classmethod
 def coerce(cls, key, value):
 """Convert plain dictionary to instance of this class."""
 if not isinstance(value, cls):
 if isinstance(value, dict):
 return cls(value)
 return Mutable.coerce(key, value)
 else:
 return value
 
 def __getstate__(self):
 return dict(self)
 
 def __setstate__(self, state):
 self.update(state)
 
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