Ecto 与 Elixir 集成：数据库交互入门指南

简介

在我学习 Elixir 的过程中，我发现了 Ecto ，这是一个强大的数据库封装器和查询生成器，能够无缝对接 SQL 数据库。尽管常与 Entity Framework Core 或 Ruby on Rails 的 ActiveRecord 等 ORM 框架对比，但 Ecto 的设计不同：它不自动跟踪状态，要求开发者显式管理数据变化。本文将探讨 Ecto 的核心概念，包括仓库（Repository）、模式（Schema）、迁移（Migration）和基础增删改查（CRUD）操作。高级功能请参考 Ecto 官方文档 。

什么是 Ecto？

Ecto 是 Elixir 的数据库封装器和查询生成器，专为 PostgreSQL、MySQL 等关系型数据库设计。它提供以下功能：

• 映射数据库表到 Elixir 结构体（通过 Schema）
• 使用 Elixir 语法生成类型安全的查询
• 通过变更集（Changeset）在持久化前验证数据
• 通过版本控制的迁移管理数据库模式演进

为什么 Ecto 不是传统 ORM

Ecto 通过以下方式避免传统 ORM 的陷阱：

1. 无自动状态跟踪 ：不同于 ORM，Ecto 不会跟踪实体状态（如脏字段或修改字段）。
2. 显式数据流 ：开发者必须手动通过变更集传递数据后才能持久化。
3. 函数式编程范式 ：Ecto 与 Elixir 的函数式编程模型一致，避免对象-关系映射的“阻抗失配”。

要求

• Elixir 1.18+ （根据需要调整旧版本）
• mix.exs 中的依赖：

{:ecto_sql, "~> 3.0"},  # Ecto
{:postgrex, ">= 0.0.0"} # PostgreSQL驱动

设置仓库（Repository）

仓库（或 Repo）是 Ecto 与数据库交互的接口，类似于 Entity Framework 的 DbContext。

手动设置

1. 定义仓库模块：

defmodule Friends.Repo do
  use Ecto.Repo,
      otp_app: :friend,
      adapter: Ecto.Adapters.Postgres
end

2. 在 config/config.exs 中配置：

config :friends, Friends.Repo,
  database: "friends",
  username: "user",
  password: "pass",
  hostname: "localhost"

通过 Mix 任务自动设置

运行：

mix ecto.gen.repo -r Friends.Repo

启动时运行 Ecto

在 lib//application.ex 的应用监督者中添加仓库：

def start(_type, _args) do
  children = [Friends.Repo]
  ...
end

然后更新 config/config.exs：

config :friends, ecto_repos: [Friends.Repo]

创建模式（Schema）

模式将数据库表映射为 Elixir 结构体。例如，定义一个 Person 模式：

defmodule Friends.Person do
  use Ecto.Schema
  import Ecto.Changeset

  schema "people" do
    field :first_name, :string
    field :last_name, :string
    field :age, :integer
  end

  def changeset(person, params \\ %{}) do
    person
    |> cast(params, [:first_name, :last_name, :age])
    |> validate_required([:first_name, :last_name])
  end
end

迁移（Migration）

迁移以增量方式定义数据库模式变更。

手动迁移

在 priv/repo/migrations/_create_people.exs 创建文件：

defmodule Friends.Repo.Migrations.CreatePeople do
  use Ecto.Migration

  def change do
    create table(:people) do
      add :first_name, :string
      add :last_name, :string
      add :age, :integer
    end
  end
end

通过 Mix 任务自动生成迁移

运行：

mix ecto.gen.migration create_people

该命令会创建一个空迁移文件：

defmodule Friends.Repo.Migrations.CreatePeople do
  use Ecto.Migration

  def change do

  end
end

执行迁移

运行：

mix ecto.create # 创建数据库
mix ecto.migrate # 执行迁移

增删改查（CRUD）操作

创建（Create）

插入新记录：

person = %Friends.Person{first_name: "Alice", last_name: "Smith", age: 30}
{:ok, inserted_person} = Friends.Repo.insert(person)

带验证的插入：

changeset = Friends.Person.changeset(%Friends.Person{}, %{first_name: "Alice"})
case Friends.Repo.insert(changeset) do
  {:ok, person} -> # 成功
  {:error, changeset} -> # 处理错误
end

读取（Read）

获取记录：

# 通过 ID 获取
Friends.Repo.get(Friends.Person, 1)

# 获取第一条记录
Friends.Repo.one(from p in Friends.Person, order_by: [asc: p.id], limit: 1)

# 获取符合条件的所有记录
Friends.Repo.all(from p in Friends.Person, where: like(p.first_name, "A%"))

更新（Update）

更新现有记录：

person = Friends.Repo.get!(Friends.Person, 1)
changeset = Friends.Person.changeset(person, %{age: 31})
Friends.Repo.update(changeset)

删除（Delete）

删除记录：

person = Friends.Repo.get!(Friends.Person, 1)
Friends.Repo.delete(person)

结论

Ecto 在抽象与控制之间取得平衡，提供以下优势：

• 类型安全的查询 ：编译时宏生成的查询可避免运行时错误。
• 显式工作流 ：变更集强制在持久化前验证数据。
• 社区支持 ：在 Elixir 生态系统中广泛采用。

尽管不是传统 ORM，Ecto 的函数式设计避免了常见的对象-关系映射抽象漏洞。对于高级模式（如关联关系），可探索其对 has_many、belongs_to 和 many_to_many 的支持。

参考

• Ecto 官方文档