5. WebでのリクエストURLによる処理の振り分け（PythonのFlaskを使用）

この演習では，Webサーバとデータベースの連携について説明する．前回の授業で扱ったMySQL Employees Sampleデータベースを使用する．

Webサーバ

Webサーバは，Webブラウザ等からの要求に対して，返答を返す．返答はHTMLであったり，他のオブジェクトであったりする．

Webサーバのポート番号

Webサーバの起動時には，通信に使うポート番号を指定できる．この演習では，ポート番号8080を指定する．

リクエストのルーティング

Webサーバに送られたURLに応じて処理を変えたいとする．例えば，Webブラウザで「http://localhost/db」としたときには「welcome」を，「http://localhost/db/hoge」としたときには「hoge」を表示したいとする．

このとき，次のようなプログラムを書く．

# -*- coding: utf-8 -*-

from flask import Flask

app = Flask(__name__)

@app.route('/db')
def tables():
    return 'welcome'

@app.route('/db/hoge')
def hoge():
    return 'hoge'

app.run(host='localhost', port=8080, debug=True)

■ SQLite3でのテーブル一覧取得

SQLite3でテーブル一覧を取得したいときは，次のようなSQL文を書く．

SELECT name FROM sqlite_master WHERE type='table';

演習準備

この演習では Python を使用する。Python がインストールされていない場合は，下記の「Python 3.12 のインストール（Windows 上）」を展開し，手順に従いインストールすること。下記の「必要なライブラリのインストール」を実施すること。

Python 3.12 のインストール（Windows 上） [クリックして展開]

以下のいずれかの方法で Python 3.12 をインストールする。Python がインストール済みの場合、この手順は不要である。

方法1：winget によるインストール

管理者権限のコマンドプロンプトで以下を実行する。管理者権限のコマンドプロンプトを起動するには、Windows キーまたはスタートメニューから「cmd」と入力し、表示された「コマンドプロンプト」を右クリックして「管理者として実行」を選択する。

winget install --id Python.Python.3.12 -e --scope machine --silent --accept-source-agreements --accept-package-agreements --override "/quiet InstallAllUsers=1 PrependPath=1 Include_test=0 Include_pip=1 Include_launcher=1 InstallLauncherAllUsers=1 TargetDir=\"C:\Program Files\Python312\""
powershell -Command "$p='C:\Program Files\Python312'; $s=\"$p\Scripts\"; $m=[Environment]::GetEnvironmentVariable('Path','Machine'); if($m -notlike \"*$s*\") { [Environment]::SetEnvironmentVariable('Path', \"$p;$s;$m\", 'Machine') }"

--scope machine を指定することで、システム全体（全ユーザー向け）にインストールされる。このオプションの実行には管理者権限が必要である。インストール完了後、コマンドプロンプトを再起動すると PATH が自動的に設定される。

方法2：インストーラーによるインストール

Python 公式サイト（https://www.python.org/downloads/）にアクセスし、「Download Python 3.x.x」ボタンから Windows 用インストーラーをダウンロードする。
ダウンロードしたインストーラーを実行する。
初期画面の下部に表示される「Add python.exe to PATH」に必ずチェックを入れてから「Customize installation」を選択する。このチェックを入れ忘れると、コマンドプロンプトから python コマンドを実行できない。
「Install Python 3.xx for all users」にチェックを入れ、「Install」をクリックする。

インストールの確認

コマンドプロンプトで以下を実行する。

python --version

バージョン番号（例：Python 3.12.x）が表示されればインストール成功である。「'python' は、内部コマンドまたは外部コマンドとして認識されていません。」と表示される場合は、インストールが正常に完了していない。

演習

Employees Sample データベース（SQLite版）

このデータベースは，MySQL Employees Sample Database を SQLite 形式に変換したものであり，GitHub 上の bytebase/employee-sample-database リポジトリで公開されている。出典と著作権表示は以下のとおりである。

データの出典: MySQL Employees Sample Database（原著者: Fusheng Wang, Carlo Zaniolo。リレーショナルスキーマ: Giuseppe Maxia。データ変換: Patrick Crews）

This work is licensed under the Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported License. To view a copy of this license, visit http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/ or send a letter to Creative Commons, 171 Second Street, Suite 300, San Francisco, California, 94105, USA.

SQLite adaptation: bytebase/employee-sample-database (MIT License)

ステップ1：Employees Sample データベースのダウンロード

以下の手順で，Employees Sample データベース（SQLite版）をダウンロードする。

このデータベースは，MySQL Employees Sample Database を SQLite 形式に変換したものであり，GitHub 上の bytebase/employee-sample-database リポジトリで公開されている。

コマンドプロンプトで以下のコマンドを実行し，データベースファイルをカレントディレクトリにダウンロードする。python -c は，引用符内の Python コードをコマンドライン上で直接実行するオプションである。urllib.request.urlretrieve は，第1引数に指定した URL からファイルを取得し，第2引数に指定したファイル名で保存する関数である。

python -c "import urllib.request; urllib.request.urlretrieve('https://raw.githubusercontent.com/bytebase/employee-sample-database/main/sqlite/dataset_small/employee.db', 'employee.db')"

■ ステップ2

メモ帳を起動する．

コマンドプロンプトで以下を実行する。コマンドプロンプトを起動するには、Windows キーまたはスタートメニューから「cmd」と入力する。

notepad a.py

メモ帳で次のプログラムを記述する．

from flask import Flask

app = Flask(__name__)

@app.route('/db')
def tables():
    return 'welcome'

app.run(host='localhost', port=8080, debug=True)

ファイルを保存する（メモ帳で、「ファイル」、「保存」）。
実行する．

保存したファイル名は a.py であり、次のように操作する。

python a.py

Webブラウザを開き，http://localhost:8080/db を指定するとwelcomeと表示される．

※ Windowsでうまく動かない場合

ファイアウォールが設定されている可能性がある．次の手順で，ポート番号8080に関するファイアウォールを解除してみる．

■ ステップ3

メモ帳でファイルを次のように書き換えて保存する（メモ帳で、「ファイル」、「保存」）。

from flask import Flask

app = Flask(__name__)

@app.route('/db')
def tables():
    return 'hoge'

app.run(host='localhost', port=8080, debug=True)

Webブラウザで，http://localhost:8080/db を指定すると，今度は，hogeと表示される．

■ ステップ4

メモ帳でファイルを次のように書き換えて保存する（メモ帳で、「ファイル」、「保存」）。

from flask import Flask
import sqlite3
import pandas

app = Flask(__name__)
DB = 'employee.db'

def query(sql):
    with sqlite3.connect(DB) as c:
        return pandas.read_sql(sql, c)

@app.route('/db')
def tables():
    df = query("SELECT * FROM sqlite_master WHERE type='table';")
    return '<pre>%s</pre>' % df.to_string()

if __name__ == '__main__':
    app.run(host='localhost', port=8080, debug=True)

Webブラウザを開き，http://localhost:8080/db を指定するとテーブル一覧が表示される．

■ ステップ5

メモ帳でファイルを次のように書き換えて保存する（メモ帳で、「ファイル」、「保存」）。

from flask import Flask
import sqlite3
import pandas

app = Flask(__name__)
DB = 'employee.db'

def query(sql):
    with sqlite3.connect(DB) as c:
        return pandas.read_sql(sql, c)

@app.route('/db')
def tables():
    df = query("SELECT * FROM sqlite_master WHERE type='table';")
    return '<pre>%s</pre>' % df.to_string()

@app.route('/db/departments')
def departments():
    df = query("SELECT * FROM department;")
    return '<pre>%s</pre>' % df.to_string()

if __name__ == '__main__':
    app.run(host='localhost', port=8080, debug=True)

Webブラウザを開き，http://localhost:8080/db/departments を指定するとデータが表示される．