高效邮件发送系统设计与实现：基于Python和SQLAlchemy的实践

用户8589624

发布于 2025-11-15 19:30:47

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高效邮件发送系统设计与实现：基于Python和SQLAlchemy的实践

引言

在现代Web应用中，邮件通知是不可或缺的功能之一。无论是订单确认、文件处理结果通知，还是系统告警，邮件都是最常用的通信方式之一。本文将详细介绍如何基于 Python、SQLAlchemy 和 SMTP 协议，构建一个高效、可靠的邮件发送系统。我们将从需求分析、数据库设计、代码实现到优化策略，一步步实现一个支持附件发送、多收件人管理的邮件服务。

1. 需求分析

我们的系统需要满足以下核心需求：

多收件人支持：
- 支持直接指定收件人邮箱（如 receiver_email）。
- 支持通过 user_id 查询关联的用户邮箱（存储在 User 表中）。
- 自动去重，避免重复发送。
附件发送：
- 支持发送文件附件（如CSV、Excel等）。
- 确保附件读取和发送的稳定性。
错误处理与日志：
- 记录邮件发送状态（成功/失败）。
- 提供详细的错误日志，便于排查问题。
性能优化：
- 避免重复构建邮件内容。
- 支持批量发送，减少SMTP连接开销。

2. 数据库设计

邮件发送系统通常需要关联用户数据，因此我们使用 SQLAlchemy 定义数据模型：

2.1 User 表（存储用户信息）

from flask_sqlalchemy import SQLAlchemy

db = SQLAlchemy()

class User(db.Model):
    __tablename__ = 'user'
    
    id = db.Column(db.Integer, primary_key=True)
    email = db.Column(db.String(120), nullable=False, unique=True)
    username = db.Column(db.String(80), nullable=False)
    # 其他字段...

2.2 CustomerOrder 表（关联用户订单）

class CustomerOrder(db.Model):
    __tablename__ = 'customer_order'
    
    id = db.Column(db.Integer, primary_key=True)
    user_id = db.Column(db.Integer, db.ForeignKey('user.id'), nullable=False)
    tracking_number = db.Column(db.String(50), nullable=False)
    order_number = db.Column(db.String(50), nullable=False)
    # 其他字段...
    
    # 定义与User表的关系
    user = db.relationship('User', backref='orders')

3. 邮件发送核心实现

3.1 基础邮件发送（SMTP）

我们使用Python的 smtplib 和 email 库实现邮件发送：

import smtplib
from email.mime.multipart import MIMEMultipart
from email.mime.text import MIMEText
from email.mime.application import MIMEApplication
import os

def send_email(to_email, subject, body, attachment_path=None):
    """发送邮件（支持附件）"""
    # 邮件服务器配置
    smtp_server = "smtp.qq.com"
    smtp_port = 465
    sender_email = "your_email@qq.com"
    password = "your_smtp_password"  # 建议使用环境变量
    
    # 创建邮件对象
    msg = MIMEMultipart()
    msg['From'] = sender_email
    msg['To'] = to_email
    msg['Subject'] = subject
    
    # 添加正文
    msg.attach(MIMEText(body, 'plain'))
    
    # 添加附件（如果有）
    if attachment_path:
        with open(attachment_path, "rb") as file:
            part = MIMEApplication(file.read(), Name=os.path.basename(attachment_path))
            part['Content-Disposition'] = f'attachment; filename="{os.path.basename(attachment_path)}"'
            msg.attach(part)
    
    # 发送邮件
    try:
        with smtplib.SMTP_SSL(smtp_server, smtp_port) as server:
            server.login(sender_email, password)
            server.sendmail(sender_email, to_email, msg.as_string())
        return True
    except Exception as e:
        print(f"邮件发送失败: {e}")
        return False

3.2 多收件人邮件发送（优化版）

结合SQLAlchemy查询，实现多收件人邮件发送：

def send_email_to_recipients(filepath, receiver_email=None):
    """发送邮件给指定邮箱和用户关联邮箱"""
    # 获取当前用户ID（假设通过PassportService）
    token, user_id = PassportService.current_user_id()
    
    # 收件人集合（自动去重）
    recipients = set()
    
    # 1. 添加直接指定的邮箱
    if receiver_email:
        recipients.add(receiver_email)
    
    # 2. 查询用户关联邮箱
    user = User.query.get(user_id)
    if user and user.email:
        recipients.add(user.email)
    
    if not recipients:
        print("无有效收件人")
        return False
    
    # 发送邮件（每个邮箱只发一次）
    success = True
    for email in recipients:
        if not send_email(email, "文件处理结果", "请查收附件", filepath):
            success = False
    
    return success

4. 优化策略

4.1 使用集合（Set）去重

recipients = set()
recipients.add("user1@example.com")  # 自动去重

4.2 减少SMTP连接次数

# 优化：复用SMTP连接
with smtplib.SMTP_SSL(smtp_server, smtp_port) as server:
    server.login(sender_email, password)
    for email in recipients:
        server.sendmail(...)

4.3 异步发送（Celery + Redis）

from celery import Celery

celery = Celery('tasks', broker='redis://localhost:6379/0')

@celery.task
def async_send_email(to_email, subject, body, attachment_path=None):
    send_email(to_email, subject, body, attachment_path)

5. 完整代码示例

# app.py
from flask import Flask
from flask_sqlalchemy import SQLAlchemy
import smtplib
from email.mime.multipart import MIMEMultipart
from email.mime.text import MIMEText
from email.mime.application import MIMEApplication
import os

app = Flask(__name__)
app.config['SQLALCHEMY_DATABASE_URI'] = 'sqlite:///app.db'
db = SQLAlchemy(app)

# 定义User和CustomerOrder模型（略）

def send_email_with_attachment(filepath, receiver_email=None):
    """发送邮件给指定邮箱和用户关联邮箱"""
    # 获取当前用户ID
    token, user_id = PassportService.current_user_id()
    
    # 收件人集合
    recipients = set()
    if receiver_email:
        recipients.add(receiver_email)
    
    user = User.query.get(user_id)
    if user and user.email:
        recipients.add(user.email)
    
    if not recipients:
        return False
    
    # SMTP配置
    smtp_server = "smtp.qq.com"
    smtp_port = 465
    sender_email = "your_email@qq.com"
    password = "your_password"
    
    # 创建邮件内容
    msg = MIMEMultipart()
    msg['From'] = sender_email
    msg['Subject'] = "文件处理结果"
    msg.attach(MIMEText("请查收附件", 'plain'))
    
    # 添加附件
    with open(filepath, "rb") as file:
        part = MIMEApplication(file.read(), Name=os.path.basename(filepath))
        part['Content-Disposition'] = f'attachment; filename="{os.path.basename(filepath)}"'
        msg.attach(part)
    
    # 发送邮件
    try:
        with smtplib.SMTP_SSL(smtp_server, smtp_port) as server:
            server.login(sender_email, password)
            for email in recipients:
                msg['To'] = email
                server.sendmail(sender_email, email, msg.as_string())
        return True
    except Exception as e:
        print(f"发送失败: {e}")
        return False