APS.NET MVC + EF (02)---深入理解ADO.NET Entity Framework

2.7 深入理解Entity Framework

性能问题几乎是一切ORM框架的通病，对于EF来说，引起性能低的原因主要在以下几个方面。

复杂的对象管理机制
为了在.NET中更好地管理模型对象，EF提供了一套内部机制管理和跟踪对象的状态，保持对象的一致性，带来方便的同时，降低了性能。
高度封装的执行机制

在EF应用中，编写的任何一个查询表达式都需要经过分析，解析成SQL语句，然后调用底层的ADO.NET Providers去执行。直接执行SQL语句相比，性能上有一定的降低。
低效的SQL语句

EF采用映射机制将对象操作转换为SQL语句，SQL语句一般是基于标准模板生成的，不会进行特殊的优化，这与直接针对业务编写的SQL语句去操作数据相比，效率一般会打折扣，特别是复杂的数据库操作。

Linq查询最终生成的SQL语句是什么样的？我们可以使用ToString（）方法直接输出T-SQL代码。如示例10所示。

示例10

using (MySchoolContext db = new MySchoolContext())

{

var result = db.Student.Where(n => n.StudentName.Contains("张"));

Console.WriteLine(result);

}

运行结果如图2-10所示。

图2-10 Linq查询生成的SQL语句

当然，EF本身对性能有一系列的优化措施，会使用这写手段的前提是对EF的执行机制有足够的了解。

2.7.1 EF的状态管理

在程序中实现数据的增、删、改操作，EF会监控这些状态的变化，在执行SaveChange（）方法时，会根据对象状态的变化执行相应的操作。如示例11所示。

示例11

using (MySchoolContext db = new MySchoolContext())

{

Grade grade = new Grade() { GradeName = "Y3" };

//输出当前对象状态

Console.WriteLine(db.Entry(grade).State);

db.Grade.Add(grade);

Console.WriteLine(db.Entry(grade).State);

db.SaveChanges();

Console.WriteLine(db.Entry(grade).State);

}

示例11中，通过Entry（）方法获取模型状态，该方法是DbContext类的成员方法，定义如下：

public DbEntityEntry<TEntity> Entry<TEntity>(TEntity entity)

返回类型 DbEntityEntry<T> 封装了对象状态相关的信息。常用成员如表3-2所示。

表3-2 DbEntityEntry 的主要成员

方法或属性	说明
CurrentValues	获取由此对象表示的跟踪实体的当前属性值
OriginalValues	获取由此对象表示的跟踪实体的原始属性值
State	获取或设置实体的状态
Reload（）	从数据库重新加载对象的值

其中，State属性是一个EntityState枚举类型，其取值如下：

Detached：表示对象存在，但没有被跟踪

Unchanged：表示对象尚未经过修改

Added：表示对象为新对象，并且已添加到对象上下文

Deleted：对象已从对象上下文中删除

Modified：表示对象的一个标量属性已更改

通过设置实体的State属性也可以实现对数据的操作，如：

using (MySchoolContext db = new MySchoolContext())

{

Grade grade = new Grade() { GradeName = "Y3" };

db.Entry(grade).State = EntityState.Added;

db.SaveChanges( );

}

除了需要增删改的对象会受状态管理机制管理外，通过EF查询的数据也默认会进行状态管理。可以通过两种方式指定查询不进行状态管理。

方式一：使用AsNoTracking（）方法，如示例12所示。

示例12

using (MySchoolContext db = new MySchoolContext())

{

var result = db.Student.AsNoTracking().FirstOrDefault();

Console.WriteLine(db.Entry(result).State);

}

方式二：设置Configuration.AutoDetectChangesEnabled 属性为false，如示例13。

示例13

using (MySchoolContext db = new MySchoolContext())

{

//禁用自动跟踪变化

db.Configuration.AutoDetectChangesEnabled = false;

for (int i = 0; i < 5000; i++)

{

var stu = new Student() { StudentName = "alex",

GradeId = 1, Age = 20 };

db.Student.Add(stu);

}

db.SaveChanges();

}

在使用EF修改或删除数据时，必须先查询对象，然后再对其进行修改或删除。然而现实开发中很多情况都是通过主键删除一条数据。我们可以通过实体的状态特性来进行优化。

示例14

using (MySchool1Entities entities = new MySchool1Entities())

{

//创建替身对象

var stu = new Student { StudentNo = "10001" };

//给实体附加到上下文中

entities.Student.Attach(stu);

//删除

entities.Student.Remove(stu);

entities.SaveChanges();

}

代码中的Attach（）方法可以将EntityState.Unchangee状态的对象附加到上下文中。

2.7.2 延迟加载和贪婪加载

延迟加载

又称为懒加载，只有每次调用子实体(外键所在的实体)的时候，才去查询数据库，主表数据加载的时候，不去查询外键所在的从表。

实现延迟加载需要满足两个条件：

poco类是public且不能为sealed。
导航属性需要标记为Virtual。

也可以关闭延迟加载，方法是：

db.Configuration.LazyLoadingEnabled = false;

关闭延迟加载后,查询主表数据时候,主表的中从表实体为null。

示例15

using (dbContext1 db = new dbContext1())

{

Console.WriteLine("---------------- 01-延迟加载 ---------------");

//EF默认就是延迟加载，默认下面的语句就是true,所以下面语句注释没有任何影响

db.Configuration.LazyLoadingEnabled = true;

var list = db.Student.ToList(); //此处加载的数据,没有对从表进行任何查询操作

foreach (var stu in list)

{

Console.WriteLine("学生编号：{0},学生姓名：{1}", stu.studentId, stu.studentName);

//下面调用导航属性(一对一的关系) 每次调用时，都要去查询数据库

var stuAddress = stu.StudentAddress;

Console.WriteLine("地址编号：{0}，地址名称：{1}",

stuAddress.studentAddressId, stu.studentName);

}

贪婪加载

又名：立即加载、贪婪加载、预加载。查询主表的时候通过Include（）方法一次性将数据查询了出来，在调用从表数据的时候，从缓存中读取，无须查询数据库。

实现方式：

先关闭延迟加载：db.Configuration.LazyLoadingEnabled = false;
查询主表的同时通过Include把从表数据也查询出来。

示例16

using (dbContext1 db = new dbContext1())

{

Console.WriteLine("------------------- 03-立即加载 ------------------");

//1.关闭延迟加载

db.Configuration.LazyLoadingEnabled = false;

//2. 获取主表数据的同时，通过Include将从表中的数据也全部加载出来

var list = db.Student.Include("StudentAddress").ToList();

foreach (var stu in list)

{

Console.WriteLine("学生编号：{0},学生姓名：{1}", stu.studentId,

stu.studentName);

//这里获取从表中的数据，均是从缓存中获取，无需查询数据库

var stuAddress = stu.StudentAddress;

Console.WriteLine("地址编号：{0}，地址名称：{1}",

stuAddress.studentAddressId, stu.studentName);

}

显示加载

关闭了延迟加载，单纯查询了主表数据，这个时候需要重新查询从表数据，就要用到显式加载了。

使用步骤：

①：单个实体用：Reference

②：集合用：Collection

③：最后需要Load一下

示例17

using (dbContext1 db = new dbContext1())

{

Console.WriteLine("----------------- 04-显式加载 ------------------");

//1.关闭延迟加载

db.Configuration.LazyLoadingEnabled = false;

//2.此处加载的数据，不含从表中的数据

var list = db.Student.ToList();

foreach (var stu in list)

{

Console.WriteLine("学生编号：{0},学生姓名：{1}", stu.studentId,

stu.studentName);

//3.下面的这句话，可以开启重新查询一次数据库

//3.1 单个属性的情况用Refercence

db.Entry<Student>(stu).Reference(c => c.StudentAddress).Load();

//3.2 集合的情况用Collection

//db.Entry<Student>(stu).Collection(c => c.StudentAddress).Load();

//下面调用导航属性(一对一的关系) 每次调用时，都要去查询数据库

var stuAddress = stu.StudentAddress;

Console.WriteLine("地址编号：{0}，地址名称：{1}",

stuAddress.studentAddressId, stu.studentName);

}

小结

什么时候使用延迟加载，什么时候又使用贪婪加载呢？

延迟加载只有在需要使用数据时加载，如果不需要使用实体的关联数据，可以使用延迟加载。使用贪婪加载适用于预先了解要使用什么数据的情况，利用这种方式一次性加载数据，可以减少数据库访问次数。

从实际情况来看，使用默认的延迟加载就可以了，2次或3次的数据库查询是可以接受的。而循环中多次读取数据库，可以考虑使用贪婪加载。

2.7.3 本地缓存

在使用EF时，有时会多次使用一个查询结果，如示例18所示。

示例18

using (MySchoolEntities db = new MySchoolEntities())

{

//查询全部学生

IQueryable<Student> stus = db.Student;

Console.WriteLine("全部学生姓名：");

foreach (var stu in stus)

{

Console.WriteLine("学生姓名：{0}",stu.StudentName);

}

//查询并输出学生人数

Console.WriteLine("学生人数为：{0}",db.Student.Count());

}

示例18中会产生两次查询，但从需求来看，完全没有必要，因为第二次完全可以利用第一次查询的结果。事实上，完全可以使用EF的缓存功能，直接利用缓存的结果，DbSet<T>的Local属性正是用于提供缓存的数据。

示例18中，将"db.Student.Count()"替换为"db.Student.Local.Count()"，这样就不会产生新的查询了。

另外，DbSet<T>提供了 Find（）方法，用于通过主键查找实体，其查询速度比First（）和FirstOrDefault（）方法快的多，并且如果相应的实体已经被DbContext缓存，EF会在缓存中直接返回对应的实体，而不会执行数据库访问。

2.7.4 EF中的事务

EF中的事务主要分为三类，分别是SaveChanges、DbContextTransaction 和

TransactionScope。

SaveChanges事务

在前面内容中，SaveChanges一次性将本地缓存中所有的状态变化一次性提交到数据库，这就是一个事务，要么统一成功，要么统一回滚。

示例19

using (DbContext db = new CodeFirstModel())

{

//增加

TestInfor t1 = new TestInfor()

{

id = Guid.NewGuid().ToString("N"),

txt1 = "txt1",

txt2 = "txt2"

};

db.Set<TestInfor>().Add(t1);

//删除

TestInfor t2 = db.Set<TestInfor>().Where(u => u.id == "1").FirstOrDefault();

if (t2 != null)

{

db.Set<TestInfor>().Remove(t2);

}

//修改

TestInfor t3 = db.Set<TestInfor>().Where(u => u.id == "3").FirstOrDefault();

t3.txt2 = "我是李马茹23";

//SaveChanges事务提交

int n = db.SaveChanges();

Console.WriteLine("数据作用条数:" + n);

}

示例19中，如果三个操作中有任意一个出现错误，就会回滚，结果n为0。

DbContextTransaction 事务

使用场景：EF调用SQL语句的时候使用该事务、多个SaveChanges的情况。

示例20

using (DbContext db = new CodeFirstModel())

{

DbContextTransaction trans = null;

try

{

//开启事务

trans = db.Database.BeginTransaction();

//增加

string sql1 = @"insert into TestInfor values(@id,@txt1,@txt2)";

SqlParameter[] pars1 ={

new SqlParameter("@id",Guid.NewGuid().ToString("N")),

new SqlParameter("@txt1","txt11"),

new SqlParameter("@txt2","txt22")

};

db.Database.ExecuteSqlCommand(sql1, pars1);

//删除

string sql2 = @"delete from TestInfor where id=@id";

SqlParameter[] pars2 ={

new SqlParameter("@id","22")

};

db.Database.ExecuteSqlCommand(sql2, pars2);

//修改

string sql3 = @"update TestInfor set txt1=@txt1 where id=@id";

SqlParameter[] pars3 ={

new SqlParameter("@id","3"),

new SqlParameter("@txt1","二狗子")

};

db.Database.ExecuteSqlCommand(sql3, pars3);

//提交事务

trans.Commit();

Console.WriteLine("事务成功了");

}

catch (Exception ex)

{

Console.WriteLine(ex.Message);

trans.Rollback(); //回滚

}

finally

{

//也可以把该事务写到using块中,让其自己托管,就不需要手动释放了

trans.Dispose();

}

DbContextTransaction事务也适用于多个SaveChanges的情况。

示例21

using (DbContext db = new CodeFirstModel())

{

//自动脱管，不需要手动释放

using (DbContextTransaction trans = db.Database.BeginTransaction())

{

try

{

TestInfor t1 = new TestInfor()

{

id = Guid.NewGuid().ToString("N"),

txt1 = "111111111",

txt2 = "222222222222"

};

db.Entry(t1).State = EntityState.Added;

db.SaveChanges();

TestInfor t2 = new TestInfor()

{

id = Guid.NewGuid().ToString("N") + "123",

txt1 = "111111111",

txt2 = "222222222222"

};

db.Entry(t2).State = EntityState.Added;

db.SaveChanges();

trans.Commit();

}

catch (Exception)

{

trans.Rollback();

}

TransactionScope事务

该种事务适用于多数据库连接的情况，在此不做介绍，请自行查阅相关资料。

2.7.5 从实体框架回归SQL

EF虽然本身有很多优化机制，但和直接使用ADO.NET相比，还是有一定的性能差距，因此EF在DbContext类的Database属性里提供了ExecuteSqlCommand（）和SqlQuery（）两个方法，用来直接访问数据库。

ExecuteSqlCommand（）

方法的定义如下：

public int ExecuteSqlCommand(string sql, params object[] parameters)

用来执行增、删、改操作，返回结果为受影响行数。
SqlQuery（）

方法的定义如下：

public DbRawSqlQuery<T> SqlQuery<T>(string sql, params object[] parameters);

用来执行查询操作，返回结果是一个集合。

示例22

using (MySchool1Entities db = new MySchool1Entities())

{

//执行update语句

string sql = "update grade set gradeName=@gradeName where

gradeId=@gradeId";

SqlParameter[] ps =

{

new SqlParameter("@gradeName","第二学年"),

new SqlParameter("@gradeId",3)

};

int result=db.Database.ExecuteSqlCommand(sql, ps);

if (result>0)

{

Console.WriteLine("数据更新完成！");

}

//执行查询语句

sql = "select * from from student where studentNo=@stuNo";

ps = new SqlParameter[] { new SqlParameter("@stuNo", "S1001234") };

var stu = db.Database.SqlQuery<Student>(sql, ps);

Console.WriteLine(stu.ToList()[0]);

}

2.8 封装EF的DAL层

  1     public class BaseDAL<T> where T:class
  2     {
  3         private DbContext db
  4         {
  5             get
  6             {
  7                 DbContext dbContext = CallContext.GetData("dbContext") as DbContext;
  8                 if (dbContext == null)
  9                 {
 10                     dbContext = new MySchoolContext();
 11                     CallContext.SetData("dbContext", dbContext);
 12                 }
 13                 return dbContext;
 14             }
 15         }
 16 
 17         /// <summary>
 18         /// 执行增加,删除,修改操作(或调用存储过程)
 19         /// </summary>
 20         /// <param name="sql"></param>
 21         /// <param name="pars"></param>
 22         /// <returns></returns>
 23         public int ExecuteSql(string sql, params SqlParameter[] pars)
 24         {
 25             return db.Database.ExecuteSqlCommand(sql, pars);
 26         }
 27 
 28         /// <summary>
 29         /// 执行查询操作
 30         /// </summary>
 31         /// <typeparam name="T"></typeparam>
 32         /// <param name="sql"></param>
 33         /// <param name="pars"></param>
 34         /// <returns></returns>
 35         public List<T> ExecuteQuery(string sql, params SqlParameter[] pars)
 36         {
 37             return db.Database.SqlQuery<T>(sql, pars).ToList();
 38         }
 39 
 40         /// <summary>
 41         /// 添加
 42         /// </summary>
 43         /// <param name="model"></param>
 44         /// <returns></returns>
 45         public int Add(T model)
 46         {
 47             db.Set<T>().Add(model);
 48             return db.SaveChanges();
 49         }
 50 
 51         /// <summary>
 52         /// 删除(适用于先查询后删除的单个实体)
 53         /// </summary>
 54         /// <param name="model">需要删除的实体</param>
 55         /// <returns></returns>
 56         public int Del(T model)
 57         {
 58             db.Set<T>().Attach(model);
 59             db.Set<T>().Remove(model);
 60             return db.SaveChanges();
 61         }
 62 
 63         /// <summary>
 64         /// 根据条件删除(支持批量删除)
 65         /// </summary>
 66         /// <param name="delWhere">传入Lambda表达式(生成表达式目录树)</param>
 67         /// <returns></returns>
 68         public int DelBy(Expression<Func<T, bool>> delWhere)
 69         {
 70             var listDels = db.Set<T>().Where(delWhere);
 71             foreach(var model in listDels)
 72             {
 73                 db.Set<T>().Attach(model);
 74                 db.Set<T>().Remove(model);
 75             }
 76             return db.SaveChanges();
 77         }
 78 
 79         /// <summary>
 80         /// 修改
 81         /// </summary>
 82         /// <param name="model">修改后的实体</param>
 83         /// <returns></returns>
 84         public int Modify(T model)
 85         {
 86             db.Entry(model).State = EntityState.Modified;
 87             return db.SaveChanges();
 88         }
 89 
 90         /// <summary>
 91         /// 批量修改
 92         /// </summary>
 93         /// <param name="model">要修改实体中 修改后的属性 </param>
 94         /// <param name="whereLambda">查询实体的条件</param>
 95         /// <param name="proNames">lambda的形式表示要修改的实体属性名</param>
 96         /// <returns></returns>
 97         public int ModifyBy(T model, Expression<Func<T, bool>> whereLambda, params string[] proNames)
 98         {
 99             List<T> listModifes = db.Set<T>().Where(whereLambda).ToList();
100             Type t = typeof(T);
101             List<PropertyInfo> proInfos = t.GetProperties(BindingFlags.Instance | BindingFlags.Public).ToList();
102             Dictionary<string, PropertyInfo> dicPros = new Dictionary<string, PropertyInfo>();
103             proInfos.ForEach(p =>
104             {
105                 if (proNames.Contains(p.Name))
106                 {
107                     dicPros.Add(p.Name, p);
108                 }
109             });
110             foreach (string proName in proNames)
111             {
112                 if (dicPros.ContainsKey(proName))
113                 {
114                     PropertyInfo proInfo = dicPros[proName];
115                     object newValue = proInfo.GetValue(model, null);
116                     foreach (T m in listModifes)
117                     {
118                         proInfo.SetValue(m, newValue, null);
119                     }
120                 }
121             }
122             return db.SaveChanges();
123         }
124 
125         /// <summary>
126         /// 根据条件查询
127         /// </summary>
128         /// <param name="whereLambda">查询条件(lambda表达式的形式生成表达式目录树)</param>
129         /// <returns></returns>
130         public IQueryable<T> GetListBy(Expression<Func<T, bool>> whereLambda)
131         {
132             return db.Set<T>().Where(whereLambda);
133         }
134         /// <summary>
135         /// 根据条件排序和查询
136         /// </summary>
137         /// <typeparam name="Tkey">排序字段类型</typeparam>
138         /// <param name="whereLambda">查询条件</param>
139         /// <param name="orderLambda">排序条件</param>
140         /// <param name="isAsc">升序or降序</param>
141         /// <returns></returns>
142         public IQueryable<T> GetListBy<Tkey>(Expression<Func<T, bool>> whereLambda, Expression<Func<T, Tkey>> orderLambda, bool isAsc = true)
143         {
144             if (isAsc)
145             {
146                 return db.Set<T>().Where(whereLambda).OrderBy(orderLambda);
147             }
148             else
149             {
150                 return db.Set<T>().Where(whereLambda).OrderByDescending(orderLambda);
151             }
152         }
153         /// <summary>
154         /// 分页查询
155         /// </summary>
156         /// <typeparam name="Tkey">排序字段类型</typeparam>
157         /// <param name="pageIndex">页码</param>
158         /// <param name="pageSize">页容量</param>
159         /// <param name="whereLambda">查询条件</param>
160         /// <param name="orderLambda">排序条件</param>
161         /// <param name="isAsc">升序or降序</param>
162         /// <returns></returns>
163         public IQueryable<T> GetPageList<Tkey>(int pageIndex, int pageSize, Expression<Func<T, bool>> whereLambda, Expression<Func<T, Tkey>> orderLambda, bool isAsc = true)
164         {
165 
166             IQueryable<T> list = null;
167             if (isAsc)
168             {
169                 list = db.Set<T>().Where(whereLambda).OrderBy(orderLambda)
170                .Skip((pageIndex - 1) * pageSize).Take(pageSize);
171             }
172             else
173             {
174                 list = db.Set<T>().Where(whereLambda).OrderByDescending(orderLambda)
175               .Skip((pageIndex - 1) * pageSize).Take(pageSize);
176             }
177             return list;
178         }
179         /// <summary>
180         /// 分页查询输出总行数
181         /// </summary>
182         /// <typeparam name="Tkey">排序字段类型</typeparam>
183         /// <param name="pageIndex">页码</param>
184         /// <param name="pageSize">页容量</param>
185         /// <param name="whereLambda">查询条件</param>
186         /// <param name="orderLambda">排序条件</param>
187         /// <param name="isAsc">升序or降序</param>
188         /// <returns></returns>
189         public IQueryable<T> GetPageList<Tkey>(int pageIndex, int pageSize, out int rowCount, Expression<Func<T, bool>> whereLambda, Expression<Func<T, Tkey>> orderLambda, bool isAsc = true)
190         {
191             IQueryable<T> list = null;
192             rowCount = db.Set<T>().Where(whereLambda).Count();
193             if (isAsc)
194             {
195                 list = db.Set<T>().Where(whereLambda).OrderBy(orderLambda)
196                    .Skip((pageIndex - 1) * pageSize).Take(pageSize);
197             }
198             else
199             {
200                 list = db.Set<T>().Where(whereLambda).OrderByDescending(orderLambda)
201                  .Skip((pageIndex - 1) * pageSize).Take(pageSize);
202             }
203             return list;
204         }
205 
206 
207     }

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