重新认识Entity Framework

什么是Entity Framework

　　Entity Framework是一个对象关系映射O/RM框架。

　　Entity Framework让开发者可以像操作领域对象(domain-specific objects)那样操作关系型数据(relational data)。

　　Entity Framework减少了大部分通常需要编写的数据操作代码。

　　Entity Framework中可以使用LINQ来查询数据，使用强类型(strongly typed objects)来检索和操作数据。

　　Entity Framework提供了以下服务，使开发者可以更加侧重于程序业务逻辑，而非数据访问的基本操作。

　　1. 状态或变更跟踪(change tracking)

　　2. 身份或主键识别(identity resolution)

　　3. 懒加载(lazy loading)

　　4. 查询翻译(query translation)

　　Entity Framework是ADO.NET的加强，它给开发者提供了数据库访问和存储的自动化机制。

　　Entity Framework是一个开源框架。

什么是O/RM

　　O/RM是一种工具，可以自动地把领域对象数据存储到关系型数据库（如MS SQL Server），而不需要大量的编码。

　　O/RM包含三个重要的部分：

　　1. 领域对象(Domain class objects)：我们定义的类。

　　2. 关系型数据库对象(Relational database objects)：数据库表，视图，存储过程等。

　　3. 映射信息(Mapping information)：领域对象与关系型数据库对象之间转换的信息。

　　O/RM允许开发者把数据库设计和领域对象设计独立开，让程序更具有可维护性和可扩展性。

　　它还提供了基本的增删改查的功能，开发者不需要手动再编写这部分代码。

　　一个典型的数据库与应用程序的O/RM交互如下图所示：

　　

Entity Framework的结构

　　Entity Framework的总体结构如下图所示。

　　

　　EDM(Entity Data Model)：EDM包含三个主要的部分 - 概念模型(Conceptual model)、存储模型(Storage model)和映射(Mapping)。

　　1. Conceptual model：概念模型包含了模型的类定义，以及类之间的关系。概念模型的设计独立于数据库表设计。

　　2. Storage model：存储模型是数据库设计模型，包含了数据库表，视图，存储过程，以及它们的之间的关系和键。

　　3. Mapping：映射包含了概念模型映射到存储模型的相关信息。

　　LINQ to Entities：一种基于对象模型编写的查询语言，它将返回概念模型中设计的实体。

　　Entity SQL：另一种和LINQ to Entities相似的查询语言，但是它们还是有一些差异的，开发者还是需要单独花时间去学习它。

　　Object Service：数据库数据访问的主要入口，主要职责是物化(materialization)，把Entity Client Data Provider返回的数据转换成实体对象结构。

　　Entity Client Data Provider:把LINQ to Entities或Entity SQL转换成数据库SQL。和ADO.Net Data Provider进行通讯，发送或检索数据库数据。

　　ADO.Net Data Provider:ADO.Net Data Provider使用标准的ADO.Net和数据库进行交互。

Entity Framework的开发模式

　　Entity Framework提供了三种开发模式：

　　1. Code First

　　2. Database First

　　3. Model First

　　

　　Code First：

　　

　　在Code First的开发模式中，要避免使用视觉模型设计器(EDMX)，一般是先编写POCO类，然后根据这些类去生成数据库。

　　那些遵循领域驱动开发(DDD)原则的开发者，更倾向于一开始先编写自己的领域类，然后再生成数据库来实现数据持久化。

　　Database First：

　　

　　通过已有的数据库来生成EDMX(Entity Data Model)的开发模式就是Database First的开发模式。

　　如果数据库变更了，EDMX(Entity Data Model)也会更新。同时，Database First也支持存储过程，视图等。

　　Model First：

　　

　　Model First是Code First和Database First的一种折中开发模式，它提供视觉模型设计器(EDMX)来设计数据模型，然后根据数据库模型来生成数据库以及领域类。

　　

　　总结：

　　1. Code First是先编写领域类，然后根据类来生成数据库，无视觉模型设计器(EDMX)。

　　2. Database First是根据数据库生成视觉模型设计器(EDMX)及领域类。

　　3. Model First是先生成视觉模型设计器(EDMX)，然后根据EDMX生成数据库及领域类。

选择Entity Framework开发模式

　　

　　1. 如果你有一个现成的程序，并且已经定义了领域类，那么，可以使用Code First的开发模式来生成数据库进行开发。

　　2. 如果你有已个现成的数据库，那么，可以使用Database First的开发模式来生成EDM进行开发。

　　3. 如果你没有现成的数据库，也没有定义好的领域类，而你更倾向于使用图形化界面来设计数据库模型，那么，可以使用Model First的开发模式进行开发。

　　我个人的话，任何情景都会使用Code First的开发模式，因为它比较灵活，但是对开发者本身的要求会更高一些。

　　

DbContext

　　

　　DbContext是Entity Framework的一个重要部分，它是领域或实体类与数据库之间的桥梁。

　　DbContext是一个很重要的类，主要职责是以对象的方式和数据进行交互，它包含以下活动：

　　EntitySet：DbContext包含实体集合（DbSet<TEntity>），把实体映射到数据库表。

　　Querying：DbContext把LINQ to Entities查询转换成SQL查询，并发送到数据库。

　　Change Tracking：DbContext会跟踪从数据库查询出来的实体的状态变更。

　　Persisting Data：DbContext根据实体的状态提供插入，更新和删除等数据库操作。

　　Caching：DbContext默认实现一级缓存，在Context类的生命周期期间，它会保存检索出来的实体。

　　Manage Relationship：Database First或Model First中，使用CSDL，MSL，SSDL来管理关系，在Code First中使用Fluent API来管理关系。

　　Object Materialization：DbContext把表原始数据转换成实体对象。

　　

实体生命周期

　　在实体的生命期中，每个实体都有一个基于上下文(DbContext)的操作的实体状态。

　　实体状态是一个System.Data.Entity.EntityState类型的枚举，它包含以下的值：

　　Added：实体正在被上下文跟踪，但还不存在于数据库中。

　　Deleted：实体正在被上下文跟踪并存在于数据库，但被标记为从数据库删除。

　　Modified：实体正在被上下文跟踪并存在于数据库，而且实体的一些或所有属性的值被修改了。

　　Unchanged：实体正在被上下文跟踪并存在于数据库，但实体的所有属性值都没被修改。

　　Detached：实体不被上下文跟踪。

　　下图说明了实体状态如何影响数据库操作。

　　

　　1. 新的实体具有Added的状态，DbContext后续会在数据库中执行插入操作。

　　2. 通过LINQ检索出来的实体具有Unchanged的状态，但如果调用了AsNoTracking()方法，其状态为Detached。

　　3. 修改了检索出来的实体的属性值，实体会修改状态为Modified，DbContext后续会在数据库中执行更新操作。

　　4. 需要删除的实体会具有Deleted的状态，DbContext后续会在数据库中执行删除操作。

　　5. 对于DbContext中已有的实体，可以通过dbContext.Entry(entity).State = EntityState.Detached的方式把状态设置为Detached。

Entity Framework版本

版本	引入功能
EF 3.5	Database First模式下基本的O/RM支持。
EF 4.0	POCO的支持, 懒加载, 可测试性提升，定制化代码生成，以及引入Model First开发模式。
EF 4.1	在ObjectContext的基础上简化了DBContext API，引入Code First开发模式。
EF 4.3	引入Code First Migrations，可以根据定义的Code First模型来创建或修改数据库。
EF 5.0	宣布EF为开源项目。引入了枚举支持，表值函数， 空间数据类型，模型多图表，设计界面着色形状，批量导入存储过程，EF Power Tools，以及各种性能提升。
EF 6.0	引入了许多Code First & EF设计相关的新功能，如异步操作(asynchronous)，弹性连接(connection resiliency)，依赖解析(dependency resolution)等。

注：Entity Framework Core不在本文讨论范围。

参考资料

本文大部分内容来自：Entity Framework Tutorial

少量内容参考：Entity Framework官网