【EF Core】再谈普通实体关系与 Owned 关系的区别

在很多个世纪前，老周曾写过实体之间普通关系（一对一，一对多，多对多）与 Owned 关系的区别。不过，那次写得比较粗浅，逼格不够高，于是，老周厚着脸皮地决定重新写一下。

首先，为什么这次老周用原单词 Owned 呢，官方文档目前的翻译（怀疑是机器干的）为“从属”，这种说法与普通关系数据库中一对多、多对多等关系描述不太 好区分。其实老周觉得应该把 Owned 翻译为“独占”关系——你完全属于我的。普通关系中的厕所是公共厕所，我可以用，邻居A、B、C也可以用；而 Owned 关系中的厕所是私人的，我用我家的厕所，A用A家自己的厕所，B不能用A家的厕所。

这种玩意儿比某少年马戏团的粉丝还抽象，要理解最好的方法是比较。本文老周就对这两类关系做一轮大比拼。

One and One

首先我们来看“一”和“一”的方式。为了保持数据结构的一致，咱们用这三个实体来实验。

public class HardwareInfo
{
    public int HwID { get; set; }               // 主键
    public long MemorySize { get; set; }        // 内存大小
    public int HarddiskNum { get; set; }        // 硬盘数量
    public long HDDSize { get; set; }           // 硬盘大小
    public bool InteGrp { get; set; }           // 是否有集显
}

public class Desktop
{
    public int ID { get; set; }                 // 主键
    public HardwareInfo HWInfo { get; set; }    // 硬件信息
}

public class Laptop
{
    public int ID { get; set; }                  // 主键
    public HardwareInfo HWInfo { get; set; }     // 硬件信息
}

HardwareInfo 表示硬件参数，不管是台式机（Desktop）还是笔记本（Laptop）都可以共用这样的数据结构。

先定义用在普通关系的上下文类——MyContextR，R结尾表示 Relational。

public class MyContextR : DbContext
{
    public DbSet<Desktop> PCs { get; set; }
    public DbSet<Laptop> Laps { get; set; }

    protected override void OnConfiguring(DbContextOptionsBuilder optionsBuilder)
    {
        optionsBuilder.UseSqlServer(@"server=<你的服务器>;database=rdb")
        .LogTo(m => Debug.WriteLine(m));
    }

    protected override void OnModelCreating(ModelBuilder mb)
    {
        // 配置主键
        mb.Entity<HardwareInfo>().HasKey(m => m.HwID);

        mb.Entity<Laptop>(ent =>
        {
            ent.HasKey(k => k.ID);
            ent.HasOne(x => x.HWInfo);
        });
        mb.Entity<Desktop>(eb =>
        {
            eb.HasKey(a => a.ID);
            eb.HasOne(y => y.HWInfo);
        });
    }
}

由于老周在定义实体类时“粗心大意”，主键属性的命名无法让 EF Core 自动识别，所以要在 OnModelCreating 方法中显式配置一下。注意，HasOne 让它们建立一对一的关系，即PC有一个HardwareInfo 实例，笔记本也有。

第二个上下文类是面向“独占”关系的 MyContextO，O 结尾表示 Owned。

public class MyContextO : DbContext
{
    public DbSet<Laptop> Laps { get; set; }
    public DbSet<Desktop> PCs { get; set; }

    protected override void OnConfiguring(DbContextOptionsBuilder optionsBuilder)
    {
        optionsBuilder.UseSqlServer(@"server=<你的服务器>;database=odb")
        .LogTo(g => Debug.WriteLine(g));
    }

    protected override void OnModelCreating(ModelBuilder mb)
    {
        mb.Entity<Laptop>().HasKey(m => m.ID);
        mb.Entity<Desktop>().HasKey(n => n.ID);
        mb.Entity<Laptop>().OwnsOne(x => x.HWInfo);
        mb.Entity<Desktop>().OwnsOne(w => w.HWInfo);
    }
}

OwnsOne 表示一占一，PC占用一个HardwareInfo实例，笔记本也占用一个，两者不相干。这种情形 HardwareInfo 是不需要主键的，为什么？往下看你就懂了。

咱们依次实例化这两个上下文对象，然后让它自己创建数据库。

static void Main(string[] args)
{
    using MyContextR c1 = new();
    c1.Database.EnsureCreated();

    using MyContextO c2 = new();
    c2.Database.EnsureCreated();
}

实验结果发现，普通一对一关系中，创建了三个表：

CREATE TABLE [HardwareInfo] (
    [HwID] int NOT NULL IDENTITY,
    [MemorySize] bigint NOT NULL,
    [HarddiskNum] int NOT NULL,
    [HDDSize] bigint NOT NULL,
    [InteGrp] bit NOT NULL,
    CONSTRAINT [PK_HardwareInfo] PRIMARY KEY ([HwID]);

CREATE TABLE [Laps] (
    [ID] int NOT NULL IDENTITY,
    [HWInfoHwID] int NULL,
    CONSTRAINT [PK_Laps] PRIMARY KEY ([ID]),
    CONSTRAINT [FK_Laps_HardwareInfo_HWInfoHwID] FOREIGN KEY ([HWInfoHwID]) REFERENCES [HardwareInfo] ([HwID])
);

CREATE TABLE [PCs] (
    [ID] int NOT NULL IDENTITY,
    [HWInfoHwID] int NULL,
    CONSTRAINT [PK_PCs] PRIMARY KEY ([ID]),
    CONSTRAINT [FK_PCs_HardwareInfo_HWInfoHwID] FOREIGN KEY ([HWInfoHwID]) REFERENCES [HardwareInfo] ([HwID])
);

EF Core 这货还挺聪明的，把外键分别放在 Desktop 和 Laptop 中，这样可避免在 HardwareInfo 中出现两个外键，不好约束。毕竟这是一对一关系，外键放在哪一端都可以。

然后看看“独占”关系中的一对一，它创建了两个表：

CREATE TABLE [Laps] (
    [ID] int NOT NULL IDENTITY,
    [HWInfo_HwID] int NULL,
    [HWInfo_MemorySize] bigint NULL,
    [HWInfo_HarddiskNum] int NULL,
    [HWInfo_HDDSize] bigint NULL,
    [HWInfo_InteGrp] bit NULL,
    CONSTRAINT [PK_Laps] PRIMARY KEY ([ID])
);

CREATE TABLE [PCs] (
    [ID] int NOT NULL IDENTITY,
    [HWInfo_HwID] int NULL,
    [HWInfo_MemorySize] bigint NULL,
    [HWInfo_HarddiskNum] int NULL,
    [HWInfo_HDDSize] bigint NULL,
    [HWInfo_InteGrp] bit NULL,
    CONSTRAINT [PK_PCs] PRIMARY KEY ([ID])
);

你没看错，只有两个表，HardwareInfo 直接被拆开了，Desktop和Laptop各拥有一份。现在你明白了吧，为什么 HardwareInfo 在这种关系下不需要主键，因为它们不独成表。

那么，如果让 HardwareInfo 独立建表呢，又会怎样？咱们把 MyContextO 类的代码改一下，为 HardwareInfo 类单独建表。

public class MyContextO : DbContext
{
    public DbSet<Laptop> Laps { get; set; }
    public DbSet<Desktop> PCs { get; set; }

    ……

    protected override void OnModelCreating(ModelBuilder mb)
    {
        mb.Entity<Desktop>(et =>
        {
            et.HasKey(a => a.ID);
            et.OwnsOne(b => b.HWInfo, ob =>
            {
                ob.ToTable("Desktop_HW");
                ob.WithOwner();
            });
        });
        mb.Entity<Laptop>(et =>
        {
            et.HasKey(a => a.ID);
            et.OwnsOne(m => m.HWInfo, ob =>
            {
                ob.ToTable("Laptop_HW");
                ob.WithOwner();
            });
        });
    }
}

这个地方，WithOwner 方法可以不调用，因为 HardwareInfo 类没有定义指向 Laptop 或 Desktop 的反向导航属性。

这一次，会创建四个表：

CREATE TABLE [Desktop_HW] (
    [DesktopID] int NOT NULL,
    [HwID] int NOT NULL,
    [MemorySize] bigint NOT NULL,
    [HarddiskNum] int NOT NULL,
    [HDDSize] bigint NOT NULL,
    [InteGrp] bit NOT NULL,
    CONSTRAINT [PK_Desktop_HW] PRIMARY KEY ([DesktopID]),
    CONSTRAINT [FK_Desktop_HW_PCs_DesktopID] FOREIGN KEY ([DesktopID]) REFERENCES [PCs] ([ID]) ON DELETE CASCADE
);

CREATE TABLE [Laptop_HW] (
    [LaptopID] int NOT NULL,
    [HwID] int NOT NULL,
    [MemorySize] bigint NOT NULL,
    [HarddiskNum] int NOT NULL,
    [HDDSize] bigint NOT NULL,
    [InteGrp] bit NOT NULL,
    CONSTRAINT [PK_Laptop_HW] PRIMARY KEY ([LaptopID]),
    CONSTRAINT [FK_Laptop_HW_Laps_LaptopID] FOREIGN KEY ([LaptopID]) REFERENCES [Laps] ([ID]) ON DELETE CASCADE
);

CREATE TABLE [PCs] (
    [ID] int NOT NULL IDENTITY,
    CONSTRAINT [PK_PCs] PRIMARY KEY ([ID])
);

CREATE TABLE [Laps] (
    [ID] int NOT NULL IDENTITY,
    CONSTRAINT [PK_Laps] PRIMARY KEY ([ID])
);

EF Core 很有才，咱们没有为 HardwareInfo 定义主键，于是它自己生成了，在 Laptop_HW 表中生成 LaptopID 列作为主键，同时也作为外键，引用 Laptop.ID；在 Desktop_HW 表中生成了 DesktopID 列作为主键，同时作为外键，引用 Desktop.ID。

还要补充解释一下模型配置代码。

 mb.Entity<Laptop>(et =>
 {
     et.HasKey(a => a.ID);
     et.OwnsOne(m => m.HWInfo, ob =>
     {
         ob.ToTable("Laptop_HW");
         //ob.WithOwner();
     });
 });

ToTable 的调用在此处是必须的，否则按默认约定，它会使用表名 Laps，即和 Laptop 保持一致，这会导致出错。而且，Laptop 和 Desktop 不能共享一个 HardwareInfo 实体。这样配置也会报错：

protected override void OnModelCreating(ModelBuilder mb)
{
    mb.Entity<Desktop>(et =>
    {
        et.HasKey(a => a.ID);
        et.OwnsOne(b => b.HWInfo, ob =>
        {
            ob.ToTable("HW_info");
        });
    });
    mb.Entity<Laptop>(et =>
    {
        et.HasKey(a => a.ID);
        et.OwnsOne(m => m.HWInfo, ob =>
        {
            ob.ToTable("HW_info");
        });
    });
}

这就等于 Desktop 和 Laptop 同时占有相同的 HardwareInfo 实例，运行时也会报错。

One and Many

这里咱们已经没有必要再与普通的一对多关系对比了，上面的对比已经明确 Owned 关系是独占性的，不共享实例。下面咱们看看实体独占多个实例的情况。这种情况下，被占有的对象不会与主对象共用一个表了——拆分的列无法表示多个实例。

举个例子。

public class AddressInfo
{
    /// <summary>
    /// 这里有主键
    /// </summary>
    public int AddrID {  get; set; }
    /// <summary>
    /// 省
    /// </summary>
    public string Province { get; set; } = "";
    /// <summary>
    /// 市
    /// </summary>
    public string City { get; set; } = "";
    /// <summary>
    /// 镇
    /// </summary>
    public string Town { get; set; } = "";
    /// <summary>
    /// 路
    /// </summary>
    public string Road { get; set; } = "";
    /// <summary>
    /// 街道
    /// </summary>
    public string Street { get; set; } = "";
    /// <summary>
    /// 邮编
    /// </summary>
    public string? ZipCode { get; set; }
}

public class Student
{
    public int StudentID { get; set; }
    public IList<AddressInfo>? Addresses { get; set; }
}

如果这里的地址表示收货地址，于是每个学生都可以拥有多个地址。

然后，上下文类是这样的。

public class MyContext : DbContext
{
    public DbSet<Student> Students { get; set; }

    protected override void OnConfiguring(DbContextOptionsBuilder ob)
    {
        SqlConnectionStringBuilder strbd = new();
        strbd.DataSource = <你的服务器>;
        strbd.InitialCatalog = "TestDB";
        ob.UseSqlServer(strbd.ConnectionString)
            .LogTo(x => Console.WriteLine(x));
    }

    protected override void OnModelCreating(ModelBuilder modelBuilder)
    {
        modelBuilder.Entity<Student>(ste =>
        {
            ste.HasKey(x => x.StudentID).HasName("PK_Stu_id");
            // 它占有多个 Addr
            ste.OwnsMany(k => k.Addresses, ob =>
            {
                // 此处可以配置主键
                ob.HasKey(x => x.AddrID);
                ob.WithOwner()
                    .HasForeignKey("stu_id").HasConstraintName("FK_StuID");
            });
        });
    }
}

数据库会创建两张表：

CREATE TABLE [Students] (
          [StudentID] int NOT NULL IDENTITY,
          CONSTRAINT [PK_Stu_id] PRIMARY KEY ([StudentID])
      );

CREATE TABLE [AddressInfo] (
          [AddrID] int NOT NULL IDENTITY,
          [Province] nvarchar(max) NOT NULL,
          [City] nvarchar(max) NOT NULL,
          [Town] nvarchar(max) NOT NULL,
          [Road] nvarchar(max) NOT NULL,
          [Street] nvarchar(max) NOT NULL,
          [ZipCode] nvarchar(max) NULL,
          [stu_id] int NOT NULL,
          CONSTRAINT [PK_AddressInfo] PRIMARY KEY ([AddrID]),
          CONSTRAINT [FK_StuID] FOREIGN KEY ([stu_id]) REFERENCES [Students] ([StudentID]) ON DELETE CASCADE
      );

AddressInfo 表会创建一个外键来引用 Students 表的主键列。

接着，咱们加一个 Teacher 实体，和学生一样，老师也有多个收货地址。

public class Teacher
{
    public int Tid { get; set; }
    public IList<AddressInfo>? Addresses { get; set; }
}

上下文类也要做相应修改。

public class MyContext : DbContext
{
    public DbSet<Student> Students { get; set; }
    public DbSet<Teacher> Teachers { get; set; }

   ……

    protected override void OnModelCreating(ModelBuilder modelBuilder)
    {
        modelBuilder.Entity<Student>(ste =>
        {
            ste.HasKey(x => x.StudentID).HasName("PK_Stu_id");
            // 它占有多个 Addr
            ste.OwnsMany(k => k.Addresses, ob =>
            {
                // 此处可以配置主键
                ob.HasKey(x => x.AddrID);
                // 必须要表名
                ob.ToTable("Stu_Addr");
                ob.WithOwner()
                    .HasForeignKey("stu_id").HasConstraintName("FK_StuID");
            });
        });

        modelBuilder.Entity<Teacher>(tet =>
        {
            tet.HasKey(t => t.Tid).HasName("PK_TeacherID");
            // 占用多个地址
            tet.OwnsMany(t => t.Addresses, ob =>
            {
                ob.HasKey(o => o.AddrID);   // 主键
                ob.ToTable("Teacher_Addr"); // 表名
                ob.WithOwner().HasForeignKey("teach_id").HasConstraintName("FK_TeachID");
            });
        });
    }
}

这种情况下必须配置 AddressInfo 的表名。

这样数据库会创建四张表：

CREATE TABLE [Students] (
          [StudentID] int NOT NULL IDENTITY,
          CONSTRAINT [PK_Stu_id] PRIMARY KEY ([StudentID])
      );

CREATE TABLE [Teachers] (
          [Tid] int NOT NULL IDENTITY,
          CONSTRAINT [PK_TeacherID] PRIMARY KEY ([Tid])
      );

CREATE TABLE [Stu_Addr] (
          [AddrID] int NOT NULL IDENTITY,
          [Province] nvarchar(max) NOT NULL,
          [City] nvarchar(max) NOT NULL,
          [Town] nvarchar(max) NOT NULL,
          [Road] nvarchar(max) NOT NULL,
          [Street] nvarchar(max) NOT NULL,
          [ZipCode] nvarchar(max) NULL,
          [stu_id] int NOT NULL,
          CONSTRAINT [PK_Stu_Addr] PRIMARY KEY ([AddrID]),
          CONSTRAINT [FK_StuID] FOREIGN KEY ([stu_id]) REFERENCES [Students] ([StudentID]) ON DELETE CASCADE
      );

CREATE TABLE [Teacher_Addr] (
          [AddrID] int NOT NULL IDENTITY,
          [Province] nvarchar(max) NOT NULL,
          [City] nvarchar(max) NOT NULL,
          [Town] nvarchar(max) NOT NULL,
          [Road] nvarchar(max) NOT NULL,
          [Street] nvarchar(max) NOT NULL,
          [ZipCode] nvarchar(max) NULL,
          [teach_id] int NOT NULL,
          CONSTRAINT [PK_Teacher_Addr] PRIMARY KEY ([AddrID]),
          CONSTRAINT [FK_TeachID] FOREIGN KEY ([teach_id]) REFERENCES [Teachers] ([Tid]) ON DELETE CASCADE
      );

最后，咱们验证一下，Owned 关系是否真的不能共享实例。

using(MyContext c = new())
{
    // 四个地址
    AddressInfo addr1 = new()
    {
        Province = "冬瓜省",
        City = "嘎子市",
        Town = "小连子镇",
        Road = "牛逼路",
        Street = "春风街3999号",
        ZipCode = "62347"
    };
    AddressInfo addr2 = new()
    {
        Province = "提头省",
        City = "抬扛台",
        Town = "烟斗镇",
        Road = "王八路",
        Street = "送人头街666号",
        ZipCode = "833433"
    };

    // 教师实例
    Teacher tt = new();
    // 学生实例
    Student ss = new();
    // 让他们使用相同的地址实例
    tt.Addresses = new List<AddressInfo>( [addr1, addr2] );
    ss.Addresses = new List<AddressInfo>( [addr1, addr2] );

    // 添加实体
    c.Students.Add(ss);
    c.Teachers.Add(tt);

    // 保存到数据库
    c.SaveChanges();
}

运行后，未抛出异常，但有警告。而且数据库中也有数据。

下面咱们改一下某个地址的 City 属性。

using(MyContext c2 = new())
{
    var r1 = c2.Students.ToArray();
    var r2 = c2.Teachers.ToArray();
    AddressInfo? addr = r1.First()?.Addresses?.FirstOrDefault();
    if(addr != null)
    {
        addr.City = "烤鸭市";
    }
    c2.SaveChanges();
}

运行一下。

然后咱们查询一下两个地址表的数据。

select * from Stu_Addr;
select * from Teacher_Addr;

只有 ID = 1 的学生的第一个地址的 City 属性被更新，而教师地址未更新。可见，两个实体是不共响地址实例的。这很好理解嘛，毕竟是两个表的。

那么，如果把 Student - AddressInfo，Teacher - AddressInfo 的关系改为普通的一对多关系，又会怎样？

public class MyContext : DbContext
{
    public DbSet<Student> Students { get; set; }
    public DbSet<Teacher> Teachers { get; set; }

    protected override void OnConfiguring(DbContextOptionsBuilder ob)
    {
        ……
    }

    protected override void OnModelCreating(ModelBuilder modelBuilder)
    {
        modelBuilder.Entity<Student>(ste =>
        {
            ste.HasKey(x => x.StudentID).HasName("PK_Stu_id");

            ste.HasMany(x => x.Addresses)
                .WithOne()
                .HasForeignKey("stu_id")
                .HasConstraintName("FK_StuID");
        });

        modelBuilder.Entity<Teacher>(tet =>
        {
            tet.HasKey(t => t.Tid).HasName("PK_TeacherID");

            tet.HasMany(f => f.Addresses)
                .WithOne()
                .HasForeignKey("teacher_id")
                .HasConstraintName("FK_TeacherID");
        });

        // 注意：这时候 AddressInfo 实体需要主键
        modelBuilder.Entity<AddressInfo>().HasKey(x => x.AddrID);
    }
}

改为普通一对多关系时要注意，Student、Teacher、AddressInfo 三个实体都需要主键的， Owned 实体、复合类型（老周以前介绍过）这些不需要主键。

删除刚刚的数据库，重新建立新的数据库，然后写入数据。

using(MyContext c = new())
{
    c.Database.EnsureDeleted();
    c.Database.EnsureCreated();
    // 两个地址
    AddressInfo addr1 = new()
    {
        Province = "冬瓜省",
        City = "嘎子市",
        Town = "小连子镇",
        Road = "牛逼路",
        Street = "春风街3999号",
        ZipCode = "62347"
    };
    AddressInfo addr2 = new()
    {
        Province = "提头省",
        City = "抬扛台",
        Town = "烟斗镇",
        Road = "王八路",
        Street = "送人头街666号",
        ZipCode = "833433"
    };

    // 教师实例
    Teacher tt = new();
    // 学生实例
    Student ss = new();
    // 让他们使用相同的地址实例
    tt.Addresses = new List<AddressInfo>( [addr1, addr2] );
    ss.Addresses = new List<AddressInfo>( [addr1, addr2] );

    // 添加实体
    c.Students.Add(ss);
    c.Teachers.Add(tt);

    // 保存到数据库
    c.SaveChanges();
}

这时候，地址表只有一个，插入的数据如下：

教师和学生共享一个地址表，分别通过 stu_id 和 teacher_id 外键引用主表记录。

然后更改第一个地址的 City 属性。

 using(MyContext c2 = new())
 {
     var r1 = c2.Students.Include(s => s.Addresses).ToArray();
     var r2 = c2.Teachers.Include(t => t.Addresses).ToArray();
     AddressInfo? addr = r1.First()?.Addresses?.FirstOrDefault();
     if(addr != null)
     {
         addr.City = "烤鸭市";
     }
     c2.SaveChanges();
 }

地址表的数据变为：

由于教师和学生共用一个地址表，所以他们的地址信息会相同。

 using(MyContext c3 = new())
 {
     // 加载全部数据
     var students = c3.Students.Include(x => x.Addresses);
     var teachers = c3.Teachers.Include(x => x.Addresses);

     Console.WriteLine("---------- 学生 ---------");
     foreach(var s in students)
     {
         Console.WriteLine($"学生：{s.StudentID}");
         if(s.Addresses != null)
         {
             foreach(var a in s.Addresses)
             {
                 Console.WriteLine($"\t{a.AddrID}, {a.Province}, {a.City}, {a.Town}");
             }
         }
     }

     Console.WriteLine("\n---------- 教师 ---------");
     foreach (var t in teachers)
     {
         Console.WriteLine($"老师：{t.Tid}");
         if (t.Addresses != null)
         {
             foreach (var a in t.Addresses)
             {
                 Console.WriteLine($"\t{a.AddrID}, {a.Province}, {a.City}, {a.Town}");
             }
         }
     }

 }

【总结】

1、Owned 关系中，主实体完全掌控从实体，并且不与其他实体共享数据；

2、被“独占”的实体不用使用 ModelBuilder.Entity<T> 方法配置，因此在 DbContext 派生时，也不能声明为 DbSet<T> 属性。而普通关系中的实体是允许的；

3、Owned 关系有一 Own 一、一 Own 多，不存在 多 Own 多。多 Own 多 就违背“独占”原则了。普通关系中可以有多对多；