重新認識了下Entity Framework

什麼是Entity Framework

Entity Framework是一個物件關係對映O/RM框架。

Entity Framework讓開發者可以像操作領域物件(domain-specific objects)那樣操作關係型資料(relational data)。

Entity Framework減少了大部分通常需要編寫的資料操作程式碼。

Entity Framework中可以使用LINQ來查詢資料，使用強型別(strongly typed objects)來檢索和運算元據。

Entity Framework提供了以下服務，使開發者可以更加側重於程式業務邏輯，而非資料訪問的基本操作。

1. 狀態或變更跟蹤(change tracking)
2. 身份或主鍵識別(identity resolution)
3. 懶載入(lazy loading)
4. 查詢翻譯(query translation)

Entity Framework是ADO.NET的加強，它給開發者提供了資料庫訪問和儲存的自動化機制。

Entity Framework是一個開源框架。

什麼是O/RM

O/RM是一種工具，可以自動地把領域物件資料儲存到關係型資料庫（如MS SQL Server），而不需要大量的編碼。

O/RM包含三個重要的部分：

1. 領域物件(Domain class objects)：我們定義的類。

2. 關係型資料庫物件(Relational database objects)：資料庫表，檢視，儲存過程等。

3. 對映資訊(Mapping information)：領域物件與關係型資料庫物件之間轉換的資訊。

O/RM允許開發者把資料庫設計和領域物件設計獨立開，讓程式更具有可維護性和可擴充套件性。

它還提供了基本的增刪改查的功能，開發者不需要手動再編寫這部分程式碼。

一個典型的資料庫與應用程式的O/RM互動如下圖所示：

Entity Framework的結構

Entity Framework的總體結構如下圖所示。

EDM(Entity Data Model)：EDM包含三個主要的部分 - 概念模型(Conceptual model)、儲存模型(Storage model)和對映(Mapping)。

1. Conceptual model：概念模型包含了模型的類定義，以及類之間的關係。概念模型的設計獨立於資料庫表設計。

2. Storage model：儲存模型是資料庫設計模型，包含了資料庫表，檢視，儲存過程，以及它們的之間的關係和鍵。

3. Mapping：對映包含了概念模型對映到儲存模型的相關資訊。

LINQ to Entities：一種基於物件模型編寫的查詢語言，它將返回概念模型中設計的實體。

Entity SQL：另一種和LINQ to Entities相似的查詢語言，但是它們還是有一些差異的，開發者還是需要單獨花時間去學習它。

Object Service：資料庫資料訪問的主要入口，主要職責是物化(materialization)，把Entity Client Data Provider返回的資料轉換成實體物件結構。

Entity Client Data Provider:把LINQ to Entities或Entity SQL轉換成資料庫SQL。和ADO.Net Data Provider進行通訊，傳送或檢索資料庫資料。

ADO.Net Data Provider:ADO.Net Data Provider使用標準的ADO.Net和資料庫進行互動。

Entity Framework的開發模式

Entity Framework提供了三種開發模式：

1. Code First

2. Database First

3. Model First

Code First：

在Code First的開發模式中，要避免使用視覺模型設計器(EDMX)，一般是先編寫POCO類，然後根據這些類去生成資料庫。

那些遵循領域驅動開發(DDD)原則的開發者，更傾向於一開始先編寫自己的領域類，然後再生成資料庫來實現資料持久化。

Database First：

通過已有的資料庫來生成EDMX(Entity Data Model)的開發模式就是Database First的開發模式。

如果資料庫變更了，EDMX(Entity Data Model)也會更新。同時，Database First也支援儲存過程，檢視等。

Model First：

Model First是Code First和Database First的一種折中開發模式，它提供視覺模型設計器(EDMX)來設計資料模型，然後根據資料庫模型來生成資料庫以及領域類。

總結：

1. Code First是先編寫領域類，然後根據類來生成資料庫，無視覺模型設計器(EDMX)。

2. Database First是根據資料庫生成視覺模型設計器(EDMX)及領域類。

3. Model First是先生成視覺模型設計器(EDMX)，然後根據EDMX生成資料庫及領域類。

選擇Entity Framework開發模式

1. 如果你有一個現成的程式，並且已經定義了領域類，那麼，可以使用Code First的開發模式來生成資料庫進行開發。

1. 如果你有已個現成的資料庫，那麼，可以使用Database First的開發模式來生成EDM進行開發。

2. 如果你沒有現成的資料庫，也沒有定義好的領域類，而你更傾向於使用圖形化介面來設計資料庫模型，那麼，可以使用Model First的開發模式進行開發。

我個人的話，任何情景都會使用Code First的開發模式，因為它比較靈活，但是對開發者本身的要求會更高一些。

DbContext

DbContext是Entity Framework的一個重要部分，它是領域或實體類與資料庫之間的橋樑。

DbContext是一個很重要的類，主要職責是以物件的方式和資料進行互動，它包含以下活動：

EntitySet：DbContext包含實體集合（DbSet<TEntity>），把實體對映到資料庫表。

Querying：DbContext把LINQ to Entities查詢轉換成SQL查詢，併傳送到資料庫。

Change Tracking：DbContext會跟蹤從資料庫查詢出來的實體的狀態變更。

Persisting Data：DbContext根據實體的狀態提供插入，更新和刪除等資料庫操作。

Caching：DbContext預設實現一級快取，在Context類的生命週期期間，它會儲存檢索出來的實體。

Manage Relationship：Database First或Model First中，使用CSDL，MSL，SSDL來管理關係，在Code First中使用Fluent API來管理關係。

Object Materialization：DbContext把表原始資料轉換成實體物件。

實體生命週期

在實體的生命期中，每個實體都有一個基於上下文(DbContext)的操作的實體狀態。

實體狀態是一個System.Data.Entity.EntityState型別的列舉，它包含以下的值：

Added：實體正在被上下文跟蹤，但還不存在於資料庫中。

Deleted：實體正在被上下文跟蹤並存在於資料庫，但被標記為從資料庫刪除。

Modified：實體正在被上下文跟蹤並存在於資料庫，而且實體的一些或所有屬性的值被修改了。

Unchanged：實體正在被上下文跟蹤並存在於資料庫，但實體的所有屬性值都沒被修改。

Detached：實體不被上下文跟蹤。

下圖說明了實體狀態如何影響資料庫操作。

1. 新的實體具有Added的狀態，DbContext後續會在資料庫中執行插入操作。

1. 通過LINQ檢索出來的實體具有Unchanged的狀態，但如果呼叫了AsNoTracking()方法，其狀態為Detached。

2. 修改了檢索出來的實體的屬性值，實體會修改狀態為Modified，DbContext後續會在資料庫中執行更新操作。

3. 需要刪除的實體會具有Deleted的狀態，DbContext後續會在資料庫中執行刪除操作。

4. 對於DbContext中已有的實體，可以通過dbContext.Entry(entity).State = EntityState.Detached的方式把狀態設定為Detached。

Entity Framework版本

版本	引入功能
EF 3.5	Database First模式下基本的O/RM支援。
EF 4.0	POCO的支援, 懶載入, 可測試性提升，定製化程式碼生成，以及引入Model First開發模式。
EF 4.1	在ObjectContext的基礎上簡化了DBContext API，引入Code First開發模式。
EF 4.3	引入Code First Migrations，可以根據定義的Code First模型來建立或修改資料庫。
EF 5.0	宣佈EF為開源專案。引入了列舉支援，表值函式， 空間資料型別，模型多圖表，設計介面著色形狀，批量匯入儲存過程，EF Power Tools，以及各種效能提升。
EF 6.0	引入了許多Code First & EF設計相關的新功能，如非同步操作(asynchronous)，彈性連線(connection resiliency)，依賴解析(dependency resolution)等。

注：Entity Framework Core不在本文討論範圍。