一、引言
在开发基于 C# 的应用程序时，经常会和数据库打交道。Entity Framework Core（EF Core）是 .NET 平台下一个强大的对象关系映射（ORM）工具，它能帮助我们以对象的方式操作数据库，提升开发效率。在使用 EF Core 进行数据查询时，有三种重要的查询策略需要我们掌握，分别是延迟加载、急切加载和投影查询。掌握这些策略可以让我们根据不同的应用场景选择最合适的查询方式，从而优化查询性能，避免不必要的资源浪费。
二、延迟加载
应用场景
延迟加载适用于当我们不确定是否真的需要相关数据时。比如在一个电商系统中，有商品表（Product）和商品评论表（Comment），当我们只是想展示商品列表时，并不一定需要同时加载每个商品的评论。此时就可以使用延迟加载，只有在真正访问商品评论属性时，才会从数据库中加载评论数据。
技术优缺点
优点：
- 减少了不必要的数据传输。如果我们最终没有访问相关数据，就不会从数据库中加载，节省了数据库资源和网络带宽。
- 提高初始查询的性能。因为不需要在一开始就加载所有关联数据，查询速度会更快。
缺点：
- 可能会导致“N + 1 查询问题”。假设我们查询了 10 个商品，当我们逐个访问每个商品的评论时，会产生 10 次额外的数据库查询（每个商品一次），再加上最开始查询商品的一次查询，总共就是 11 次查询，这会对性能产生较大影响。
示例
下面是一个使用 C# 和 EF Core 实现延迟加载的示例：
using Microsoft.EntityFrameworkCore;
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
// 定义商品实体类
public class Product
{
public int ProductId { get; set; }
public string Name { get; set; }
// 导航属性，关联商品评论
public virtual ICollection<Comment> Comments { get; set; }
}
// 定义商品评论实体类
public class Comment
{
public int CommentId { get; set; }
public string Content { get; set; }
public int ProductId { get; set; }
public virtual Product Product { get; set; }
}
// 定义数据库上下文类
public class ShopContext : DbContext
{
public DbSet<Product> Products { get; set; }
public DbSet<Comment> Comments { get; set; }
protected override void OnConfiguring(DbContextOptionsBuilder optionsBuilder)
{
// 配置使用 SQLite 数据库
optionsBuilder.UseSqlite("Data Source=Shop.db");
}
}
class Program
{
static void Main()
{
using (var context = new ShopContext())
{
// 启用延迟加载
context.ChangeTracker.LazyLoadingEnabled = true;
// 查询所有商品
var products = context.Products.ToList();
foreach (var product in products)
{
// 当访问商品的评论属性时，会触发延迟加载
Console.WriteLine($"Product: {product.Name}, Comment Count: {product.Comments.Count}");
}
}
}
}
在这个示例中，当我们访问 product.Comments 属性时，EF Core 会自动从数据库中加载该商品的评论数据。
注意事项
- 要确保关联属性使用
virtual关键字修饰，这样 EF Core 才能通过代理类实现延迟加载。 - 要注意“N + 1 查询问题”，可以通过 eager loading 或投影查询来解决。
三、急切加载
应用场景
当我们明确知道需要相关数据时，就可以使用急切加载。比如在一个博客系统中，当我们要展示一篇文章及其所有评论时，就可以使用急切加载一次性将文章和评论数据从数据库中加载出来。
技术优缺点
优点：
- 减少数据库查询次数。通过一次查询就可以获取所有需要的数据，避免了“N + 1 查询问题”，提高了性能。
- 保证数据的完整性。因为数据是一次性加载的，不会出现部分数据加载失败的情况。
缺点：
- 可能会加载过多不必要的数据。如果关联数据很多，会增加数据库的负担和网络传输的压力。
示例
以下是使用 C# 和 EF Core 实现急切加载的示例：
using Microsoft.EntityFrameworkCore;
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
// 定义文章实体类
public class Article
{
public int ArticleId { get; set; }
public string Title { get; set; }
// 导航属性，关联文章评论
public virtual ICollection<ArticleComment> Comments { get; set; }
}
// 定义文章评论实体类
public class ArticleComment
{
public int CommentId { get; set; }
public string Content { get; set; }
public int ArticleId { get; set; }
public virtual Article Article { get; set; }
}
// 定义数据库上下文类
public class BlogContext : DbContext
{
public DbSet<Article> Articles { get; set; }
public DbSet<ArticleComment> ArticleComments { get; set; }
protected override void OnConfiguring(DbContextOptionsBuilder optionsBuilder)
{
// 配置使用 SQLite 数据库
optionsBuilder.UseSqlite("Data Source=Blog.db");
}
}
class Program
{
static void Main()
{
using (var context = new BlogContext())
{
// 使用 Include 方法进行急切加载
var articles = context.Articles
.Include(a => a.Comments)
.ToList();
foreach (var article in articles)
{
Console.WriteLine($"Article: {article.Title}, Comment Count: {article.Comments.Count}");
}
}
}
}
在这个示例中，我们使用 Include 方法将文章的评论数据一起加载出来，避免了多次数据库查询。
注意事项
- 要合理使用
Include方法，只包含真正需要的数据，避免加载过多不必要的数据。 - 如果关联关系比较复杂，可能需要使用
ThenInclude方法进行多层级的加载。
四、投影查询
应用场景
当我们只需要实体的部分属性时，就可以使用投影查询。比如在一个用户管理系统中，我们只需要展示用户的姓名和邮箱，而不需要加载用户的其他详细信息，此时就可以使用投影查询。
技术优缺点
优点：
- 减少数据传输量。只从数据库中获取需要的属性，避免了加载不必要的数据，提高了性能。
- 可以灵活选择需要的属性。根据不同的需求，选择不同的属性进行查询。
缺点：
- 投影查询返回的是匿名类型或自定义类型，不能直接进行修改和保存操作。如果需要对数据进行修改，需要先将数据转换为实体类型。
示例
以下是使用 C# 和 EF Core 实现投影查询的示例：
using Microsoft.EntityFrameworkCore;
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
// 定义用户实体类
public class User
{
public int UserId { get; set; }
public string Name { get; set; }
public string Email { get; set; }
public string Address { get; set; }
}
// 定义数据库上下文类
public class UserContext : DbContext
{
public DbSet<User> Users { get; set; }
protected override void OnConfiguring(DbContextOptionsBuilder optionsBuilder)
{
// 配置使用 SQLite 数据库
optionsBuilder.UseSqlite("Data Source=User.db");
}
}
class Program
{
static void Main()
{
using (var context = new UserContext())
{
// 使用 Select 方法进行投影查询
var users = context.Users
.Select(u => new { u.Name, u.Email })
.ToList();
foreach (var user in users)
{
Console.WriteLine($"Name: {user.Name}, Email: {user.Email}");
}
}
}
}
在这个示例中，我们使用 Select 方法只选择了用户的姓名和邮箱属性，减少了数据传输量。
注意事项
- 投影查询返回的是匿名类型，在不同的方法之间传递时可能会有一些限制。可以考虑使用自定义类型来解决这个问题。
- 如果需要对投影查询结果进行修改和保存操作，需要将其转换为实体类型。
五、文章总结
在使用 EF Core 进行数据查询时，延迟加载、急切加载和投影查询各有其适用场景。延迟加载适用于不确定是否需要相关数据的情况，可以减少不必要的数据传输，但要注意“N + 1 查询问题”；急切加载适用于明确需要相关数据的情况，可以减少数据库查询次数，但可能会加载过多不必要的数据；投影查询适用于只需要实体部分属性的情况，可以减少数据传输量，但返回的结果不能直接进行修改和保存操作。
在实际开发中，我们需要根据具体的业务需求和性能要求，灵活选择合适的查询策略，以达到最佳的查询性能。同时，我们还需要注意每种查询策略的优缺点和注意事项，避免出现性能问题。
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