EntityFramework Core表名原理解析,讓我來,揭開你神祕的面紗
前言
上一節我們針對最開始丟擲的異常只是進行了淺嘗輒止的解析,是不是有點意猶未盡的感覺,是的,我也有這種感覺,看到這裡相信您和我會有一些疑惑,要是我們接下來通過註解、Fluent APi、DbSet分別對錶名進行如下設定,是否會丟擲異常呢?若不是,有其優先順序,那麼其優先順序到底是怎樣的呢?內建具體是如何實現的呢?讓我們從頭開始揭開其神祕的面紗。
EntityFramework Core表名原理解析
我們暫不知道到底是否有其優先順序還是會丟擲異常,那麼接下來我們進行如下配置(模型請參考上一節《https://www.cnblogs.com/CreateMyself/p/12175618.html》)進行原理分析:
public DbSet<Blog> Blog1 { get; set; } [Table("Blog2")] public class Blog { public int Id { get; set; } public string Name { get; set; } public List<Post> Posts { get; set; } } modelBuilder.Entity<Blog>().ToTable("Blog3");
在還未進入原理解析之前,讓我們大膽猜測通過如上配置後優先順序將是怎樣的呢?是Fluent Api > 註解 > DbSet > 約定嗎?假設是這樣的話,EntityFramework Core內建是怎樣實現的呢?是採用覆蓋的機制嗎?一堆疑問浮現在我們眼前,來,讓我們進入探究枯燥原始碼的世界,為您一一解惑。 首先我們需要明確的是,在我們例項化上下文進行操作之前,EntityFramework Core具體做了些什麼?故事就要從我們派生自DbContext上下文說起,如下:
public class EFCoreDbContext : DbContext { protected override void OnConfiguring(DbContextOptionsBuilder optionsBuilder) => optionsBuilder.UseSqlServer(@"Server=.;Database=EFTest;Trusted_Connection=True;"); public DbSet<Blog> Blog1 { get; set; } protected override void OnModelCreating(ModelBuilder modelBuilder) { modelBuilder.Entity<Blog>(b => { b.ToTable("Blog3"); }); base.OnModelCreating(modelBuilder); } }
在EntityFramework Core中我們利用上下文進行操作之前就是按照上述程式碼由上至下整體上做了如下三步準備工作:
【1】例項化上下文時,查詢DbSet屬性並快取到記憶體中
【2】以上下文作為快取的鍵,將上下文中的所有模型資料快取在記憶體中,若未快取執行第【3】步。
【3】建立上下文中所有模型有關資料。
查詢DbSet屬性並快取
接下來我們步步分析,步步逼近以上三步操作實現,無論是主動例項化還是在Web中新增上下文中介軟體時,都必須經過將我們需要用到所有介面進行依賴注入,當然EntityFramework Core是用的【 Microsoft.Extensions.DependencyInjection 】庫,至於註冊了哪些,這些細節我們並不關心,我們只關注所需要用到的且會一一說明,獲取介面【IDbSetInitializer】的具體實現【DbSetInitializer】,呼叫該類中的如下方法:
public virtual void InitializeSets(DbContext context) { foreach (var setInfo in _setFinder.FindSets(context.GetType()).Where(p => p.Setter != null)) { setInfo.Setter.SetClrValue( context, ((IDbSetCache)context).GetOrAddSet(_setSource, setInfo.ClrType)); } }
接下來獲取介面【IDbSetFinder】的具體實現【DbSetFinder】去過濾查詢存在Setter屬性的DbSet(這點就不用我解釋),查詢細節我們不關心,每個DbSet都有其【DbSetProperty】屬性,所以查詢到後新增到該屬性並快取到【IDbSetCache】中,到此對於DbSet的查詢和快取就已完事,接下來去建立上下文中的所有模型資料。
建立上下文模型
首先是去獲取上下文中所有模型資料,以上下文為鍵去查詢快取的模型資料,若沒有則建立,否則建立快取,如下:
public virtual IModel GetModel( DbContext context, IConventionSetBuilder conventionSetBuilder) { var cache = Dependencies.MemoryCache; var cacheKey = Dependencies.ModelCacheKeyFactory.Create(context); if (!cache.TryGetValue(cacheKey, out IModel model)) { // Make sure OnModelCreating really only gets called once, since it may not be thread safe. lock (_syncObject) { if (!cache.TryGetValue(cacheKey, out model)) { model = CreateModel(context, conventionSetBuilder); model = cache.Set(cacheKey, model, new MemoryCacheEntryOptions { Size = 100, Priority = CacheItemPriority.High }); } } } return model; }
接下來到了快取不存在建立模型的環節,建立模型主要做了以下三件事。
protected virtual IModel CreateModel( [NotNull] DbContext context, [NotNull] IConventionSetBuilder conventionSetBuilder) { Check.NotNull(context, nameof(context)); //構建預設約定集合,通過約定分發機制去處理各個約定 var modelBuilder = new ModelBuilder(conventionSetBuilder.CreateConventionSet()); //處理OnModelCreating方法中的自定義配置 Dependencies.ModelCustomizer.Customize(modelBuilder, context); //模型構建完畢後,重新根據約定分發機制使得模型資料處於最新狀態 return modelBuilder.FinalizeModel(); }
當例項化ModelBuilder通過約定分發機制處理各個約定,具體做了哪些操作呢?主要做了以下三件事
【1】各個約定進行初始化做一些準備工作,並將其新增到對應約定集合中去。
【2】遍歷自定義約定外掛集合,修改對應預設約定並返回最新約定集合。
【3】通過約定分發機制,處理獲取得到的最新約定集合。
上述第【1】和【2】步通過如下程式碼實現:
public virtual ConventionSet CreateConventionSet() { var conventionSet = _conventionSetBuilder.CreateConventionSet(); foreach (var plugin in _plugins) { conventionSet = plugin.ModifyConventions(conventionSet); } return conventionSet; }
EntityFramework Core內建提供了三個建立預設約定集合提供者介面【IProviderConventionSetBuilder】的具體實現,分別是【ProviderConventionSetBuilder】用來構建針對資料庫使用的預設約定集合的提供者,【RelationalConventionSetBuilder】用來構建模型與資料庫對映的預設約定集合的提供者,【SqlServerConventionSetBuilder】用來針對SQL Server資料庫構建預設約定集合的提供者,三者繼承關係如下:
public class SqlServerConventionSetBuilder : RelationalConventionSetBuilder { var conventionSet = base.CreateConventionSet(); ...... } public abstract class RelationalConventionSetBuilder : ProviderConventionSetBuilder { public override ConventionSet CreateConventionSet() { var conventionSet = base.CreateConventionSet(); var tableNameFromDbSetConvention = new TableNameFromDbSetConvention(Dependencies, RelationalDependencies); conventionSet.EntityTypeAddedConventions.Add(new RelationalTableAttributeConvention(Dependencies, RelationalDependencies)); conventionSet.EntityTypeAddedConventions.Add(tableNameFromDbSetConvention); ReplaceConvention(conventionSet.EntityTypeBaseTypeChangedConventions, valueGenerationConvention); conventionSet.EntityTypeBaseTypeChangedConventions.Add(tableNameFromDbSetConvention); return conventionSet; } } public class ProviderConventionSetBuilder : IProviderConventionSetBuilder { public virtual ConventionSet CreateConventionSet() {
...... } }
如上多餘我們用不到的約定已經剔除,我們看到往【EntityTypeAddedConventions】約定集合中先後添加了【RelationalTableAttributeConvention】和【TableNameFromDbSetConvention】對於表名的約定,對於【TableNameFromDbSetConvention】約定在構造例項化時做了如下操作:
public class TableNameFromDbSetConvention : IEntityTypeAddedConvention, IEntityTypeBaseTypeChangedConvention { private readonly IDictionary<Type, DbSetProperty> _sets; public TableNameFromDbSetConvention( [NotNull] ProviderConventionSetBuilderDependencies dependencies, [NotNull] RelationalConventionSetBuilderDependencies relationalDependencies) { _sets = dependencies.SetFinder.CreateClrTypeDbSetMapping(dependencies.ContextType); Dependencies = dependencies; } ...... }
我們繼續看上述通過上下文是如何獲取對應模型的DbSet屬性的呢?
public static IDictionary<Type, DbSetProperty> CreateClrTypeDbSetMapping( [NotNull] this IDbSetFinder setFinder, [NotNull] Type contextType) { var sets = new Dictionary<Type, DbSetProperty>(); var alreadySeen = new HashSet<Type>(); foreach (var set in setFinder.FindSets(contextType)) { if (!alreadySeen.Contains(set.ClrType)) { alreadySeen.Add(set.ClrType); sets.Add(set.ClrType, set); } else { sets.Remove(set.ClrType); } } return sets; }
因為在初始化上下文時我們就已經對上下文中的所有DbSet屬性進行了快取,所以通過如上方法就是獲取模型與對應上下文快取的DbSet屬性的對映,還是很好理解,如下也給出除錯原始碼時所顯示Blog對應的DbSet屬性資訊。
現在我們已經獲取到了所有預設約定集合,接下來例項化ModelBuilder,將預設約定集合作為引數傳進去,如下:
public class ModelBuilder : IInfrastructure<InternalModelBuilder> { private readonly InternalModelBuilder _builder; public ModelBuilder([NotNull] ConventionSet conventions) { _builder = new InternalModelBuilder(new Model(conventions)); } }
接下來繼續例項化Model,傳入預設約定集合,開始例項化約定分配類並通過約定分發機制對模型進行處理,如下:
public class Model : ConventionAnnotatable, IMutableModel, IConventionModel { public Model([NotNull] ConventionSet conventions) { var dispatcher = new ConventionDispatcher(conventions); var builder = new InternalModelBuilder(this); ConventionDispatcher = dispatcher; Builder = builder; dispatcher.OnModelInitialized(builder); } }
上述【ConventionDispatcher】類就是對模型的各個階段進行分發處理(關於分發處理機制後續再單獨通過一篇部落格來詳細分析),因為上述我們將表名的兩個約定放在【EntityTypeAddedConventions】集合中,接下來我們來到約定分發機制對該約定集合中12個預設約定遍歷處理,如下:
public override IConventionEntityTypeBuilder OnEntityTypeAdded(IConventionEntityTypeBuilder entityTypeBuilder) { using (_dispatcher.DelayConventions()) { _entityTypeBuilderConventionContext.ResetState(entityTypeBuilder); foreach (var entityTypeConvention in _conventionSet.EntityTypeAddedConventions) { entityTypeConvention.ProcessEntityTypeAdded(entityTypeBuilder, _entityTypeBuilderConventionContext); } } return entityTypeBuilder; }
因為首先新增的【RelationalTableAttributeConvention】約定,所以當遍歷到【RelationalTableAttributeConvention】約定時,就去到處理該約定的具體實現,說白了該約定就是獲取表名的註解即遍歷特性,如下:
public virtual void ProcessEntityTypeAdded( IConventionEntityTypeBuilder entityTypeBuilder, IConventionContext<IConventionEntityTypeBuilder> context) { Check.NotNull(entityTypeBuilder, nameof(entityTypeBuilder)); var attributes = type.GetTypeInfo().GetCustomAttributes<TAttribute>(true); foreach (var attribute in attributes) { ProcessEntityTypeAdded(entityTypeBuilder, attribute, context); } }
方法【ProcessEntityTypeAdded】的最終具體實現就是設定對應具體模型的表名,如下:
protected override void ProcessEntityTypeAdded( IConventionEntityTypeBuilder entityTypeBuilder, TableAttribute attribute, IConventionContext<IConventionEntityTypeBuilder> context) { //若定義架構特性,則為模型新增架構名稱和表名特性 if (!string.IsNullOrWhiteSpace(attribute.Schema)) { entityTypeBuilder.ToTable(attribute.Name, attribute.Schema, fromDataAnnotation: true); } else if (!string.IsNullOrWhiteSpace(attribute.Name)) { //若表名非空,則新增模型表名為定義的表名特性 entityTypeBuilder.ToTable(attribute.Name, fromDataAnnotation: true); } }
有童鞋就問了,我們在表特性上只定義架構名稱,那麼上述不就產生bug了嗎,用過註解的都知道既然在表特性上提供了架構名稱,那麼表名必須提供,但是表名提供,架構名稱可不提供,所以上述處理邏輯並沒任何毛病。
我們繼續看上述在【RelationalEntityTypeBuilderExtensions】類中對於ToTable方法的實現,如下:
public static IConventionEntityTypeBuilder ToTable( [NotNull] this IConventionEntityTypeBuilder entityTypeBuilder, [CanBeNull] string name, bool fromDataAnnotation = false) { if (!entityTypeBuilder.CanSetTable(name, fromDataAnnotation)) { return null; } entityTypeBuilder.Metadata.SetTableName(name, fromDataAnnotation); return entityTypeBuilder; }
我們看到該方法主要目的是判斷該表名是否可設定,若不可設定則返回空,否則將設定該註解的名稱作為模型的表名,我們看看上述CanSetTable又是如何判斷是否可設定呢?
public static bool CanSetTable( [NotNull] this IConventionEntityTypeBuilder entityTypeBuilder, [CanBeNull] string name, bool fromDataAnnotation = false) { Check.NullButNotEmpty(name, nameof(name)); return entityTypeBuilder.CanSetAnnotation(RelationalAnnotationNames.TableName, name, fromDataAnnotation); }
真是一層套一層,上述【RelationalAnnotationNames.TableName】是專為通過註解獲取表名而定義的常量,其值為【Relational:TableName】,此時在註解字典中不存在該鍵,最終當然也就將模型的表特性名稱作為模型的表名,如下:
public virtual bool CanSetAnnotation([NotNull] string name, [CanBeNull] object value, ConfigurationSource configurationSource) { var existingAnnotation = Metadata.FindAnnotation(name); return existingAnnotation == null || CanSetAnnotationValue(existingAnnotation, value, configurationSource, canOverrideSameSource: true); } public virtual Annotation FindAnnotation([NotNull] string name) { Check.NotEmpty(name, nameof(name)); return _annotations == null ? null : _annotations.TryGetValue(name, out var annotation) ? annotation : null; } private static bool CanSetAnnotationValue( ConventionAnnotation annotation, object value, ConfigurationSource configurationSource, bool canOverrideSameSource) { if (Equals(annotation.Value, value)) { return true; } var existingConfigurationSource = annotation.GetConfigurationSource(); return configurationSource.Overrides(existingConfigurationSource) && (configurationSource != existingConfigurationSource || canOverrideSameSource); }
上述就是ToTable方法中呼叫第一個方法CanSetTable是否可設定表名的過程,主要就是在註解字典中查詢註解名稱為Relational:TableName是否已存在的過程,我們可以看到註解字典中不存在表名的註解名稱,接下來呼叫第二個方法SetTableName方法去設定表名
public static void SetTableName( [NotNull] this IConventionEntityType entityType, [CanBeNull] string name, bool fromDataAnnotation = false) => entityType.SetOrRemoveAnnotation( RelationalAnnotationNames.TableName, Check.NullButNotEmpty(name, nameof(name)), fromDataAnnotation);
接下來將是向註解字典中新增名為Relational:TableName,值為Blog2的註解,通過如下圖監控可以清楚看到:
到目前為止,對於模型Blog已經通過註解即表特性設定了表名,接下來處理約定【TableNameFromDbSetConvention】,到底是覆蓋還是跳過呢?我們還是一探其實現,如下:
public virtual void ProcessEntityTypeAdded( IConventionEntityTypeBuilder entityTypeBuilder, IConventionContext<IConventionEntityTypeBuilder> context) { var entityType = entityTypeBuilder.Metadata; if (entityType.BaseType == null && entityType.ClrType != null && _sets.ContainsKey(entityType.ClrType)) { entityTypeBuilder.ToTable(_sets[entityType.ClrType].Name); } }
首先獲取模型Blog的元資料,接下來判斷其基類是否為空,該型別的原始型別不能為空,同時在其暴露的DbSet屬性中包含該型別,很顯然都滿足條件,最後將我們上述對模型和DbSet屬性進行了對映,所以設定其表名為Blog1,如下:
如上只是滿足了條件進行設定,我們還要看看方法【ToTable】的具體實現才能最終下結論,此時依然會和註解判斷邏輯一樣,但是此時在註解字典中已存在鍵Relational:TableName,所以將跳過,如下:
好了,到此為止針對註解和DbSet對錶名的設定已經討論完畢,接下來我們進行到執行OnModelCreating方法即我們自定義的設定,如下程式碼:
Dependencies.ModelCustomizer.Customize(modelBuilder, context); public virtual void Customize(ModelBuilder modelBuilder, DbContext context) { context.OnModelCreating(modelBuilder); }
此時將執行到我們對Blog自定義設定的表名Blog3,我們看看最終其ToTable方法直接跳過了CanSetTable方法,直接將引數名稱賦值作為模型表名。
public static EntityTypeBuilder ToTable( [NotNull] this EntityTypeBuilder entityTypeBuilder, [CanBeNull] string name) { entityTypeBuilder.Metadata.SetTableName(name); entityTypeBuilder.Metadata.RemoveAnnotation(RelationalAnnotationNames.ViewDefinition); return entityTypeBuilder; }
到此為止對模型的初始化準備工作已經完成,接下來開始利用上下文進行操作,此時我們回到上一節利用上下文獲取表名的方法,如下:
public static string GetTableName([NotNull] this IEntityType entityType) => entityType.BaseType != null ? entityType.GetRootType().GetTableName() : (string)entityType[RelationalAnnotationNames.TableName] ?? GetDefaultTableName(entityType);
通過分析可知,無論是根據DbSet配置表名還是通過註解配置表名又或者是通過在OnModelCreating方法中自定義配置表名,最終在落地設定時,都統一以RelationalAnnotationNames.TableName即常量Relational:TableName為鍵設定表名值,所以上述若基類不存在就獲取該表名常量的值,否則都未配置表名的話,才去以模型名稱作為表名。
總結
通過此篇和上一篇我們才算對EntityFramework Core中表名的詳細解析才算明朗,我們下一個結論:EntityFramework Core對於表名的配置優先順序是自定義(OnModelCreating方法)> 註解(表特性)> DbSet屬性名稱 > 模型名稱,可能我們會想何不先註冊DbSet約定,然後再登錄檔特性約定,採取覆蓋的機制呢?但是事實並非如此,這裡我們僅僅只是研究原始碼的冰山一角或許是為了考慮其他吧。若暴露DbSet屬性,根據註冊的預設約定表名為DbSet屬性名稱,否則表名為模型名稱,若通過註解設定表名,此時上下文中暴露的DbSet屬性將會被忽略,若通過OnModelCreating方法自定義配置表名,則最終以其自定義表名為準。那麼問題來了,對於屬性而言是否可以依此類推呢?想知道,只能您親自去看原始碼了,逐步除錯原始碼驗證使得整個邏輯能夠自圓其說、閱讀部落格是否有語句不通暢或錯別字,兩篇文章花費我一天多的時間,希望對閱讀本文的您能有些許收穫,謝謝。