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  • 一个类GraphQL的ORM数据访问框架发布

    Zongsoft.Data 发布公告

    很高兴我们的 ORM 数据访问框架(Zongsoft.Data)在历经两个 SaaS 产品的应用之后,今天正式宣布对外推广!
    这是一个类 GraphQL 风格的 ORM(Object/Relational Mapping) 数据访问框架。

    又一个轮子?

    在很长时间里,.NET 阵营似乎一直缺乏一个被普遍使用的 ORM 数据访问框架,从最早的原生 ADO.NET 到舶来品 iBatis.NETHibernate.NET,后来又经历了 Linq for SQL 与 Entity Framework 的混战,可能是因为 Entity Framework 早期版本的模糊定位和反复变更的设计导致了它失之霸主之位,进而造就了一段百舸争流、群雄共逐的战国时代。在历经漫长而反复的期待、失望、纠结和痛苦之后,我终于决定动手造一个轮子。

    设计理念

    在开始动手之前,先确定以下基本设计原则:

    • 数据库优先(Database First)
    • 严格的 POCO/POJO 支持
    • 映射模型与代码完全隔离
    • 禁止业务层出现 SQL 和类 SQL 代码

    在一个业务系统中,数据结构及其关系毋庸置疑是最底层的基础性结构,数据库应由系统架构师或开发负责人进行仔细设计 No Schema/Weakly Schema 的思潮是涂抹了蜂蜜的毒药),数据访问映射以数据库表结构关系为基石,在此之上业务层亦以概念映射模型为准绳,层级之间相互隔离。

    领域模型实体避免通过注解 (标签) 来进行元数据定义,应确保严格符合 POCO/POJO 范式。通过语义化的 Schema 来声明访问的数据结构关系,禁止应用层的 SQLLinq 式的类 SQL 代码可降低业务层对数据层的依赖、提升代码可维护性外,还具备更加统一可控的便利性,并为数据访问引擎的实现提供了更大的优化空间和自由度。

    范例说明

    下面通过三个的例子 (注:例子均基于 Zongsoft.Community 项目) 来佐证上面的部分设计理念,更多示例和阐述请参考 Zongsoft.Data 项目的 README.md 文档和 Zongsoft.Community 项目的代码。

    提示: 下面的范例均基于 Zongsoft.Community 开源项目,该项目是一个完整的论坛社区的后台程序。你可能需要预先阅读一下该项目的《数据库表结构设计》文档,以便更好的理解范例代码的业务逻辑。

    示例一

    导航查询及导航过滤

    var forums = this.DataAccess.Select<Forum>(
        Condition.Equal("SiteId", this.User.SiteId) &
        Condition.In("Visibility", Visibility.Internal, Visibility.Public) |
        (
            Condition.Equal("Visibility", Visibility.Specified) &
            Condition.Exists("Users",
                      Condition.Equal("UserId", this.User.UserId) &
                      (
                          Condition.Equal("IsModerator", true) |
                          Condition.NotEqual("Permission", Permission.None)
                      )
            )
        ),
        "*, MostRecentThread{ThreadId,Title,Creator{Name,Nickname,Avatar}}"
    );
    

    上述数据访问的查询方法大致生成如下SQL脚本:

    SELECT
        t.*,
        t1.ThreadId AS 'MostRecentThread.ThreadId',
        t1.Title AS 'MostRecentThread.Title',
        t1.CreatorId AS 'MostRecentThread.CreatorId',
        t2.UserId AS 'MostRecentThread.Creator.UserId',
        t2.Name AS 'MostRecentThread.Creator.Name',
        t2.Nickname AS 'MostRecentThread.Creator.Nickname',
        t2.Avatar AS 'MostRecentThread.Creator.Avatar'
    FROM Forum t
        LEFT JOIN Thread AS t1 ON
            t.MostRecentThreadId=t1.ThreadId
        LEFT JOIN UserProfile AS t2 ON
            t1.CreatorId=t2.UserId
    WHERE
        t.SiteId = @p1 AND
        t.Visibility IN (@p2, @p3) OR
        (
            t.Visibility = @p4 AND
            EXISTS
            (
                SELECT u.SiteId, u.ForumId, u.UserId
                FROM ForumUser u
                WHERE u.SiteId = t.SiteId AND
                      u.ForumId = t.ForumId AND
                      u.UserId = @p5 AND
                      (
                          u.IsModerator = @p6 OR
                          u.Permission != @p7
                      )
            )
        );
    

    上述示例通过 Select 查询方法的 schema 参数 (即值为 *, MostRecentThread{ThreadId,Title,Creator{Name,Nickname,Avatar}} 的参数) 从数据结构关系的层次指定了查询数据的形状,因而不再需要 SQL 或类 SQL 语法中 JOIN 这样命令式的语法元素,它不光提供了更简洁且语义化的 API 访问方式,而且还给数据访问引擎底层提供了更大的优化空间和自由度。

    如果将 Select 查询方法的 schema 参数值改为 *,Moderators{*},MostRecentThread{ThreadId,Title,Creator{Name,Nickname,Avatar}} 后,数据访问引擎会将查询内部分解为一对多的两条 SQL 语句进行迭代执行,而这些都不需要业务层进行分拆处理,因而提升了效率并降低了业务层的复杂度。

    注:Schema 模式表达式通过 Web API 提供给前端应用,将大大减少后端开发的工作量,提升前后端的工作效率。

    示例二

    一对多的关联新增

    // 构建待新增的实体对象
    var forum = new
    {
        SiteId = this.User.SiteId,
        GroupId = 100,
        Name = "xxxx",
    
        // 一对多的导航属性
        Users = new ForumUser[]
        {
          new ForumUser { UserId = 1001, IsModerator = true },
          new ForumUser { UserId = 1002, Permission = Permission.Read },
          new ForumUser { UserId = 1003, Permission = Permission.Write },
        }
    }
    
    // 执行数据新增操作
    this.DataAccess.Insert<Forum>(forum, "*, Users{*}");
    

    上述数据访问的新增方法大致生成如下SQL脚本:

    /* 主表插入语句,执行一次 */
    INSERT INTO Forum (SiteId,ForumId,GroupId,Name,...) VALUES (@p1,@p2,@p3,@p4,...);
    
    /* 子表插入语句,执行多次 */
    INSERT INTO ForumUser (SiteId,ForumId,UserId,Permission,IsModerator) VALUES (@p1,@p2,@p3,@p4,@p5);
    

    上述示例通过 Insert 新增方法的 schema 参数(即值为 *,User{*} 的参数)指定了新增数据的形状,由数据访问引擎根据映射定义自动处理底层的 SQL 执行方式,确保业务层代码的简洁和更高的执行效率。

    示例三

    一对一和一对多的关联更新,对于“一对多”的导航属性,还能确保该属性值 (集合类型) 以 UPSERT 模式写入。

    public bool Approve(ulong threadId)
    {
        //构建更新的条件
        var criteria =
            Condition.Equal(nameof(Thread.ThreadId), threadId) &
            Condition.Equal(nameof(Thread.Approved), false) &
            Condition.Equal(nameof(Thread.SiteId), this.User.SiteId) &
            Condition.Exists("Forum.Users",
                Condition.Equal(nameof(Forum.ForumUser.UserId), this.User.UserId) &
                Condition.Equal(nameof(Forum.ForumUser.IsModerator), true));
    
        //执行数据更新操作
        return this.DataAccess.Update<Thread>(new
        {
            Approved = true,
            ApprovedTime = DateTime.Now,
            Post = new
            {
                Approved = true,
            }
        }, criteria, "*,Post{Approved}") > 0;
    }
    

    上述数据访问的更新方法大致生成如下SQL脚本:

    /* 以下代码为支持 OUTPUT/RETURNING 子句的数据库(如:SQLServer,Oracle,PostgreSQL) */
    
    /* 根据更新的关联键创建临时表 */
    CREATE TABLE #TMP
    (
        PostId bigint NOT NULL
    );
    
    /* 更新主表,并将更新的关联键输出到内存临时表 */
    UPDATE T SET
        T.[Approved]=@p1,
        T.[ApprovedTime]=@p2
    OUTPUT DELETED.PostId INTO #TMP
    FROM [Community_Thread] AS T
        LEFT JOIN [Community_Forum] AS T1 ON /* Forum */
            T1.[SiteId]=T.[SiteId] AND
            T1.[ForumId]=T.[ForumId]
    WHERE
        T.[ThreadId]=@p3 AND
        T.[Approved]=@p4 AND
        T.[SiteId]=@p5 AND EXISTS (
            SELECT [SiteId],[ForumId]
            FROM [Community_ForumUser]
            WHERE [SiteId]=T1.[SiteId] AND
                  [ForumId]=T1.[ForumId] AND
                  [UserId]=@p6 AND
                  [IsModerator]=@p7
        );
    
    /* 更新关联表 */
    UPDATE T SET
        T.[Approved]=@p1
    FROM [Community_Post] AS T
    WHERE EXISTS (
        SELECT [PostId]
        FROM #TMP
        WHERE [PostId]=T.[PostId]);
    

    上述示例通过 Update 更新方法的 schema 参数(即值为 *,Post{Approved} 的参数)指定了更新数据的形状,数据访问引擎将根据数据库类型生成高效的 SQL 语句,对于业务层而言这一切都是无感的、透明的。

    对于一对多的导航属性,数据访问引擎默认将以 UPSERT 模式处理子集的写入,关于 UPSERT 更多信息请参考 Zongsoft.Data 项目文档。

    性能

    我们希望提供最佳的综合性价比,对于一个 ORM 数据访问引擎来说,性能的关注点主要 (不限) 有这些要素:

    1. 生成简洁高效的 SQL 脚本,并尽可能利用特定数据库的最新 SQL 语法;
    2. 数据查询结果的实体组装(Populate)过程必须高效;
    3. 避免反射,有效的语法树缓存。

    实现层面我们采用 Emitting 动态编译技术对实体组装(Populate)、数据参数绑定等进行预热处理,可查阅 DataPopulator 等相关类的源码深入了解。

    其他

    得益于 “以声明方式来表达数据结构关系” 的语义化设计理念,相对于命令式设计而言,它使得程序意图更加聚焦,天然地对底层数据的表达和优化更加宽容与自由。

    更多详细内容 (譬如:读写分离、继承表、数据模式、映射文件、过滤器、验证器、类型转换、数据隔离) 请查阅相关文档。

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    提醒: 本文可能会更新,请阅读原文:http://zongsoft.com/blog/zh-cn/zongsoft/announcing-data-engine,以避免因内容陈旧而导致的谬误,同时亦有更好的阅读体验。

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/Zongsoft/p/announcing-data-engine.html
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