Entity Framework应用：使用Code First模式管理数据库创建和填充种子数据

一、管理数据库连接

1、使用配置文件管理连接之约定

在数据库上下文类中，如果我们只继承了无参数的DbContext，并且在配置文件中创建了和数据库上下文类同名的连接字符串，那么EF会使用该连接字符串自动计算出数据库的位置和数据库名。比如，我们的数据库上下文定义如下：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Data.Entity;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace ConventionConfigure.EF
{
    /// <summary>
    /// 继承无参数的DbContext
    /// </summary>
    public class SampleDbEntities :DbContext
    {
        public SampleDbEntities()
        {
            // 数据库不存在时创建数据库
            Database.CreateIfNotExists();
        }
    }
}

在配置文件中定义的连接字符串如下：

<connectionStrings>
    <add name="SampleDbEntities" connectionString="Data Source=.;Initial Catalog=TestDb;Integrated Security=True;MultipleActiveResultSets=True" providerName="System.Data.SqlClient" />
</connectionStrings>

定义的连接字符串中name的value值和创建的数据库上下文类的类名相同，这样EF会使用该连接字符串执行数据库操作，究竟会发生什么呢？

运行程序，Program类定义如下：

using ConventionConfigure.EF;
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace ConventionConfigure
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            using (var context = new SampleDbEntities())
            { }

            Console.WriteLine("创建成功");
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

当运行应用程序时，EF会寻找我们的数据库上下文类，即“SampleDbEntities”,并在配置文件中寻找和它同名的连接字符串，然后它会使用该连接字符串计算出应该使用哪个数据库provider，之后检查数据库位置，之后会在指定的位置创建一个名为TestDb.mdf的数据库文件，同时根据连接字符串的Initial Catalog属性创建了一个名为TestDb的数据库。创建的数据库结构如下：

查看创建后的数据库，会发现只有一张迁移记录表。

2、使用已经存在的ConnectionString

如果我们已经有了一个定义数据库位置和名称的ConnectionString，并且我们想在数据库上下文类中使用这个连接字符串，连接字符串如下：

<connectionStrings>
    <add name="AppConnection" connectionString="Data Source=.;Initial Catalog=TestDb;Integrated Security=True;MultipleActiveResultSets=True" providerName="System.Data.SqlClient" />
</connectionStrings>

以上面创建的数据库TestDb作为已经存在的数据库，新添加实体类Student，使用已经存在的ConnectionString查询数据库的Student表，Student实体类定义如下：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel.DataAnnotations.Schema;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace ExistsConnectionString.Model
{
    [Table("Student")]
    public class Student
    {
        public int Id { get; set; }

        public string Name { get; set; }

        public string Sex { get; set; }

        public int Age { get; set; }
    }
}

 我们将该连接字符串的名字传入数据库上下文DbContext的有参构造函数中，数据库上下文类定义如下：

using ExistsConnectionString.Model;
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Data.Entity;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace ExistsConnectionString.EF
{
    public class SampleDbEntities : DbContext
    {
        public SampleDbEntities()
            : base("name=AppConnection")
        {

        }

        // 添加到数据上下文中
        public virtual DbSet<Student> Students { get; set; }
    }
}

 上面的代码将连接字符串的名字传给了DbContext类的有参构造函数，这样一来，我们的数据库上下文就会开始使用该连接字符串了，在Program类中输出Name和Age字段的值：

using ExistsConnectionString.EF;
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace ExistsConnectionString
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            using (var context = new SampleDbEntities())
            {
                foreach (var item in context.Students)
                {
                    Console.WriteLine("姓名:"+item.Name+" "+"年龄:"+item.Age);
                }
            }
        }
    }
}

运行程序，发现会报下面的错误：

出现上面报错的原因是因为数据库上下文发生了改变，与现有数据库不匹配。解决方案：

1、把数据库里面的迁移记录表删掉或者重命名即可。

重新运行程序，结果如下：

注意：如果在配置文件中还有一个和数据库上下文类名同名的ConnectionString，那么就会使用这个同名的连接字符串。无论我们对传入的连接字符串名称如何改变，都是无济于事的，也就是说和数据库上下文类名同名的连接字符串优先权更大。（即约定大于配置）

 3、使用已经存在的连接

通常在一些老项目中，我们只会在项目中的某个部分使用EF Code First，同时，我们想对数据上下文类使用已经存在的数据库连接，如果要实现这个，可将连接对象传给DbContext类的构造函数，数据上下文定义如下：

using ExistsDbConnection.Model;
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Data.Common;
using System.Data.Entity;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace ExistsDbConnection.EF
{
    public class SampleDbEntities :DbContext
    {
        public SampleDbEntities(DbConnection con)
            : base(con, contextOwnsConnection: false)
        { 
        
        }

        public virtual DbSet<Student> Students { get; set; }
    }
}

 这里要注意一下contextOwnsConnection参数，之所以将它作为false传入到上下文，是因为它是从外部传入的，当上下文超出了范围时，可能会有人想要使用该连接。如果传入true的话，那么一旦上下文出了范围，数据库连接就会立即关闭。

Program类定义如下：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Data.Common;
using System.Data.SqlClient;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using System.Configuration;
using ExistsDbConnection.EF;

namespace ExistsDbConnection
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            // 读取连接字符串
            string conn = ConfigurationManager.ConnectionStrings["AppConnection"].ConnectionString;
            // DbConnection是抽象类，不能直接实例化，声明子类指向父类对象
            DbConnection con = new SqlConnection(conn);
            using (var context = new SampleDbEntities(con))
            {
                foreach (var item in context.Students)
                {
                    Console.WriteLine("姓名:" + item.Name + " " + "年龄:" + item.Age);
                }
            }

            Console.WriteLine("读取完成");
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

 运行程序，结果如下：

二、管理数据库创建

首次运行EF Code First应用时，EF会做下面的这些事情：
1、检查正在使用的DbContext类。
2、找到该上下文类使用的connectionString。
3、找到领域实体并提取模式相关的信息。
4、创建数据库。
5、将数据插入系统。

一旦模式信息提取出来，EF会使用数据库初始化器将该模式信息推送给数据库。数据库初始化器有很多可能的策略，EF默认的策略是如果数据库不存在，那么就重新创建；如果存在的话就使用当前存在的数据库。当然，我们有时也可能需要覆盖默认的策略，可能用到的数据库初始化策略如下：

CreateDatabaseIfNotExists：CreateDatabaseIfNotExists:顾名思义，如果数据库不存在，那么就重新创建，否则就使用现有的数据库。如果从领域模型中提取到的模式信息和实际的数据库模式不匹配，那么就会抛出异常。

DropCreateDatabaseAlways：如果使用了该策略，那么每次运行程序时，数据库都会被销毁。这在开发周期的早期阶段通常很有用（比如设计领域实体时），从单元测试的角度也很有用。

DropCreateDatabaseIfModelChanges：这个策略的意思就是说，如果领域模型发生了变化（具体而言，从领域实体提取出来的模式信息和实际的数据库模式信息失配时），就会销毁以前的数据库（如果存在的话），并创建新的数据库。

MigrateDatabaseToLatestVersion：如果使用了该初始化器，那么无论什么时候更新实体模型，EF都会自动地更新数据库模式。这里很重要的一点是：这种策略更新数据库模式不会丢失数据，或者是在已有的数据库中更新已存在的数据库对象。MigrateDatabaseToLatestVersion初始化器只有从EF4.3才可用。

1、设置初始化策略

EF默认使用CreateDatabaseIfNotExists作为默认初始化器，如果要覆盖这个策略，那么需要在DbContext类中的构造函数中使用Database.SetInitializer方法，下面的例子使用DropCreateDatabaseIfModelChanges策略覆盖默认的策略。数据库上下文类定义如下：

using InitializationStrategy.Model;
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Data.Entity;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace InitializationStrategy.EF
{
    public class SampleDbEntities : DbContext
    {
        public SampleDbEntities()
            : base("name=AppConnection")
        {
            // 使用DropCreateDatabaseIfModelChanges策略覆盖默认的策略
            Database.SetInitializer<SampleDbEntities>(new DropCreateDatabaseIfModelChanges<SampleDbEntities>());
        }

        // 添加到数据上下文中
        public virtual DbSet<Student> Students { get; set; }
    }
}

 这样一来，无论什么时候创建上下文类，Database.SetInitializer()方法都会被调用，并且将数据库初始化策略设置为DropCreateDatabaseIfModelChanges。

Student领域实体类新增加Email和Address两个属性：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel.DataAnnotations.Schema;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace InitializationStrategy.Model
{
    [Table("Student")]
    public class Student
    {
        public int Id { get; set; }

        public string Name { get; set; }

        public string Sex { get; set; }

        public int Age { get; set; }

        public string Email { get; set; }

        public string Address { get; set; }
    }
}

 Program类定义如下：

using InitializationStrategy.EF;
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace InitializationStrategy
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            using (var context = new SampleDbEntities())
            {
                foreach (var item in context.Students)
                { 
                
                }
            }

            Console.WriteLine("创建成功");
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

 运行程序后，数据库表结构如下：

注意：如果处于生产环境，那么我们肯定不想丢失已经存在的数据。这时我们就需要关闭该初始化器，只需要将null传给Database.SetInitlalizer()方法，如下所示：

public SampleDbEntities(): base("name=AppConnection")
{
Database.SetInitializer<SampleDbEntities>(null);
}

 2、填充种子数据

到目前为止，无论我们选择哪种策略初始化数据库，生成的数据库都是一个空的数据库。但是许多情况下我们总想在数据库创建之后、首次使用之前就插入一些数据。此外，开发阶段可能想以admin的资格为其填充一些数据，或者为了测试应用在特定的场景中表现如何，想要伪造一些数据。

当我们使用DropCreateDatabaseAlways和DropCreateDatabaseIfModelChanges初始化策略时，插入种子数据非常重要，因为每次运行应用时，数据库都要重新创建，每次数据库创建之后在手动插入数据非常乏味。接下来我们看一下当数据库创建之后如何使用EF来插入种子数据。

为了向数据库插入一些初始化数据，我们需要创建满足下列条件的数据库初始化器类：

1、从已存在的数据库初始化器类中派生数据。
2、在数据库创建期间种子化。

下面演示如何初始化种子数据

1、定义领域实体类

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel.DataAnnotations.Schema;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace InitializationSeed.Model
{
    [Table("Employee")]
    public class Employee
    {
        public int EmployeeId { get; set; }
        public string FirstName { get; set; }
        public string LastName { get; set; }

    }
}

 2、创建数据库上下文

使用EF的Code First方式对上面的模型创建数据库上下文：

public class SampleDbEntities : DbContext
{
    public virtual DbSet<Employee> Employees { get; set; }
}

3、创建数据库初始化器类

假设我们使用的是DropCreateDatabaseAlways数据库初始化策略，那么初始化器类就要从该泛型类继承，并传入数据库上下文作为类型参数。接下来，要种子化数据库就要重写DropCreateDatabaseAlways类的Seed()方法，而Seed()方法拿到了数据库上下文，因此我们可以使用它来将数据插入数据库：

using InitializationSeed.Model;
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Data.Entity;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace InitializationSeed.EF
{

    /// <summary>
    /// 数据库初始化器类
    /// </summary>
    public class SeedingDataInitializer : DropCreateDatabaseAlways<SampleDbEntities>
    {
        /// <summary>
        /// 重写DropCreateDatabaseAlways的Seed方法
        /// </summary>
        /// <param name="context"></param>
        protected override void Seed(SampleDbEntities context)
        {
            for (int i = 0; i < 6; i++)
            {
                var employee = new Employee 
                {
                  FirstName="测试"+(i+1),
                  LastName="工程师"
                };

                context.Employees.Add(employee);
                
            }
                base.Seed(context);
        }
    }
}

上面的代码通过for循环创建了6个Employee对象，并将它们添加给数据库上下文类的Employees集合属性。这里值得注意的是我们并没有调用DbContext.SaveChanges()方法，因为它会在基类中自动调用。

4、将数据库初始化器类用于数据库上下问类

using InitializationSeed.Model;
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Data.Entity;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace InitializationSeed.EF
{
    public class SampleDbEntities :DbContext
    {
        public SampleDbEntities()
            : base("name=AppConnection")
        {
            // 类型传SeedingDataInitializer
            Database.SetInitializer<SampleDbEntities>(new SeedingDataInitializer());
        }

        // 领域实体添加到数据上下文中
        public virtual DbSet<Employee> Employees { get; set; }
    }
}

5、Main方法中访问数据库

using InitializationSeed.EF;
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace InitializationSeed
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            using (var context = new SampleDbEntities())
            {
                foreach (var item in context.Employees)
                {
                    Console.WriteLine("FirstName:"+item.FirstName+" "+"LastName:"+item.LastName);
                }
            }

            Console.WriteLine("读取完成");
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

6、运行程序，查看结果

查看数据库

种子数据填充完成。

5、使用数据迁移的方式填充种子数据

使用数据迁移的方式会生成Configuration类，Configuration类定义如下：

namespace DataMigration.Migrations
{
    using System;
    using System.Data.Entity;
    using System.Data.Entity.Migrations;
    using System.Linq;

    internal sealed class Configuration : DbMigrationsConfiguration<DataMigration.SampleDbEntities>
    {
        public Configuration()
        {
            AutomaticMigrationsEnabled = false;
        }

        protected override void Seed(DataMigration.SampleDbEntities context)
        {
            //  This method will be called after migrating to the latest version.

            //  You can use the DbSet<T>.AddOrUpdate() helper extension method 
            //  to avoid creating duplicate seed data.
        }
    }
}

重写Configuration类的Seed()方法也可以实现插入种子数据，重写Seed()方法：

namespace DataMigration.Migrations
{
    using DataMigration.Model;
    using System;
    using System.Data.Entity;
    using System.Data.Entity.Migrations;
    using System.Linq;

    internal sealed class Configuration : DbMigrationsConfiguration<DataMigration.SampleDbEntities>
    {
        public Configuration()
        {
            AutomaticMigrationsEnabled = false;
        }

        protected override void Seed(DataMigration.SampleDbEntities context)
        {
            //  This method will be called after migrating to the latest version.

            //  You can use the DbSet<T>.AddOrUpdate() helper extension method 
            //  to avoid creating duplicate seed data.

            context.Employees.AddOrUpdate(
                 new Employee { FirstName = "测试1", LastName = "工程师" },
                 new Employee { FirstName = "测试2", LastName = "工程师" }

                );
        }
    }
}

使用数据迁移，然后查看数据库结果：

发现使用数据迁移的方式也将种子数据插入到了数据库中。

代码下载地址：https://pan.baidu.com/s/1i5By8EL