EF和EFCore的区别，性能上有哪些区别，哪个性能高？如何优化EF/EFCore 的性能？

Entity Framework (EF) 和 Entity Framework Core (EF Core) 是 Microsoft 提供的两种对象关系映射（ORM）框架，用于在 .NET 应用程序中与关系型数据库进行交互。虽然它们在功能和使用方式上有很多相似之处，但也存在一些重要的区别。以下是 EF 和 EF Core 的详细比较，包括性能上的区别、哪个性能更高以及如何优化它们的性能。

EF 和 EF Core 的主要区别

  1. 平台支持：

    • EF：主要用于 .NET Framework。
    • EF Core：设计为跨平台，支持 .NET Core 及其后续版本，可以运行在 Windows、Linux 和 macOS 上。

  2. 项目结构：

    • EF：包含在 System.Data.Entity 命名空间中。
    • EF Core：包含在 Microsoft.EntityFrameworkCore 命名空间中。

  3. 依赖注入：

    • EF Core：更全面地支持依赖注入（DI），使得配置和管理更加灵活。
    • EF：依赖注入支持相对有限。

  4. 数据库提供程序：

    • EF Core：支持更多的数据库提供程序，包括 SQL Server、SQLite、PostgreSQL、MySQL 等。
    • EF：主要支持 SQL Server 和部分其他数据库。

  5. LINQ 支持：

    • EF Core：支持更多的 LINQ 查询操作，特别是在跨平台和异步操作方面。
    • EF：LINQ 支持相对有限，尤其是在某些复杂的查询方面。

  6. 迁移工具：

    • EF Core：提供了更强大的迁移工具（Migrations）来管理数据库模式的变化。
    • EF：迁移工具相对简单，功能有限。

性能上的区别

  1. 查询性能：

    • EF Core：通常在查询性能上优于 EF，特别是在异步操作和跨平台支持方面。
    • EF：在某些情况下可能性能稍好，特别是在 .NET Framework 的特定优化下。

  2. 内存使用：

    • EF Core：在内存使用方面通常更加高效，特别是在处理大量数据时。
    • EF：在内存使用上可能稍微占用更多资源，特别是在某些复杂的查询和对象图加载情况下。

  3. 启动时间：

    • EF Core：启动时间通常比 EF 更快，特别是在 .NET Core 环境中。
    • EF：在 .NET Framework 环境中启动时间可能稍短。

哪个性能更高？

  • EF Core 在大多数情况下性能优于 EF，特别是在现代 .NET 应用程序中。EF Core 的查询优化、异步支持和跨平台能力使得它在处理大量数据和复杂查询时表现更好。

优化 EF 和 EF Core 的性能

优化 ORM 框架的性能可以显著提高应用程序的整体性能。以下是一些优化 EF 和 EF Core 的方法：

  1. 使用异步操作

  • 异步方法：

    • 使用异步方法（如 ToListAsync、SingleAsync、FirstOrDefaultAsync 等）来减少数据库操作对主线程的阻塞。

  • 示例：

      public async Task<List<User>> GetAllUsersAsync()
  {
  	return await _context.Users.ToListAsync();
  }
  1. 选择合适的查询模式

  • 明确查询结果：

    • 使用 Select 子句明确指定需要查询的字段，避免加载不必要的数据。

  • 示例：

      public async Task<List<string>> GetAllUserNamesAsync()
  {
  	return await _context.Users.Select(u => u.Name).ToListAsync();
  }
  1. 延迟加载（Lazy Loading） vs 预加载（Eager Loading）

  • 预加载（Eager Loading）：

    • 使用 Include 方法预先加载相关数据，减少后续的数据库访问。

    • 示例

        public async Task<User> GetUserWithOrdersAsync(int userId)
  {
  	return await _context.Users
  		.Include(u => u.Orders)
  		.FirstOrDefaultAsync(u => u.UserId == userId);
  }

  • 延迟加载（Lazy Loading）：

    • 在访问相关数据时才加载，可以减少初始加载的数据量，但可能导致更多的数据库访问。

    • EF Core 支持延迟加载，但需要额外配置。

    • 示例：

        public class User
  {
  	public int UserId { get; set; }
  	public string Name { get; set; }
  	public virtual ICollection<Order> Orders { get; set; }
  }

  public class Order
  {
  	public int OrderId { get; set; }
  	public int UserId { get; set; }
  	public virtual User User { get; set; }
  }

  // 配置延迟加载
  protected override void OnModelCreating(ModelBuilder modelBuilder)
  {
  	modelBuilder.Entity<User>()
  		.HasMany(u => u.Orders)
  		.WithOne(o => o.User)
  		.HasForeignKey(o => o.UserId)
  		.OnDelete(DeleteBehavior.Cascade);
  }

  // 使用延迟加载
  public async Task<User> GetUserWithOrdersAsync(int userId)
  {
  	var user = await _context.Users
  		.FirstOrDefaultAsync(u => u.UserId == userId);

  	// 延迟加载 Orders
  	await _context.Entry(user).Collection(u => u.Orders).LoadAsync();

  	return user;
  }
  1. 使用投影查询（Projection Queries）

  • 投影查询：

    • 使用投影查询将数据直接映射到 DTO（数据传输对象），减少对象的创建和内存使用。

  • 示例：

      public async Task<List<UserDto>> GetAllUsersDtoAsync()
  {
  	return await _context.Users
  		.Select(u => new UserDto
  		{
  			UserId = u.UserId,
  			Name = u.Name
  		})
  		.ToListAsync();
  }

  public class UserDto
  {
  	public int UserId { get; set; }
  	public string Name { get; set; }
  }
  1. 启用查询缓存

  • 查询缓存：

    • EF Core 通过 FromSqlRaw 或 FromSqlInterpolated 方法支持查询缓存。
    • 自定义查询时可以通过缓存来提高性能。

  • 示例：

      public async Task<List<User>> GetUsersFromRawQueryAsync()
  {
  	var sql = "SELECT * FROM Users WHERE Active = 1";
  	return await _context.Users.FromSqlRaw(sql).ToListAsync();
  }
  1. 批量操作

  • 批量操作：

    • 使用批量操作（如批量插入、批量更新）来减少数据库操作的数量。

  • 示例：

      public async Task AddUsersAsync(List<User> users)
  {
  	await _context.AddRangeAsync(users);
  	await _context.SaveChangesAsync();
  }
  1. 使用 NoTracking 查询

  • NoTracking 查询：

    • 使用 AsNoTracking 方法进行查询，避免将查询结果附加到上下文，从而减少内存使用和提高查询性能。

  • 示例：

      public async Task<List<User>> GetAllUsersNoTrackingAsync()
  {
  	return await _context.Users
  		.AsNoTracking()
  		.ToListAsync();
  }
  1. 配置连接池

  • 连接池：

    • 确保数据库连接池配置正确，减少连接的开销。

  • 示例：

      services.AddDbContext<ApplicationDbContext>(options =>
  	options.UseSqlServer("YourConnectionString", b => b.EnableRetryOnFailure()));
  1. 使用索引

  • 数据库索引：

    • 确保在数据库中为常用查询字段创建索引，提高查询性能。

  • 示例：

    CREATE INDEX idx_user_name ON Users(Name);

  1. 优化数据库查询

  • 使用覆盖索引：

    • 确保查询涉及的所有列都在同一个索引中，以避免全表扫描。

  • 示例：

    CREATE INDEX idx_user_name_age ON Users(Name, Age);

  1. 减少数据库上下文的生命周期

  • 短生命周期：

    • 尽量减少数据库上下文（DbContext）的生命周期，避免长时间持有上下文。

  • 示例

      public class UserService
  {
  	private readonly Func<ApplicationDbContext> _dbContextFactory;

  	public UserService(Func<ApplicationDbContext> dbContextFactory)
  	{
  		_dbContextFactory = dbContextFactory;
  	}

  	public async Task<List<User>> GetAllUsersAsync()
  	{
  		using (var context = _dbContextFactory())
  		{
  			return await context.Users.ToListAsync();
  		}
  	}
  }
  1. 批量更新和删除

  • 批量操作：

    • 使用 ExecuteUpdateAsync 和 ExecuteDeleteAsync 进行批量更新和删除操作。

  • 示例：

      	public async Task UpdateUserEmailAsync(int userId, string newEmail)
  	{
  		await _context.Users
  			.Where(u => u.UserId == userId)
  			.ExecuteUpdateAsync(setters => setters.SetProperty(u => u.Email, newEmail));
  	}

  	public async Task DeleteUserAsync(int userId)
  	{
  		await _context.Users
  			.Where(u => u.UserId == userId)
  			.ExecuteDeleteAsync();
  	}
  1. 使用 Change Tracker 的功能

  • Change Tracker：

    • 了解和优化 ChangeTracker 的功能，避免不必要的跟踪和更新。

  • 示例：

      public async Task UpdateUserEmailAsync(int userId, string newEmail)
  {
  	var user = new User { UserId = userId, Email = newEmail };
  	_context.Users.Attach(user);
  	_context.Entry(user).Property(u => u.Email).IsModified = true;
  	await _context.SaveChangesAsync();
  }

示例：综合优化
以下是一个综合优化的示例，展示了如何在 EF Core 中应用上述优化策略。

	using Microsoft.EntityFrameworkCore;
	using System;
	using System.Collections.Generic;
	using System.Linq;
	using System.Threading.Tasks;

	public class User
	{
		public int UserId { get; set; }
		public string Name { get; set; }
		public string Email { get; set; }
		public bool IsActive { get; set; }
		public virtual ICollection<Order> Orders { get; set; }
	}

	public class Order
	{
		public int OrderId { get; set; }
		public int UserId { get; set; }
		public virtual User User { get; set; }
	}

	public class ApplicationDbContext : DbContext
	{
		public DbSet<User> Users { get; set; }
		public DbSet<Order> Orders { get; set; }

		protected override void OnConfiguring(DbContextOptionsBuilder optionsBuilder)
		{
			optionsBuilder.UseSqlServer("YourConnectionString");
		}

		protected override void OnModelCreating(ModelBuilder modelBuilder)
		{
			modelBuilder.Entity<User>()
				.HasMany(u => u.Orders)
				.WithOne(o => o.User)
				.HasForeignKey(o => o.UserId)
				.OnDelete(DeleteBehavior.Cascade);
		}
	}

	public class UserService
	{
		private readonly ApplicationDbContext _context;

		public UserService(ApplicationDbContext context)
		{
			_context = context;
		}

		public async Task<List<UserDto>> GetAllActiveUsersDtoAsync()
		{
			// 使用投影查询和 NoTracking
			return await _context.Users
				.Where(u => u.IsActive)
				.Select(u => new UserDto
				{
					UserId = u.UserId,
					Name = u.Name
				})
				.AsNoTracking()
				.ToListAsync();
		}

		public async Task AddUsersAsync(List<User> users)
		{
			// 批量添加用户
			await _context.AddRangeAsync(users);
			await _context.SaveChangesAsync();
		}

		public async Task UpdateUserEmailAsync(int userId, string newEmail)
		{
			// 使用 AsNoTracking 和 ExecuteUpdateAsync
			await _context.Users
				.Where(u => u.UserId == userId)
				.ExecuteUpdateAsync(setters => setters.SetProperty(u => u.Email, newEmail));
		}

		public async Task DeleteUserAsync(int userId)
		{
			// 使用 AsNoTracking 和 ExecuteDeleteAsync
			await _context.Users
				.Where(u => u.UserId == userId)
				.ExecuteDeleteAsync();
		}

		public async Task<UserWithOrdersDto> GetUserWithOrdersAsync(int userId)
		{
			// 预加载 Orders 并使用投影查询
			var user = await _context.Users
				.Where(u => u.UserId == userId)
				.Include(u => u.Orders)
				.Select(u => new UserWithOrdersDto
				{
					UserId = u.UserId,
					Name = u.Name,
					Orders = u.Orders.Select(o => new OrderDto
					{
						OrderId = o.OrderId,
						UserId = o.UserId
					}).ToList()
				})
				.AsNoTracking()
				.FirstOrDefaultAsync();

			return user;
		}
	}

	public class UserDto
	{
		public int UserId { get; set; }
		public string Name { get; set; }
	}

	public class UserWithOrdersDto
	{
		public int UserId { get; set; }
		public string Name { get; set; }
		public List<OrderDto> Orders { get; set; }
	}

	public class OrderDto
	{
		public int OrderId { get; set; }
		public int UserId { get; set; }
	}

	public class Program
	{
		public static async Task Main(string[] args)
		{
			var optionsBuilder = new DbContextOptionsBuilder<ApplicationDbContext>();
			optionsBuilder.UseSqlServer("YourConnectionString");

			using (var context = new ApplicationDbContext(optionsBuilder.Options))
			{
				var userService = new UserService(context);

				// 获取所有活跃用户
				List<UserDto> activeUsers = await userService.GetAllActiveUsersDtoAsync();
				Console.WriteLine($"Active Users: {activeUsers.Count}");

				// 添加用户
				List<User> newUsers = new List<User>
				{
					new User { Name = "Alice", Email = "alice@example.com", IsActive = true },
					new User { Name = "Bob", Email = "bob@example.com", IsActive = true }
				};
				await userService.AddUsersAsync(newUsers);

				// 更新用户邮箱
				await userService.UpdateUserEmailAsync(1, "alice_new@example.com");

				// 删除用户
				await userService.DeleteUserAsync(2);

				// 获取用户及其订单
				UserWithOrdersDto userWithOrders = await userService.GetUserWithOrdersAsync(1);
				Console.WriteLine($"User: {userWithOrders.Name}, Orders: {userWithOrders.Orders.Count}");
			}
		}
	}

关键点解释

  1. 使用异步操作：
    • ToListAsync、FirstOrDefaultAsync 等异步方法减少阻塞，提高响应性。
  2. 投影查询：
    • Select 子句明确指定需要查询的字段，减少不必要的数据加载。
  3. 预加载（Eager Loading）：
    • Include 方法预先加载相关数据，减少后续的数据库访问。
  4. NoTracking 查询：
    • AsNoTracking 方法避免将查询结果附加到上下文，减少内存使用和提高查询性能。
  5. 批量操作：
    • AddRangeAsync 和 SaveChangesAsync 进行批量插入操作。
    • ExecuteUpdateAsync 和 ExecuteDeleteAsync 进行批量更新和删除操作。
  6. 配置连接池：
    • 确保数据库连接池配置正确，减少连接的开销。
  7. 使用索引：
    • 确保在数据库中为常用查询字段创建索引，提高查询性能。

总结

  1. EF 和 EF Core 的区别：
    • EF：主要用于 .NET Framework，依赖注入支持有限。
    • EF Core：支持跨平台，依赖注入支持全面，支持更多的数据库提供程序。
  2. 性能比较：
    • EF Core 在大多数情况下性能优于 EF，特别是在异步操作、跨平台支持和内存使用方面。
  3. 优化策略：
    • 使用异步操作：减少阻塞，提高响应性。
    • 投影查询：明确指定需要查询的字段，减少不必要的数据加载。
    • 预加载（Eager Loading）：预先加载相关数据，减少后续的数据库访问。
    • NoTracking 查询：避免将查询结果附加到上下文，减少内存使用和提高查询性能。
    • 批量操作：进行批量插入、更新和删除操作，减少数据库操作的数量。
    • 配置连接池：确保数据库连接池配置正确，减少连接的开销。
    • 使用索引：确保在数据库中为常用查询字段创建索引，提高查询性能。

通过应用这些优化策略，可以显著提高 EF 和 EF Core 的性能，确保应用程序在处理大量数据和复杂查询时更加高效和响应迅速。

参考资源

Microsoft Docs - Entity Framework：
EF 文档
Microsoft Docs - Entity Framework Core：
EF Core 文档
EF Core 性能优化：
EF Core 性能优化指南
这些资源提供了详细的信息和示例，帮助你更好地理解和优化 EF 和 EF Core 的性能。

进一步优化建议

  1. 使用分页查询：

    • 对于大量数据的查询，使用分页（如 Skip 和 Take）来减少每次查询的数据量。

        public async Task<List<UserDto>> GetUsersPagedAsync(int pageNumber, int pageSize)
  {
  	return await _context.Users
  		.Where(u => u.IsActive)
  		.Select(u => new UserDto
  		{
  			UserId = u.UserId,
  			Name = u.Name
  		})
  		.Skip((pageNumber - 1) * pageSize)
  		.Take(pageSize)
  		.AsNoTracking()
  		.ToListAsync();
  }

  2. 使用 FromSqlRaw 或 FromSqlInterpolated：

    • 对于复杂的查询，可以使用原始 SQL 查询来提高性能。

        public async Task<List<UserDto>> GetUsersWithCustomQueryAsync()
  {
  	var sql = "SELECT UserId, Name FROM Users WHERE IsActive = 1";
  	return await _context.Users
  		.FromSqlRaw(sql)
  		.Select(u => new UserDto
  		{
  			UserId = u.UserId,
  			Name = u.Name
  		})
  		.ToListAsync();
  }

  3. 减少数据库上下文的生命周期：

    • 尽量减少 DbContext 的生命周期，避免长时间持有上下文。

        public class UserService
  {
  	private readonly Func<ApplicationDbContext> _dbContextFactory;

  	public UserService(Func<ApplicationDbContext> dbContextFactory)
  	{
  		_dbContextFactory = dbContextFactory;
  	}

  	public async Task<List<UserDto>> GetAllActiveUsersDtoAsync()
  	{
  		using (var context = _dbContextFactory())
  		{
  			return await context.Users
  				.Where(u => u.IsActive)
  				.Select(u => new UserDto
  				{
  					UserId = u.UserId,
  					Name = u.Name
  				})
  				.AsNoTracking()
  				.ToListAsync();
  		}
  	}
  }

  4. 使用 CompiledQuery：

    • 对于频繁执行的查询，可以使用预编译查询来提高性能。

        private static readonly Func<ApplicationDbContext, int, Task<User>> _compiledQuery =
  	EF.CompileAsyncQuery((ApplicationDbContext context, int userId) =>
  		context.Users
  			.Include(u => u.Orders)
  			.FirstOrDefault(u => u.UserId == userId));

  public async Task<User> GetUserWithOrdersCompiledQueryAsync(int userId)
  {
  	return await _compiledQuery(_context, userId);
  }

  5. 使用 QueryFilter：

    • 定义全局查询过滤器，减少每次查询的条件重复。

        protected override void OnModelCreating(ModelBuilder modelBuilder)
  {
  	modelBuilder.Entity<User>()
  		.HasQueryFilter(u => u.IsActive);
  }

总结

  1. EF 和 EF Core：

    • EF 主要用于 .NET Framework，而 EF Core 支持跨平台。
    • EF Core 在大多数情况下性能优于 EF，特别是在异步操作和跨平台支持方面。

  2. 优化策略：

    • 异步操作：减少阻塞，提高响应性。
    • 投影查询：明确指定需要查询的字段。
    • 预加载（Eager Loading）：预先加载相关数据。
    • NoTracking 查询：避免将查询结果附加到上下文。
    • 批量操作：进行批量插入、更新和删除操作。
    • 配置连接池：确保数据库连接池配置正确。
    • 使用索引：确保在数据库中为常用查询字段创建索引。
    • 分页查询：减少每次查询的数据量。
    • 原始 SQL 查询：对于复杂查询使用原始 SQL。
    • 预编译查询：提高频繁执行查询的性能。
    • 全局查询过滤器：减少条件重复。
    • 通过这些优化策略，可以显著提高 EF 和 EF Core 的性能，确保应用程序在处理大量数据和复杂查询时更加高效和响应迅速。

参考资源

EF Core 预加载文档
这些资源提供了详细的信息和示例，帮助你更好地理解和优化 EF 和 EF Core 的性能。

posted @ 2025-01-05 10:29  似梦亦非梦  阅读(7)  评论(0)  编辑  收藏  举报