EF批量插入太慢？那是你的姿势不对

大概所有的程序员应该都接触过批量插入的场景，我也相信任何的程序员都能写出可正常运行的批量插入的代码。但怎样实现一个高效、快速插入的批量插入功能呢？

由于每个人的工作履历，工作年限的不同，在实现这样的一个需求时，可能技术选型各有不同，有直接生成insert语句的，有用EF的或者其他的orm框架的。其实不管是手写insert还是使用EF，最终交给数据库执行的还是insert语句。下面是EF批量插入的示例代码：

var list = new List<Student>();
for (int i = 0; i < 100; i++)
{
    list.Add(new Student { CreateTime = DateTime.Now, Name = "zjjjjjj" });
}

await _context.Students.AddRangeAsync(list);
await _context.SaveChangesAsync();

生成的脚本截图如下：

这种实现方式在数据量100以内时，耗时还算可以。但如果要批量导入的数据达到万级的时候，那耗时简直是灾难。我测试的数据如下（测试数据库为mysql，具体配置不详）：

数据量	耗时(s)
10	0.028
1w	3.929
10w	31.280

10w的数据已经耗时超过了30s，我没有勇气测试100w数据的耗时，有兴趣的可以自行测试下。

下面就应该进入正题了，对于较大数据量（1000以上）场景下的批量插入，各个数据库应该都提供了相关的解决方案，由于工作所限，目前笔者仅接触过mysql和mssql。

mysql的实现方案是LOAD DATA命令，此命令接收一个csv文件，然后将文件上传到数据库服务器后，解析数据后插入。好在MySqlConnector提供了相关的封装，不用咱们去熟悉那么复杂的命令参数。

mssql实现的方案是使用SqlBulkCopy类，不过此类仅接收DataTable类型的数据，所以，在批量插入的时候，需要将数据源转换成DataTable。

综上所示，不管是mysql，还是mssql，均需要将数据源转换成指定的格式才可以使用批量导入的功能，所以这一块的主要核心就是转换数据源格式。mysql需要转换成csv，mssql需要转换成DataTable。下面就来一起看看具体的转换的方法。

以下代码是转换csv和DataTable相关方法：

namespace FL.DbBulk
{
    public static class Extension
    {
        /// <summary>
        /// 获取实体影射的表名
        /// </summary>
        /// <param name="type"></param>
        /// <returns></returns>
        public static string GetMappingName(this System.Type type)
        {
            var key = $"batch{type.FullName}";

            var tableName = CacheService.Get(key);
            if (string.IsNullOrEmpty(tableName))
            {
                var tableAttr = type.GetCustomAttribute<TableAttribute>();
                if (tableAttr != null)
                {
                    tableName = tableAttr.Name;
                }
                else
                {
                    tableName = type.Name;
                }
                CacheService.Add(key, tableName);
            }
            return tableName;
        }

        public static List<EntityInfo> GetMappingProperties(this System.Type type)
        {
            var key = $"ICH.King.DbBulk{type.Name}";
            var list = CacheService.Get<List<EntityInfo>>(key);
            if (list == null)
            {
                list = new List<EntityInfo>();
                foreach (var propertyInfo in type.GetProperties())
                {
                    if (!propertyInfo.PropertyType.IsValueType &&
                        propertyInfo.PropertyType.Name != "Nullable`1" && propertyInfo.PropertyType != typeof(string)) continue;
                    var temp = new EntityInfo();
                    temp.PropertyInfo = propertyInfo;
                    temp.FieldName = propertyInfo.Name;
                    var attr = propertyInfo.GetCustomAttribute<ColumnAttribute>();
                    if (attr != null)
                    {
                        temp.FieldName = attr.Name;
                    }
                    temp.GetMethod = propertyInfo.CreateGetter();
                    list.Add(temp);
                }
                CacheService.Add(key, list);
            }

            return list;
        }

        /// <summary>
        /// 创建cvs字符串
        /// </summary>
        /// <typeparam name="T"></typeparam>
        /// <param name="entities"></param>
        /// <param name="primaryKey"></param>
        /// <returns></returns>
        public static string CreateCsv<T>(this IEnumerable<T> entities, string primaryKey = "")
        {
            var sb = new StringBuilder();
            var properties = typeof(T).GetMappingProperties().ToArray();
            foreach (var entity in entities)
            {
                for (int i = 0; i < properties.Length; i++)
                {
                    var ele = properties[i];
                    if (i != 0) sb.Append(",");
                    var value = ele.Get(entity);
                    if (ele.PropertyInfo.PropertyType.Name == "Nullable`1")
                    {
                        if (ele.PropertyInfo.PropertyType.GenericTypeArguments[0] == typeof(DateTime))
                        {
                            if (value == null)
                            {
                                sb.Append("NULL");
                            }
                            else
                            {
                                sb.Append(Convert.ToDateTime(value).ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"));
                            }
                            continue;
                        }
                    }

                    if (ele.PropertyInfo.PropertyType == typeof(DateTime))
                    {
                        sb.Append(Convert.ToDateTime(value).ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"));
                        continue;
                    }
                    //如果是主键&&string类型，且值不为空
                    if (ele.FieldName == primaryKey && ele.PropertyInfo.PropertyType == typeof(string))
                    {
                        sb.Append(Guid.NewGuid().ToString());
                        continue;
                    }
                    if (value == null)
                    {
                        continue;
                    }
                    if (ele.PropertyInfo.PropertyType == typeof(string))
                    {
                        var vStr = value.ToString();
                        if (vStr.Contains("\""))
                        {
                            vStr = vStr.Replace("\"", "\"\"");
                        }
                        if (vStr.Contains(",") || vStr.Contains("\r\n") || vStr.Contains("\n"))
                        {
                            vStr = $"\"{vStr}\"";
                        }
                        sb.Append(vStr);
                    }
                    else sb.Append(value);
                }
                sb.Append(IsWin() ? "\r\n" : "\n");
                //sb.AppendLine();
            }

            return sb.ToString();
        }

        public static bool IsWin()
        {
            return RuntimeInformation.IsOSPlatform(OSPlatform.Windows);
        }

        public static string CreateCsv(this DataTable table)
        {
            StringBuilder sb = new StringBuilder();
            DataColumn colum;
            foreach (DataRow row in table.Rows)
            {
                for (int i = 0; i < table.Columns.Count; i++)
                {
                    colum = table.Columns[i];
                    if (i != 0) sb.Append(",");
                    if (colum.DataType == typeof(string))
                    {
                        var vStr = row[colum].ToString();
                        if (vStr.Contains("\""))
                        {
                            vStr = vStr.Replace("\"", "\"\"");
                        }
                        if (vStr.Contains(",") || vStr.Contains("\r\n") || vStr.Contains("\n"))
                        {
                            vStr = $"\"{vStr}\"";
                        }
                        sb.Append(vStr);
                    }
                    else sb.Append(row[colum]);
                }
                sb.Append(IsWin() ? "\r\n" : "\n");
            }
            return sb.ToString();
        }


        public static DataTable ToDataTable<T>(this IEnumerable<T> list, string primaryKey = "")
        {
            var type = typeof(T);
            //获取实体映射的表名
            var mappingName = type.GetMappingName();
            var dt = new DataTable(mappingName);
            //获取实体映射的属性列表
            var columns = type.GetMappingProperties();
            dt.Columns.AddRange(columns.Select(x => new DataColumn(x.FieldName)).ToArray());
            foreach (var data in list)
            {
                var row = dt.NewRow();
                foreach (var entityInfo in columns)
                {
                    var value = entityInfo.Get(data);
                    if (primaryKey == entityInfo.FieldName && entityInfo.PropertyInfo.PropertyType == typeof(string))
                    {
                        row[entityInfo.FieldName] = value ?? Guid.NewGuid().ToString();
                    }
                    else
                    {
                        row[entityInfo.FieldName] = value;
                    }
                }
                dt.Rows.Add(row);
            }

            return dt;
        }

       
    }
}

转换成DataTable方法相对简单，但这里我做了个优化下，当判断主键是string类型，且值为空时，会自动生成一个GUID，并给其赋值，这样做的目的是为了和EF原生的插入功能兼容。

生成Csv的相对比较麻烦，因为Csv是用逗号以及其他符号来区分每一行、每一列数据，但经常会存在要插入的数据包含了csv的特殊符号，这样情况下就需要做转义。另外，还有一个需要考虑的问题，linux和windows默认的换行符是有区别的，windows的换行符为\r\n，而linux默认的是\n，所以在生成csv时，需要根据不同的系统进行处理。

下面来看下具体怎么调用相关的插入方法，首先看下mysql的，主要代码如下所示：

private async Task InsertCsvAsync(string csv, string tableName, List<string> columns)
{
    var fileName = Path.GetTempFileName();
    await File.WriteAllTextAsync(fileName, csv);
    var conn = _context.Database.GetDbConnection() as MySqlConnection;
    var loader = new MySqlBulkLoader(conn)
    {
        FileName = fileName,
        Local = true,
        LineTerminator = Extension.IsWin() ? "\r\n" : "\n",
        FieldTerminator = ",",
        TableName = tableName,
        FieldQuotationCharacter = '"',
        EscapeCharacter = '"',
        CharacterSet = "UTF8"
    };
    loader.Columns.AddRange(columns);
    await loader.LoadAsync();
}

在上述的代码中，首先创建一个临时文件，然后将其他数据源转换的csv内容写入到文件中，获取数据库连接，再然后创建MySqlBulkLoader类的实例，将相关参数进行复制后，还需要配置字段列表，最后执行LoadAsync命令。

下面是mssql的批量插入的核心代码：

public async Task InsertAsync(DataTable table)
{
    if (table == null)
    {
        throw new ArgumentNullException();
    }

    if (string.IsNullOrEmpty(table.TableName))
    {
        throw new ArgumentNullException("DataTable的TableName属性不能为空");
    }
    var conn = (SqlConnection)_context.Database.GetDbConnection();
    await conn.OpenAsync();
    using (var bulk = new SqlBulkCopy(conn))
    {
        bulk.DestinationTableName = table.TableName;
        foreach (DataColumn column in table.Columns)
        {
            bulk.ColumnMappings.Add(column.ColumnName, column.ColumnName);
        }
        await bulk.WriteToServerAsync(table);
    }
}

以上方法相对简单，在此不做更多解释。

至此，mysql和mssql批量的导入的方案已经介绍完毕，但可能就会有人说了，这跟EF好像也没什么关系呀。
其实如果你有仔细看的话，或许能发现，我在代码中使用了一个名为_context字段，此字段其实就是EF的DbContext的实例。但文章内容到此时也没有完全的和EF结合，下面就来介绍下如何更优雅的将此功能集成到EF中。

在.net core中，接入EF的时候其实已经指定了使用的数据库类型，实例代码如下：

 services.AddDbContext<MyDbContext>(opt => opt.UseMySql("server=10.0.0.146;Database=demo;Uid=root;Pwd=123456;Port=3306;AllowLoadLocalInfile=true"))

既然以及指定了数据库类型，那么在调用批量插入的时候，应该就不需要让调用者判断是使用mysql的方法，还是mssql的方法。具体怎么设计呢？且耐心往下看。

首先分别定义接口ISqlBulk，IMysqlBulk，ISqlServerBulk代码如下：

namespace FL.DbBulk
{
    public interface ISqlBulk
    {
        /// <summary>
        /// 批量导入数据
        /// </summary>
        /// <param name="table">数据源</param>
        void Insert(DataTable table);
        /// <summary>
        /// 批量导入数据
        /// </summary>
        /// <param name="table">数据源</param>
        Task InsertAsync(DataTable table);

        void Insert<T>(IEnumerable<T> enumerable) where T : class;
        Task InsertAsync<T>(IEnumerable<T> enumerable) where T : class;
    }
}

IMysqlBulk，ISqlServerBulk接口继承ISqlBulk，代码如下：

namespace FL.DbBulk
{
    public interface IMysqlBulk : ISqlBulk
    {
        Task InsertAsync<T>(string csvPath, string tableName = "") where T : class;
    }
}

namespace FL.DbBulk
{
    public interface ISqlServerBulk:ISqlBulk
    {
        
    }
}

然后创建ISqlBulk实现类：

namespace FL.DbBulk
{
    public class SqlBulk : ISqlBulk
    {
        private ISqlBulk _bulk;
        public SqlBulk(DbContext context, IServiceProvider provider)
        {
            if (context.Database.IsMySql())
            {
                _bulk = provider.GetService<IMysqlBulk>();
            }
            else if (context.Database.IsSqlServer())
            {
                _bulk = provider.GetService<ISqlServerBulk>();
            }
        }

        public void Insert(DataTable table)
        {
            _bulk.Insert(table);
        }

        public async Task InsertAsync(DataTable table)
        {
            await _bulk.InsertAsync(table);
        }

        public void Insert<T>(IEnumerable<T> enumerable) where T : class
        {
            _bulk.Insert(enumerable);
        }

        public async Task InsertAsync<T>(IEnumerable<T> enumerable) where T : class
        {
            await _bulk.InsertAsync(enumerable);
        }

    }
}

在SqlBulk的构造函数中，通过context.Database的扩展方法判断数据库的类型，然后再获取相应的接口的实例。再然后就是实现IMysqlBulk和ISqlServerBulk的实现类。上文已经把核心代码贴出，再此为了篇幅，就不贴完整代码了。

再然后，就是提供一个注入services的方法，代码如下：

namespace Microsoft.Extensions.DependencyInjection
{
    public static class ServiceCollectionExtension
    {
        public static IServiceCollection AddBatchDB<T>(this IServiceCollection services) where  T:DbContext
        {
            services.TryAddScoped<IMysqlBulk, MysqlBulk>();
            services.TryAddScoped<ISqlServerBulk, SqlServerBulk>();
            services.TryAddScoped<ISqlBulk, SqlBulk>();
            services.AddScoped<DbContext, T>();
            return services;
        }
    }
}

有了以上代码，我们就可以通过在Startup中很方便的启用批量插入的功能了。

最后，贴出两种插入方式对比的测试数据：

数据量	EF默认耗时(s)	ISqlBulk耗时(s)
10	0.028	0.030
1w	3.929	1.581
10w	31.280	15.408

以上测试数据均是使用同一个mysql数据库，不同配置以及网络环境下，测试的数据会有差异，有兴趣的可以自己试试。

至此，本人内容已完毕。

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最后，贴出git地址，如果思路或代码可以帮到你，欢迎点赞，点star
https://github.com/fuluteam/FL.DbBulk.git

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