学懂C#编程：常用框架学习（三）——.NET Framework框架下的Entity Framework （EF）开发应用详解

一、Entity Framework概述

二、Entity Framework的核心组成部分

EF%BC%9A-toc" style="margin-left:40px;">Entity Data Model (EDM)：

EF%BC%9A-toc" style="margin-left:40px;">Entity Client：

EF%BC%9A-toc" style="margin-left:40px;">Object Services：

EF%BC%9A-toc" style="margin-left:40px;">ADO.NET Provider：

三、分层结构

EF%BC%9A-toc" style="margin-left:40px;">应用程序层：

EF%BC%9A-toc" style="margin-left:40px;">Entity Framework层：

EF%BC%9A-toc" style="margin-left:40px;">数据库层：

EF%20%E4%B8%BB%E8%A6%81%E7%9A%84%E5%8A%9F%E8%83%BD%E5%8C%85%E6%8B%AC-toc" style="margin-left:0px;">四、EF 主要的功能包括

五、三种开发模式详解

EF%BC%88Code%20First%EF%BC%89-toc" style="margin-left:40px;">1. 代码优先（Code First）

EF%BC%88Database%20First%EF%BC%89-toc" style="margin-left:40px;">2. 数据库优先（Database First）

EF%BC%88Model%20First%EF%BC%89-toc" style="margin-left:40px;">3. 模型优先（Model First）

六、总结

Entity Framework (EF) 是一个开源的对象关系映射 (ORM) 框架，它可以使 .NET 开发者能够使用 LINQ 查询关系型数据库，并且可以在 .NET 对象和数据库间转换数据。EF 提供了一种高级的抽象，让开发者不需要直接编写 SQL 查询和处理数据转换。

EF支持三种主要的开发模式：代码优先（Code First）、数据库优先（Database First）和模型优先（Model First）。下面将结合实际案例，详细讲解这三种模式，帮助初学者轻松理解和掌握。

一、Entity Framework概述

Entity Framework通过提供一组丰富的API和工具，使得数据访问层的开发变得更加简单和高效。它支持多种数据库系统，如SQL Server、MySQL、Oracle等，并允许开发人员使用LINQ（Language Integrated Query）来查询和操作数据。

二、Entity Framework的核心组成部分

EF%BC%9A">Entity Data Model (EDM)：
- 概念层（CSDL, Conceptual Schema Definition Language）：定义了应用程序中的实体和它们之间的关系，这些实体对应于数据库中的表或视图。CSDL是EDM的“灵魂”部分，它用实体类表示数据库中的对象。
- 存储层（SSDL, Store Schema Definition Language）：描述了数据库的实际结构，包括表、列、关系、主键及索引等。SSDL将数据库中的对象信息加载到EF中，并描述数据库对象的结构信息。
- 映射层（MSL, Mapping Specification Language）：负责将概念层（CSDL）与存储层（SSDL）进行映射，确保应用程序中的实体能够正确地映射到数据库中的表或视图。
这些部分通常以XML格式定义，并存储在.edmx文件中，该文件是EF实现ORM的关键配置文件。
EF%BC%9A">Entity Client：
- Entity Client是EF提供的一套类似于ADO.NET的数据库操作类，它主要用于操作EDM。与ADO.NET直接向数据库发送SQL命令不同，Entity Client是向EDM发送Entity SQL（EF特有的SQL方言），然后由EF将其转换为数据库可理解的SQL语句。
EF%BC%9A">Object Services：
- Object Services提供了丰富的API，允许开发人员以面向对象的方式操作数据。这些API隐藏了底层数据库操作的复杂性，使得开发人员可以更加专注于业务逻辑的实现。
EF%BC%9A">ADO.NET Provider：
- ADO.NET Provider是EF与数据库之间的桥梁，它负责将Entity Client的操作命令翻译为数据库的SQL语句，并执行这些语句。Microsoft默认实现了对SQL Server的ADO.NET Provider，但也可以通过其他数据库厂商提供的插件来支持其他数据库。

三、分层结构

从逻辑上讲，EF框架的分层结构可以归纳为以下几个层次：

EF%BC%9A">应用程序层：
- 开发人员在这一层编写业务逻辑代码，通过EF提供的API来操作数据。这些API以面向对象的方式封装了数据库操作，使得开发人员可以像操作普通对象一样操作数据库中的数据。
EF%BC%9A">Entity Framework层：
- 这一层是EF框架的核心，它包含了EDM、Entity Client、Object Services等关键组成部分。EF层负责将应用程序层的请求转换为数据库可理解的SQL语句，并将执行结果返回给应用程序层。
EF%BC%9A">数据库层：
- 数据库层是实际存储数据的地方，它可以是任何支持ADO.NET的关系型数据库。ADO.NET Provider负责将EF层生成的SQL语句发送到数据库层执行，并将执行结果返回给EF层。

EF%20%E4%B8%BB%E8%A6%81%E7%9A%84%E5%8A%9F%E8%83%BD%E5%8C%85%E6%8B%AC">四、EF 主要的功能包括

通过 LINQ 查询数据
跟踪对象的状态变化并将这些变化持久化到数据库
支持事务处理
支持数据库迁移，即可以根据模型变化自动更新数据库结构。

五、三种开发模式详解

EF%BC%88Code%20First%EF%BC%89">1. 代码优先（Code First）

核心思想：先编写实体类和数据上下文（DbContext），然后根据这些代码生成数据库。

适用场景：适用于新项目，或对数据库结构有完全控制权的情况。

实际案例：

假设我们要开发一个简单的博客系统，包含作者（Author）和文章（Post）两个实体。

1）定义实体类：

public class Author  
{  public int AuthorId { get; set; }  public string Name { get; set; }  
}  public class Post  
{  public int PostId { get; set; }  public string Title { get; set; }  public string Content { get; set; }  public int AuthorId { get; set; }  public Author Author { get; set; }  
}

2）定义数据上下文：

public class BlogContext : DbContext  
{  public DbSet<Author> Authors { get; set; }  public DbSet<Post> Posts { get; set; }  protected override void OnConfiguring(DbContextOptionsBuilder optionsBuilder)  {  optionsBuilder.UseSqlServer(@"Server=(localdb)\mssqllocaldb;Database=BlogDb;Trusted_Connection=True;");  }  
}

3）使用迁移生成数据库：

在Visual Studio中，通过Package Manager Console运行以下命令：

Enable-Migrations  
Add-Migration InitialCreate  
Update-Database

这些命令会生成数据库迁移文件，并根据迁移文件创建数据库。

EF%BC%88Database%20First%EF%BC%89">2. 数据库优先（Database First）

核心思想：从现有数据库生成实体类和映射文件，然后在此基础上进行开发。

适用场景：适用于已有数据库的情况，如维护现有系统或集成第三方数据库。

实际案例：

假设我们有一个现成的数据库，包含Authors和Posts两个表。

EF%BC%88Model%20First%EF%BC%89">3. 模型优先（Model First）

核心思想：先设计数据模型，然后根据模型生成数据库。

适用场景：适用于从零开始设计数据模型的情况，或需要高度定制数据库结构的情况。

实际案例：

1）在Visual Studio中设计模型：

通过添加“ADO.NET Entity Data Model”项，选择“空模型”，并使用设计器添加实体和关系。 2）生成数据库脚本：

设计完成后，右键点击模型图，选择“生成数据库脚本”，将生成的SQL脚本在数据库中执行，以创建数据库和表。

3）使用生成的实体类进行数据操作：

与Database First类似，Model First也生成了实体类，可以直接在代码中使用。

使用Entity Framework Power Tools或dotnet ef工具生成模型：

在Visual Studio中，可以通过添加“ADO.NET Entity Data Model”项，并选择“从数据库生成模型”来生成实体类和映射文件。或者使用dotnet ef工具：
```
dotnet ef dbcontext scaffold "Server=(localdb)\mssqllocaldb;Database=ExistingDb;Trusted_Connection=True;" Microsoft.EntityFrameworkCore.SqlServer -o Models
```
这将根据数据库中的表生成相应的实体类和DbContext。
使用生成的实体类进行数据操作：

生成的实体类可以直接在代码中使用，进行CRUD操作。

六、总结

Entity Framework的三种开发模式各有优缺点和适用场景。Code First模式提供了最大的灵活性，适合新项目或对数据库结构有完全控制权的情况；Database First模式适用于已有数据库的情况，可以快速生成实体类和映射文件；Model First模式则适用于从零开始设计数据模型的情况。根据项目的具体需求选择合适的开发模式