EF查询之性能优化技巧

上一篇：EF使用CodeFirst方式生成数据库&技巧经验

前言

EF相信大部分同学都已经经常使用了，可是你的查询高效吗？

今天我就以个人使用经验来讲讲在使用EF做查询的时候大家都容易忽略的性能提升点。

本文将继续接着上一篇(EF使用CodeFirst方式生成数据库&技巧经验)来写

数据准备

 public ActionResult Index()
        {
            using (var db = new Core.EF.MyDbContext())
            {

                //添加测试数据
                for (int i = ; i < ; i++)
                {
                    Public_Area area1 = new Public_Area()
                    {
                        ID = Guid.NewGuid(),
                        Name = "上海"+i,
                        ParentID = Guid.NewGuid()

                    };
                    db.Public_Area.Add(area1);
                    Public_Area area2 = new Public_Area()
                    {
                        ID = Guid.NewGuid(),
                        Name = "市区" + i,
                        ParentID = area1.ID

                    };
                    db.Public_Area.Add(area2);
                    Public_Area area3 = new Public_Area()
                    {
                        ID = Guid.NewGuid(),
                        Name = "嘉定区" + i,
                        ParentID = area2.ID

                    };
                    db.Public_Area.Add(area3);

                    T_Classes classes = new T_Classes()
                    {
                        Name = "高中二班" + i,
                        Money =
                    };
                    db.T_Classes.Add(classes);
                    T_Student student = new T_Student()
                    {
                        ClassesID = classes.ID,
                        Name = "李四" + i,
                        Phone = "",
                        Sex = true,
                        ProvinceID = area1.ID,
                        CityID = area2.ID,
                        CountyID = area3.ID,
                    };
                    db.T_Student.Add(student);
                    db.SaveChanges();

                }

            }
            return View();
        }

查询监视

EF生成的sql语句是什么样子的呢？我们有多种方式查看到。

1. 通过SQL Server Profiler来监控执行的sql语句
2. 使用插件MiniProfiler来监控执行的sql语句

MiniProfiler的具体使用请点击查看

测试代码：

 var profiler = MiniProfiler.Current;
            using (profiler.Step("查询第一条班级的数据数据"))
            {
                using (var db = new Core.EF.MyDbContext())
                {
                    var classes= db.T_Classes.Where(c => true).FirstOrDefault();

                }
            }

测试结果如下：

延迟加载的开关

默认情况下延迟加载是开启的，我们可以通过如下两种方式设置是否开启延迟加载。

1. 第一种在dbcontex中设置：

 public MyDbContext(System.Data.Common.DbConnection oConnection)
            : base(oConnection, true)
        {
            this.Configuration.LazyLoadingEnabled = true;
        }

　　2.第二种在使用DbContext的时候设置：

 using (var db = new Core.EF.MyDbContext())
                {
                    db.Configuration.LazyLoadingEnabled = false;
                    var classes= db.T_Student.Where(c => true).FirstOrDefault();
                    int a = ;
                }

延迟加载开启和关闭的结果测试

1.当关闭延迟加载的时候我们查不到对应表的关联表中的数据，如上，我们在查询学生表的数据时关闭了延迟加载，查询结果如下：

当我们不需要使用子表的数据时，我们可以选择关闭延迟加载

 using (var db = new Core.EF.MyDbContext())
                {
                    db.Configuration.LazyLoadingEnabled = false;
                    var classes= db.T_Student.Where(c => true).FirstOrDefault();
                    int a = ;
                }

2.打开延迟加载，查询结果如下：

当我们需要使用子表数据时需要打开延迟加载

using (var db = new Core.EF.MyDbContext())
                {
                    var classes= db.T_Student.Where(c => true).FirstOrDefault();
                    int a = ;
                }

延迟加载时使用Include提高性能

使用Include的两大前提

1. 开启延迟加载
2. 在使用Include的类上using System.Data.Entity;

不使用Include的情况

代码：

 var profiler = MiniProfiler.Current;
            using (profiler.Step("查询第一条班级的数据数据"))
            {
                using (var db = new Core.EF.MyDbContext())
                {
                    var students = db.T_Student.Where(c => true).Take().ToList();
                    foreach (var item in students)
                    {
                        var c = item.T_Classes;
                    }
                    int a = ;
                }
            }

结果：

结论：我们发现一共查询了六次数据库。

使用Include的情况

代码：

   var profiler = MiniProfiler.Current;
            using (profiler.Step("查询第一条班级的数据数据"))
            {
                using (var db = new Core.EF.MyDbContext())
                {
                    var students = db.T_Student.Where(c => true).Take().Include(c=>c.T_Classes).ToList();
                    foreach (var item in students)
                    {
                        var c = item.T_Classes;
                    }
                    int a = ;
                }
            }

结果：

结论：只查询了一次，将班级和学生表进行了连表查询

AsNoTracking提高查询性能

AsNoTracking的作用就是在查询的时候不做追踪，这样会查询的更快，但是这样做会有一个缺陷(不能对查询的数据做修改操作)。

测试代码如下：

 var profiler = MiniProfiler.Current;
            using (profiler.Step("查询数据"))
            {
                using (var db = new Core.EF.MyDbContext())
                {
                    var student1 = db.T_Student.Where(c => c.Name== "李四50").Take().ToList();
                    var student2 = db.T_Student.Where(c => c.Name == "李四50").Take().AsNoTracking().ToList();

                }
            }

测试结果如下：

多字段排序

先按name升序，再按age升序。

错误的写法：age的排序会把name的排序冲掉

var student2 = db.T_Student.Where(c => c.Name == "李四50").OrderBy(c=>c.Name).OrderBy(c=>c.Age).AsNoTracking().ToList();

正确的写法：

var student2 = db.T_Student.Where(c => c.Name == "李四50").OrderBy(c=>c.Name).ThenBy(c=>c.Age).AsNoTracking().ToList();

EF中使用sql

在实际开发中，对于比较复杂的查询，或者存储过程的使用就不得不使用原生的sql语句来操作数据库。其实EF已经给我们预留好了sql语句查询的接口，代码如下：

 db.Database.SqlQuery<T>("sql","parameters")

这种写法还支持将sql语句查询的结果集(DataSet或者DataTable)直接转换成对应的强类型集合(List<T>)。

特别需要注意的地方：

如果使用db.Database.SqlQuery<T>("sql语句")进行分页查询的话，要注意避免内存分页。
错误的写法：内存分页

db.Database.SqlQuery<T>("select * from table").OrderByDescending(c => c.CreateTime).Skip(pageSize * (pageIndex - )).Take(pageSize).ToList();

这种写法会导致在内存中分页。

正确的写法：

string sql="select * from table";
string orderBy="CreateTime desc";
int pageSize=;
int pageIndex=;
StringBuilder sb = new StringBuilder();
sb.Append(string.Format(@"select * from
(
select *, row_number() over (order by {0} ) as row from
(
", orderBy));
sb.Append(sql);
sb.Append(@"
)as t
)
as s
where s.row between " + (pageIndex * pageSize - pageSize + ) + " and " + (pageIndex * pageSize));
var list = db.Database.SqlQuery<T>(sb.ToString()).ToList();

存在性之Any

在实际开发中，我们经常会遇到这样的需求：判断某个表是否包含字段=xx的记录。下面我们就看看这种需求用EF一共有多少种写法，以及每种写法的性能怎么样。

代码如下：

 var profiler = MiniProfiler.Current;
            using (profiler.Step("查询数据"))
            {
                using (var db = new Core.EF.MyDbContext())
                {
                    //测试班级表中是否包含‘高中二班4’
                    bool a = db.T_Classes.Where(c => c.Name == "高中二班4").Count() > ;
                    bool b = db.T_Classes.Count(c => c.Name == "高中二班4") > ;
                    bool e = db.T_Classes.Where(c => c.Name == "高中二班4").FirstOrDefault() != null;
                    bool d = db.T_Classes.Any(c => c.Name == "高中二班4");
                }
            }

到目前为止我一共整理了如上四种写发。

生成的查询语句及耗时如下。

第一次刷新页面结果如下：

第二次刷新页面结果如下：

结论：我们可以看到第一种写法和第二种写法生成的sql语句是一样的，第三种写法和第四种写法的耗时明显比第一种写法少。

多表查询

 等值连接的写法

代码如下：

using (var db = new Core.EF.MyDbContext())
                {
                    //等值连接Lambda写法
                    var result1 = db.T_Classes.Where(t=>t.Money==).Join(db.T_Student, c => c.ID, s => s.ClassesID, (c, s) => new {
                       CName=c.Name,
                       SName=s.Name
                   }).ToList();
                    //等值连接Linq写法
                    var result2 = (from c in db.T_Classes
                                join s in db.T_Student
                                on c.ID equals s.ClassesID
                                where c.Money==
                                select new
                                {
                                    CName = c.Name,
                                    SName = s.Name
                                }).ToList();
                }

生成的sql语句如下：我们可以看出两种写法生成的sql语句是一样的

左(右)连接的写法

代码如下：

   //左外连接的写法
                    var result3 = (from c in db.T_Classes.Where(a=>a.Money==)
                                 join s in db.T_Student on c.ID equals s.ClassesID into temp //临时表
                                 from t in temp.DefaultIfEmpty()
                                 select new
                                 {
                                     CName = c.Name,
                                     SName = t.Name
                                 }).ToList();

生成的sql语句如下：

分页查询封装

工欲善其事必先利其器，简单的查询语句我们可以直接通过db.xx.where().ToList()的方式来实现。

如果是复杂的查询呢，比如分页查询，这时候我们不但要返回分页数据，还要返回总页数总记录数，这个时候对查询进行封装就显得很重要了。

分页类代码：

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

namespace EFDemo.Core.EF
{
    public static class Repository
    {
        public static EntityList<TEntity> GetPagedEntitys<TEntity, Sort>(DbContext db, int pageIndex, int pageSize, Expression<Func<TEntity, bool>> whereLambds, bool isAsc, Expression<Func<TEntity, Sort>> orderByLambds) where TEntity : class, new()
        {
            var temp = db.Set<TEntity>().Where<TEntity>(whereLambds);
            var rows = temp.Count();
            var totalPage = rows % pageSize ==  ? rows / pageSize : rows / pageSize + ;
            temp = isAsc ? temp.OrderBy<TEntity, Sort>(orderByLambds) : temp.OrderByDescending<TEntity, Sort>(orderByLambds);
            temp = temp.Skip<TEntity>(pageSize * (pageIndex - )).Take<TEntity>(pageSize);

            var list = temp.ToList<TEntity>();
            var dataList = Activator.CreateInstance(typeof(EntityList<TEntity>)) as EntityList<TEntity>;
            dataList.List = list;
            dataList.TotalRows = rows;
            dataList.TotalPages = totalPage;
            return dataList;
        }

        public static EntityList<TEntity> GetPagedEntitys<TEntity, Sort1, Sort2>(DbContext db, int pageIndex, int pageSize, Expression<Func<TEntity, bool>> whereLambds, bool isAsc1, Expression<Func<TEntity, Sort1>> orderByLambd1, bool isAsc2, Expression<Func<TEntity, Sort2>> orderByLambd2) where TEntity : class, new()
        {
            var temp = db.Set<TEntity>().Where<TEntity>(whereLambds);
            var rows = temp.Count();
            var totalPage = rows % pageSize ==  ? rows / pageSize : rows / pageSize + ;

            IOrderedQueryable<TEntity> temp1 = isAsc1 ? temp.OrderBy<TEntity, Sort1>(orderByLambd1) : temp.OrderByDescending<TEntity, Sort1>(orderByLambd1);
            temp1 = isAsc2 ? temp1.ThenBy<TEntity, Sort2>(orderByLambd2) : temp1.ThenByDescending<TEntity, Sort2>(orderByLambd2);

            var temp2 = temp1.AsQueryable<TEntity>().Skip<TEntity>(pageSize * (pageIndex - )).Take<TEntity>(pageSize);

            var list = temp2.ToList<TEntity>();
            var dataList = Activator.CreateInstance(typeof(EntityList<TEntity>)) as EntityList<TEntity>;
            dataList.List = list;
            dataList.TotalRows = rows;
            dataList.TotalPages = totalPage;
            return dataList;
        }

        //拼接sqlWhere返回单表分页Entity数据,paramss格式为 p={0}
        public static EntityList<TEntity> GetPagedEntitysBySqlWhere<TEntity>(DbContext db,  int pageIndex, int pageSize, string where, string orderKey, params object[] paramss) where TEntity : class, new()
        {

            string sqls = "";
            string tableName = typeof(TEntity).Name;//获取表名
            string sql = string.Format("select *, row_number() over (order by {0} ) as row_number from {1}", string.IsNullOrEmpty(orderKey) ? "Id" : orderKey, tableName);
            string where1 = !string.IsNullOrEmpty(where) ? " where 1=1 " + where : "";
            int tag = (pageIndex - ) * pageSize;
            sqls = string.Format(@"select top ({0}) * from
                         (
                           {1}
                           {2}
                          )  as t
                         where t.row_number > {3}", pageSize, sql, where1, tag);

            //获取数据
            var list = db.Database.SqlQuery<TEntity>(sqls, paramss).ToList<TEntity>();

            //通过自定义的class R 取得总页码数和记录数
            string sqlCount = string.Format("select count(1) as Rows from {0} {1}", tableName, where1);
            var rows = (int)db.Database.SqlQuery<int>(sqlCount, paramss).ToList()[];
            var totalPage = rows % pageSize ==  ? rows / pageSize : rows / pageSize + ;

            var dataList = Activator.CreateInstance(typeof(EntityList<TEntity>)) as EntityList<TEntity>;
            dataList.List = list;
            dataList.TotalRows = rows;
            dataList.TotalPages = totalPage;
            return dataList;
        }
        //ADO.net方式返回连表查询Table数据
        public static TableList GetPagedTable(DbContext db, int pageIndex, int pageSize, string sql, string orderKey, params SqlParameter[] paramss)
        {

            StringBuilder sb = new StringBuilder();
            sb.Append(string.Format(@"select * from
                        (
                        select *, row_number() over (order by {0} ) as row from
                        (
                        ", orderKey));
            sb.Append(sql);
            sb.Append(@"
                        )as t
                        )
                        as s
                        where s.row  between " + (pageIndex * pageSize - pageSize + ) + " and " + (pageIndex * pageSize));

            sb.Append(";select count(1)from(" + sql + ") as t;");
            var con = db.Database.Connection as SqlConnection;
            using (SqlCommand cmd = new SqlCommand())
            {
                cmd.Connection = con;
                cmd.CommandText = sb.ToString();
                cmd.Parameters.AddRange(paramss);
                DbDataAdapter adapter = new SqlDataAdapter(cmd);
                DataSet ds = new DataSet();
                adapter.Fill(ds);
                var rows = Convert.ToInt32(ds.Tables[].Rows[][]);
                var totalPage = rows % pageSize ==  ? rows / pageSize : rows / pageSize + ;
                cmd.Parameters.Clear();
                var tableList = Activator.CreateInstance(typeof(TableList)) as TableList;
                tableList.DataTable = ds.Tables[];
                tableList.TotalRows = rows;
                tableList.TotalPages = totalPage;
                return tableList;
            }
        }

    }
}

返回类代码：

public class EntityList<TEntity> where TEntity : class, new()
    {
        public int TotalRows { get; set; }
        public int TotalPages { get; set; }
        public List<TEntity> List { get; set; }
    }

public class TableList
    {

        public int TotalRows { get; set; }
        public int TotalPages { get; set; }
        public DataTable DataTable { get; set; }
    }

测试使用代码：

 //单条件排序
                    var r1= Repository.GetPagedEntitys<T_Classes, int>(db, , , c => c.Deleted == false, false, c => c.ID);
                    //多条件排序
                    var r2 = Repository.GetPagedEntitys<T_Classes, int,bool>(db, , , c => c.Deleted == false, false, c => c.ID, true, c =>c.Deleted);
                    //sql查询转强类型
                    var r3 = Repository.GetPagedEntitysBySqlWhere<T_Classes>(db, , , "and Deleted=0", "ID DESC");
                    //纯sql操作
                    var r4 = Repository.GetPagedTable(db, , , "select * from T_Classes where Deleted=0", "ID DESC");

项目位置：

Expressions扩展(强烈推荐)

在我们做项目的时候，带查询和分页的数据列表展示页是经常用的一个页面。

如下发货单界面所示：我们需要根据很多条件筛选把查询结果显示出来

经过分页的封装我们已经可以很方便的搞定数据列表的分页查询了。

现在我们又遇到了另一个问题，那就是条件的拼接(当满足某个固定条件时才把对应的条件拼接出来)

原始的写法如下：

无法和封装的分页类进行集成，返回的数据只有列表集合，没有总页数和总记录数。

对Linq.Expressions进行扩展

扩展代码如下：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Linq.Expressions;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace System.Linq.Expressions//注意命名空间
{
    public static partial class ExtLinq
    {

        public static Expression<Func<T, bool>> True<T>() { return param => true; }
        public static Expression<Func<T, bool>> False<T>() { return param => false; }
        public static Expression<Func<T, bool>> And<T>(this Expression<Func<T, bool>> first, Expression<Func<T, bool>> second)
        {
            return first.Compose(second, Expression.AndAlso);
        }
        public static Expression<Func<T, bool>> Or<T>(this Expression<Func<T, bool>> first, Expression<Func<T, bool>> second)
        {
            return first.Compose(second, Expression.OrElse);
        }
        private static Expression<T> Compose<T>(this Expression<T> first, Expression<T> second, Func<Expression, Expression, Expression> merge)
        {
            var map = first.Parameters
                .Select((f, i) => new { f, s = second.Parameters[i] })
                .ToDictionary(p => p.s, p => p.f);
            var secondBody = ParameterRebinder.ReplaceParameters(map, second.Body);
            return Expression.Lambda<T>(merge(first.Body, secondBody), first.Parameters);
        }
        private class ParameterRebinder : ExpressionVisitor
        {
            readonly Dictionary<ParameterExpression, ParameterExpression> map;
            /// <summary>
            /// Initializes a new instance of the <see cref="ParameterRebinder"/> class.
            /// </summary>
            /// <param name="map">The map.</param>
            ParameterRebinder(Dictionary<ParameterExpression, ParameterExpression> map)
            {
                this.map = map ?? new Dictionary<ParameterExpression, ParameterExpression>();
            }
            /// <summary>
            /// Replaces the parameters.
            /// </summary>
            /// <param name="map">The map.</param>
            /// <param name="exp">The exp.</param>
            /// <returns>Expression</returns>
            public static Expression ReplaceParameters(Dictionary<ParameterExpression, ParameterExpression> map, Expression exp)
            {
                return new ParameterRebinder(map).Visit(exp);
            }
            protected override Expression VisitParameter(ParameterExpression p)
            {
                ParameterExpression replacement;

                if (map.TryGetValue(p, out replacement))
                {
                    p = replacement;
                }
                return base.VisitParameter(p);
            }
        }
    }
}

多条件查询+分页的极速简单写法(强烈推荐写法)：

结合分页的封装，很简单的就可以实现多条件查询+分页

EF预热

使用过EF的都知道针对所有表的第一次查询都很慢，而同一个查询查询过一次后就会变得很快了。

假设场景：当我们的查询编译发布部署到服务器上时，第一个访问网站的的人会感觉到页面加载的十分缓慢，这就带来了很不好的用户体验。

解决方案：在网站初始化时将数据表遍历一遍

在Global文件的Application_Start方法中添加如下代码：

 using (var dbcontext = new MyDbContext())
            {
                var objectContext = ((IObjectContextAdapter)dbcontext).ObjectContext;
                var mappingCollection = (StorageMappingItemCollection)objectContext.MetadataWorkspace.GetItemCollection(DataSpace.CSSpace);
                mappingCollection.GenerateViews(new List<EdmSchemaError>());
            }

Demo完整代码下载

EFDemo.Core.7z