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.NET ORM 仓储层必备的功能介绍之 FreeSql Repository 实现篇

谷出野
2023-12-01

写在开头

2018年11月的某一天，头脑发热开启了 FreeSql 开源项目之旅，时间一晃已经四年多，当初从舒服区走向一个巨大的坑，回头一看后背一凉。四年时间从无到有，经历了数不清的日夜奋战（有人问我花了多长时间投入，答案：全职x2 + 前两年无休息，以及后面两年的持续投入）。今天 FreeSql 已经很强大，感谢第一期、第二期、第N期持续提出建议的网友。

FreeSql 现如今已经是一个稳定的版本，主要体现：

  • API 已经确定，不会轻易推翻重作调整，坚持十年不变的原则，让使用者真真正正的不再关心 ORM 使用问题；
  • 单元测试覆盖面广，6336+ 个单元测试，小版本更新升级无须考虑修东墙、补西墙的问题；
  • 经历四年时间的生产考验，nuget下载量已超过900K+，平均每日750+；

感叹：有些人说 .Net 陷入 orm 怪圈，动手的没几个，指点江山的一堆，.Net orm 真的如他们所讲的简单吗？

项目介绍

FreeSql 是 .Net ORM，能支持 .NetFramework4.0+、.NetCore、Xamarin、MAUI、Blazor、以及还有说不出来的运行平台，因为代码绿色无依赖，支持新平台非常简单。目前单元测试数量：6336+，Nuget下载数量：900K+。QQ群：4336577(已满)、8578575(在线)、52508226(在线)

温馨提醒：以下内容无商吹成份，FreeSql 不打诳语

为什么要重复造轮子？

FreeSql 主要优势在于易用性上，基本是开箱即用，在不同数据库之间切换兼容性比较好。作者花了大量的时间精力在这个项目，肯请您花半小时了解下项目，谢谢。FreeSql 整体的功能特性如下：

  • 支持 CodeFirst 对比结构变化迁移；
  • 支持 DbFirst 从数据库导入实体类；
  • 支持 丰富的表达式函数，自定义解析；
  • 支持 批量添加、批量更新、BulkCopy；
  • 支持 导航属性，贪婪加载、延时加载、级联保存；
  • 支持 读写分离、分表分库，租户设计；
  • 支持 MySql/SqlServer/PostgreSQL/Oracle/Sqlite/Firebird/达梦/神通/人大金仓/翰高/MsAccess Ado.net 实现包，以及 Odbc 的专门实现包；

5500+个单元测试作为基调，支持10多数数据库，我们提供了通用Odbc理论上支持所有数据库，目前已知有群友使用 FreeSql 操作华为高斯、mycat、tidb 等数据库。安装时只需要选择对应的数据库实现包：

dotnet add packages FreeSql.Provider.MySql

FreeSql.Repository 是 FreeSql 项目的延申扩展类库，支持 .NETFramework4.0+、.NETCore2.0+、.NET5+、Xamarin 平台。

FreeSql.Repository 除了 CRUD 还有很多实用性功能，不防耐下心花10分钟看完。

01 安装

环境1：.NET Core 或 .NET 5.0+

dotnet add package FreeSql.Repository

环境2、.NET Framework

Install-Package FreeSql.DbContext

static IFreeSql fsql = new FreeSql.FreeSqlBuilder()
    .UseConnectionString(FreeSql.DataType.Sqlite, connectionString)
    .UseAutoSyncStructure(true) //自动迁移实体的结构到数据库
    .Build(); //请务必定义成 Singleton 单例模式

02 使用方法

方法1、IFreeSql 的扩展方法；

var curd = fsql.GetRepository<Topic>();

注意：Repository 对象多线程不安全，因此不应在多个线程上同时对其执行工作。

  • fsql.GetRepository 方法返回新仓储实例
  • 不支持从不同的线程同时使用同一仓储实例

以下为了方便测试代码演示，我们都使用方法1，fsql.GetRepository 创建新仓储实例

方法2、继承实现；

public class TopicRepository: BaseRepository<Topic, int> {
    public TopicRepository(IFreeSql fsql) : base(fsql, null, null) {}

    //在这里增加 CURD 以外的方法
}

方法3、依赖注入；

public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
    services.AddSingleton<IFreeSql>(Fsql);
    services.AddFreeRepository(null, this.GetType().Assembly);
}

//在控制器使用
public TopicController(IBaseRepository<Topic> repo) {
}

03 添加数据

repo.Insert 插入数据，适配了各数据库优化执行 ExecuteAffrows/ExecuteIdentity/ExecuteInserted

1、如果表有自增列，插入数据后应该要返回 id。

var repo = fsql.GetRepository<Topic>();
repo.Insert(topic);

内部会将插入后的自增值填充给 topic.Id

2、批量插入

var repo = fsql.GetRepository<Topic>();
var topics = new [] { new Topic { ... }, new Topic { ... } }；
repo.Insert(topics);

3、插入数据库时间

使用 [Column(ServerTime = DateTimeKind.Utc)] 特性，插入数据时，使用适配好的每种数据库内容，如 getutcdate()

4、插入特殊类型

使用 [Column(RereadSql = “{0}.STAsText()”, RewriteSql = “geography::STGeomFromText({0},4236)”)] 特性，插入和读取时特别处理

5、插入时忽略

使用 [Column(CanInsert = false)] 特性

04 更新数据

1、只更新变化的属性

var repo = fsql.GetRepository<Topic>();
var item = repo.Where(a => a.Id == 1).First();  //此时快照 item

item.Name = "newtitle";
repo.Update(item); //对比快照时的变化
//UPDATE `Topic` SET `Title` = 'newtitle'
//WHERE (`Id` = 1)

2、手工管理状态

var repo = fsql.GetRepository<Topic>();
var item = new Topic { Id = 1 };
repo.Attach(item); //此时快照 item

item.Title = "newtitle";
repo.Update(item); //对比快照时的变化
//UPDATE `Topic` SET `Title` = 'newtitle'
//WHERE (`Id` = 1)

3、直接使用 repo.UpdateDiy，它是 IFreeSql 提供的原生 IUpdate 对象，功能更丰富

05 级联保存数据

实践发现，N对1 不适合做级联保存。保存 Topic 的时候把 Type 信息也保存？我个人认为自下向上保存的功能太不可控了，FreeSql 目前不支持自下向上保存。因此下面我们只讲 OneToOne/OneToMany/ManyToMany 级联保存。至于 ManyToOne 级联保存使用手工处理，更加安全可控。

功能1：SaveMany 手工保存

完整保存，对比表已存在的数据，计算出添加、修改、删除执行。

递归保存导航属性不安全，不可控，并非技术问题，而是出于安全考虑，提供了手工完整保存的方式。

var repo = fsql.GetRepository<Type>();
var type = new Type
{
    name = "c#",
    Topics = new List<Topic>(new[]
    {
        new Topic { ... }
    })
};
repo.Insert(type);
repo.SaveMany(type, "Topics"); //手工完整保存 Topics
  • SaveMany 仅支持 OneToMany、ManyToMany 导航属性
  • 只保存 Topics，不向下递归追朔
  • 当 Topics 为 Empty 时，删除 type 存在的 Topics 所有表数据，确认？
  • ManyToMany 机制为，完整对比保存中间表，外部表只追加不更新

如：

  • 本表 Topic
  • 外部表 Tag
  • 中间表 TopicTag

功能2：EnableCascadeSave 仓储级联保存

DbContext/Repository EnableCascadeSave 可实现保存对象的时候，递归追朔其 OneToOne/OneToMany/ManyToMany 导航属性也一并保存，本文档说明机制防止误用。

1、OneToOne 级联保存

v3.2.606+ 支持，并且支持级联删除功能(文档请向下浏览)

2、OneToMany 追加或更新子表，不删除子表已存在的数据

var repo = fsql.GetRepository<Type>();
repo.DbContextOptions.EnableCascadeSave = true; //需要手工开启
repo.Insert(type);
  • 不删除 Topics 子表已存在的数据，确认？
  • 当 Topics 属性为 Empty 时，不做任何操作，确认？
  • 保存 Topics 的时候，还会保存 Topics[0-…] 的下级集合属性，向下18层，确认？

向下18层的意思，比如【类型】表，下面有集合属性【文章】，【文章】下面有集合属性【评论】。

保存【类型】表对象的时候，他会向下检索出集合属性【文章】，然后如果【文章】被保存的时候，再继续向下检索出集合属性【评论】。一起做 InsertOrUpdate 操作。

3、ManyToMany 完整对比保存中间表，追加外部表

完整对比保存中间表，对比【多对多】中间表已存在的数据，计算出添加、修改、删除执行。

追加外部表，只追加不更新。

  • 本表 Topic
  • 外部表 Tag
  • 中间表 TopicTag

06 删除数据

var repo = fsql.GetRepository<Topic>();
repo.Delete(new Topic { Id = 1 }); //有重载方法 repo.Delete(Topic[])

var repo2 = fsql.GetRepository<Topic, int>(); //int 是主键类型，相比 repo 对象多了 Delete(int) 方法
repo2.Delete(1);

07 级联删除数据

第一种：基于【对象】级联删除

比如使用过 Include/IncludeMany 查询的对象，可以使用此方法级联删除它们。

var repo = fsql.GetRepository<Group>();
repo.DbContextOptions.EnableCascadeSave = true; //关键设置
repo.Insert(new UserGroup
{
    GroupName = "group01",
    Users = new List<User>
    {
        new User { Username = "admin01", Password = "pwd01", UserExt = new UserExt { Remark = "用户备注01" } },
        new User { Username = "admin02", Password = "pwd02", UserExt = new UserExt { Remark = "用户备注02" } },
        new User { Username = "admin03", Password = "pwd03", UserExt = new UserExt { Remark = "用户备注03" } },
    }
}); //级联添加测试数据
//INSERT INTO "usergroup"("groupname") VALUES('group01') RETURNING "id"
//INSERT INTO "user"("username", "password", "groupid") VALUES('admin01', 'pwd01', 1), ('admin02', 'pwd02', 1), ('admin03', 'pwd03', 1) RETURNING "id" as "Id", "username" as "Username", "password" as "Password", "groupid" as "GroupId"
//INSERT INTO "userext"("userid", "remark") VALUES(3, '用户备注01'), (4, '用户备注02'), (5, '用户备注03')

var groups = repo.Select
    .IncludeMany(a => a.Users, 
        then => then.Include(b => b.UserExt))
    .ToList();
repo.Delete(groups); //级联删除，递归向下遍历 group OneToOne/OneToMany/ManyToMany 导航属性
//DELETE FROM "userext" WHERE ("userid" IN (3,4,5))
//DELETE FROM "user" WHERE ("id" IN (3,4,5))
//DELETE FROM "usergroup" WHERE ("id" = 1)

第二种：基于【数据库】级联删除，不依赖数据库外键

根据设置的导航属性，递归删除 OneToOne/OneToMany/ManyToMany 对应数据，并返回已删除的数据。此功能不依赖数据库外键

var repo = fsql.GetRepository<Group>();
var ret = repo.DeleteCascadeByDatabase(a => a.Id == 1);
//SELECT a."id", a."username", a."password", a."groupid" FROM "user" a WHERE (a."groupid" = 1)
//SELECT a."userid", a."remark" FROM "userext" a WHERE (a."userid" IN (3,4,5))
//DELETE FROM "userext" WHERE ("userid" IN (3,4,5))
//DELETE FROM "user" WHERE ("id" IN (3,4,5))
//DELETE FROM "usergroup" WHERE ("id" = 1)

//ret   Count = 7	System.Collections.Generic.List<object>
//  [0]	{UserExt}	object {UserExt}
//  [1]	{UserExt}	object {UserExt}
//  [2]	{UserExt}	object {UserExt}
//  [3]	{User}	    object {User}
//  [4]	{User}	    object {User}
//  [5]	{User}  	object {User}
//  [6]	{UserGroup}	object {UserGroup}

public class Group
{
    [Column(IsIdentity = true)]
    public int Id { get; set; }
    public string GroupName { get; set; }

    [Navigate(nameof(User.GroupId))]
    public List<User> Users { get; set; }
}
public class User
{
    [Column(IsIdentity = true)]
    public int Id { get; set; }
    public string Username { get; set; }
    public string Password { get; set; }
    public int GroupId { get; set; }

    [Navigate(nameof(Id))]
    public UserExt UserExt { get; set; }
}
public class UserExt
{
    [Column(IsPrimary = true)]
    public int UserId { get; set; }
    public string Remark { get; set; }

    [Navigate(nameof(UserId))]
    public User User { get; set; }
}

08 添加或修改数据

var repo = fsql.GetRepository<Topic>();
repo.InsertOrUpdate(item);

如果内部的状态管理存在数据，则更新。

如果内部的状态管理不存在数据，则查询数据库，判断是否存在。

存在则更新，不存在则插入

缺点：不支持批量操作

提醒：IFreeSql 也定义了 InsertOrUpdate 方法，两者实现机制不同，它利用了数据库特性：

DatabaseFeaturesDatabaseFeatures
MySqlon duplicate key update达梦merge into
PostgreSQLon conflict do update人大金仓on conflict do update
SqlServermerge into神通merge into
Oraclemerge into南大通用merge into
Sqlitereplace intoMsAccess不支持
Firebirdmerge into
fsql.InsertOrUpdate<T>()
  .SetSource(items) //需要操作的数据
  //.IfExistsDoNothing() //如果数据存在，啥事也不干（相当于只有不存在数据时才插入）
  .ExecuteAffrows();

09 批量编辑数据

var repo = fsql.GetRepository<BeginEdit01>();
var cts = new[] {
    new BeginEdit01 { Name = "分类1" },
    new BeginEdit01 { Name = "分类1_1" },
    new BeginEdit01 { Name = "分类1_2" },
    new BeginEdit01 { Name = "分类1_3" },
    new BeginEdit01 { Name = "分类2" },
    new BeginEdit01 { Name = "分类2_1" },
    new BeginEdit01 { Name = "分类2_2" }
}.ToList();
repo.Insert(cts);

repo.BeginEdit(cts); //开始对 cts 进行编辑

cts.Add(new BeginEdit01 { Name = "分类2_3" });
cts[0].Name = "123123";
cts.RemoveAt(1);

var affrows = repo.EndEdit(); //完成编辑
Assert.Equal(3, affrows);
class BeginEdit01
{
    public Guid Id { get; set; }
    public string Name { get; set; }
}

上面的代码 EndEdit 方法执行的时候产生 3 条 SQL 如下：

INSERT INTO "BeginEdit01"("Id", "Name") VALUES('5f26bf07-6ac3-cbe8-00da-7dd74818c3a6', '分类2_3')

UPDATE "BeginEdit01" SET "Name" = '123123' 
WHERE ("Id" = '5f26bf00-6ac3-cbe8-00da-7dd01be76e26')

DELETE FROM "BeginEdit01" WHERE ("Id" = '5f26bf00-6ac3-cbe8-00da-7dd11bcf54dc')

场景：winform 加载表数据后，一顿添加、修改、删除操作之后，点击【保存】

提醒：该操作只对变量 cts 有效，不是针对全表对比更新。

10 弱类型 CRUD

var repo = fsql.GetRepository<object>();
repo.AsType(typeof(Topic));

var item = (object)new Topic { Title = "object title" };
repo.Insert(item);

11 无参数化命令

支持参数化、无参数化命令执行，有一些特定的数据库，使用无参数化命令执行效率更高哦，并且调试起来更直观。

var repo = fsql.GetRepository<object>();
repo.DbContextOptions.NoneParameter = true;

12 工作单元（事务）

UnitOfWork 可将多个仓储放在一个单元管理执行，最终通用 Commit 执行所有操作，内部采用了数据库事务。

方法1：随时创建使用

using (var uow = fsql.CreateUnitOfWork())
{
  var typeRepo = fsql.GetRepository<Type>();
  var topicRepo = fsql.GetRepository<Topic>();
  typeRepo.UnitOfWork = uow;
  topicRepo.UnitOfWork = uow;

  typeRepo.Insert(new Type());
  topicRepo.Insert(new Topic());

  uow.Orm.Insert(new Topic()).ExecuteAffrows();
  //uow.Orm 和 fsql 都是 IFreeSql
  //uow.Orm CRUD 与 uow 是一个事务
  //fsql CRUD 与 uow 不在一个事务

  uow.Commit();
}

方法2：使用 AOP + UnitOfWorkManager 实现多种事务传播

本段内容引导，如何在 asp.net core 项目中使用特性(注解) 的方式管理事务。

UnitOfWorkManager 支持六种传播方式(propagation)，意味着跨方法的事务非常方便，并且支持同步异步：

  • Requierd：如果当前没有事务，就新建一个事务，如果已存在一个事务中，加入到这个事务中，默认的选择。
  • Supports：支持当前事务，如果没有当前事务，就以非事务方法执行。
  • Mandatory：使用当前事务，如果没有当前事务，就抛出异常。
  • NotSupported：以非事务方式执行操作，如果当前存在事务，就把当前事务挂起。
  • Never：以非事务方式执行操作，如果当前事务存在则抛出异常。
  • Nested：以嵌套事务方式执行。

第一步：配置 Startup.cs 注入

public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
    services.AddSingleton<IFreeSql>(fsql);
    services.AddScoped<UnitOfWorkManager>();
    services.AddFreeRepository(null, typeof(Startup).Assembly);
}
UnitOfWorkManager 成员说明
IUnitOfWork Current返回当前的工作单元
void Binding(repository)将仓储的事务交给它管理
IUnitOfWork Begin(propagation, isolationLevel)创建工作单元

第二步：定义事务特性

[AttributeUsage(AttributeTargets.Method)]
public class TransactionalAttribute : Attribute
{
    /// <summary>
    /// 事务传播方式
    /// </summary>
    public Propagation Propagation { get; set; } = Propagation.Requierd;
    /// <summary>
    /// 事务隔离级别
    /// </summary>
    public IsolationLevel? IsolationLevel { get; set; }
}

第三步：引入动态代理库

在 Before 从容器中获取 UnitOfWorkManager，调用它的 var uow = Begin(attr.Propagation, attr.IsolationLevel) 方法

在 After 调用 Before 中的 uow.Commit 或者 Rollback 方法，最后调用 uow.Dispose

提醒：动态代理，一定注意处理好异步 await，否则会出现事务异常的问题

第四步：在 Controller 或者 Service 中使用事务特性

public class TopicService
{
    IBaseRepository<Topic> _repoTopic;
    IBaseRepository<Detail> _repoDetail;

    public TopicService(IBaseRepository<Topic> repoTopic, IBaseRepository<Detail> repoDetail)
    {
        _repoTopic = repoTopic;
        _repoDetail = repoDetail;
    }

    [Transactional]
    public virtual void Test1()
    {
        //这里 _repoTopic、_repoDetail 所有 CRUD 操作都是一个工作单元
        this.Test2();
    }

    [Transactional(Propagation = Propagation.Nested)]
    public virtual void Test2() //嵌套事务，新的（不使用 Test1 的事务）
    {
        //这里 _repoTopic、_repoDetail 所有 CRUD 操作都是一个工作单元
    }
}

是不是进方法就开事务呢？

不一定是真实事务，有可能是虚的，就是一个假的 unitofwork（不带事务）

也有可能是延用上一次的事务

也有可能是新开事务，具体要看传播模式

示例项目：https://github.com/dotnetcore/FreeSql/tree/master/Examples/aspnetcore_transaction

Autofac 动态代理参考项目：

13 手工分表

FreeSql 原生用法、FreeSql.Repository 仓储用法 都提供了 AsTable 方法对分表进行 CRUD 操作，例如：

var repo = fsql.GetRepository<Log>();
repo.AsTable(oldname => $"{oldname}_201903"); //对 Log_201903 表 CRUD

repo.Insert(new Log { ... });

跨库，但是在同一个数据库服务器下，也可以使用 AsTable(oldname => $“db2.dbo.{oldname}”)

//跨表查询
var sql = fsql.Select<User>()
    .AsTable((type, oldname) => "table_1")
    .AsTable((type, oldname) => "table_2")
    .ToSql(a => a.Id);

//select * from (SELECT a."Id" as1 FROM "table_1" a) ftb 
//UNION ALL
//select * from (SELECT a."Id" as1 FROM "table_2" a) ftb

分表总结：

  • 分表、相同服务器跨库 可以使用 AsTable 进行 CRUD；
  • AsTable CodeFirst 会自动创建不存在的分表；
  • 不可在分表分库的实体类型中使用《延时加载》；

v3.2.500 按时间自动分表方案：https://github.com/dotnetcore/FreeSql/discussions/1066

写在最后

FreeSql 他是免费自由的 ORM，也可以说是宝藏 ORM。更多文档请前往 github wiki 查看。

FreeSql 已经步入第四个年头，期待少年的你十年后还能归来在此贴回复，兑现当初吹过十年不变的承诺。

多的不说了，希望民间的开源力量越来越强大。

希望作者的努力能打动到你，请求正在使用的、善良的您能动一动小手指，把文章转发一下，让更多人知道 .NET 有这样一个好用的 ORM 存在。谢谢！！

FreeSql 使用最宽松的开源协议 MIT https://github.com/dotnetcore/FreeSql ，完全可以商用，文档齐全，甚至拿去卖钱也可以。QQ群：4336577(已满)、8578575(在线)、52508226(在线)

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