Знакомство с платформой Entity Framework

  • Статья

Платформа Entity Framework представляет собой набор технологий ADO.NET, обеспечивающих разработку приложений, связанных с обработкой данных. Архитекторам и разработчикам приложений, ориентированных на обработку данных, приходится учитывать необходимость достижения двух совершенно различных целей. Они должны моделировать сущности, связи и логику решаемых бизнес-задач, а также работать с ядрами СУБД, используемыми для сохранения и получения данных. Данные могут распределяться по нескольким системам хранения данных, в каждой из которых применяются свои протоколы, но даже в приложениях, работающих с одной системой хранения данных, необходимо поддерживать баланс между требованиями системы хранения данных и требованиями написания эффективного и удобного для обслуживания кода приложения.

В Entity Framework разработчики получают возможность работать с данными, представленными в форме относящихся к конкретным доменам объектов и свойств, таких как клиенты и их адреса, не будучи вынужденными обращаться к базовым таблицам и столбцам базы данных, где хранятся эти данные. Такая возможность появляется благодаря переходу на более высокий уровень абстракции, на котором разработчики могут работать с данными, применяя меньший объем кода для создания и сопровождения приложений, ориентированных на работу с данными. Платформа Entity Framework является компонентом .NET Framework, поэтому приложения Entity Framework можно запускать на любом компьютере, на котором установлен .NET Framework 3.5 с пакетом обновления 1 (SP1).

Применение концептуальных моделей на практике

Давно известный и широко применяемый принцип проектирования в моделировании данных состоит в разделении модели данных на следующие три части: концептуальная модель, логическая модель и физическая модель. Концептуальная модель определяет сущности и связи в моделируемой системе. Логическая модель для реляционной базы данных обеспечивает нормализацию сущностей и связей в целях создания таблиц с ограничениями внешнего ключа. В физической модели учитываются возможности конкретной системы обработки данных путем определения зависящих от ядра базы данных подробных сведений о хранении данных, которые касаются секционирования и индексирование.

Физическая модель совершенствуется администраторами базы данных в целях повышения производительности, но программисты, которые разрабатывают код приложения, в основном вынуждены ограничиваться работой с логической моделью, подготавливая SQL-запросы и вызывая хранимые процедуры. Концептуальные модели в основном используются как инструмент для представления и обмена мнениями по поводу требований к приложению, поэтому чаще всего служат в качестве почти неизменных схем, которые рассматриваются и обсуждаются на ранних стадиях проекта, после чего перестают быть предметом внимания. Во многих коллективах разработчиков принято пропускать этап создания концептуальной модели и начинать с определения таблиц, столбцов и ключей в реляционной базе данных.

Платформа Entity Framework придает значимость концептуальным моделям, позволяя разработчикам выполнять запросы к сущностям и связям в концептуальной модели; при этом для перевода этих операций в команды, зависящие от источника данных, применяется сама платформа Entity Framework. Это позволяет отказаться от применения в приложениях жестко заданных зависимостей от конкретного источника данных. Концептуальная модель, модель хранения и их сопоставление выражаются во внешней спецификации, известной также как модель Entity Data Model (EDM). Модель хранения и сопоставление могут изменяться по мере необходимости, не требуя изменений в концептуальной модели, классах данных и коде приложения. Модели хранения зависят от поставщика, поэтому можно работать с согласованной концептуальной моделью через различные источники данных.

Модель EDM определяется следующими тремя файлами модели и сопоставления, которые имеют соответствующие расширения имен файлов.

  • Файл на языке CSDL (с расширением CSDL) определяет концептуальную модель.

  • Файл на языке SSDL (с расширением SSDL). Определяет модель хранения данных, которая называется также логической моделью.

  • Файл на языке MSL (с расширением MSL) определяет сопоставление модели хранения и концептуальной модели.

В Entity Framework эти файлы модели и сопоставления на основе XML используются для преобразования операций создания, чтения, обновления и удаления, выполняемых над сущностями и связями концептуальной модели, в эквивалентные операции в источнике данных. Модель EDM поддерживает даже сопоставление сущностей в концептуальной модели с хранимыми процедурами в источнике данных. Дополнительные сведения см. в разделе Моделирование данных на платформе Entity Framework.

Сопоставление объектов и данных

При использовании объектно-ориентированного программирования для взаимодействия с системами хранения данных возникают сложности. Безусловно, организация классов часто напоминает организацию таблиц реляционной базы данных, но такое соответствие не идеально. Несколько нормализованных таблиц часто соответствуют единственному классу, а связи между классами представлены иначе, чем связи между таблицами. Например, для представления клиенту заказа на продажу в классе Order используется свойство, содержащее ссылку на экземпляр класса Customer, но строка таблицы Order базы данных содержит столбец внешнего ключа (или набор столбцов) со значением, которое соответствует первичному ключу в таблице Customer. Класс Customer может включать свойство с именем Orders, содержащее коллекцию экземпляров класса Order, но таблица Customer базы данных не содержит сравнимого столбца.

В существующих решениях была предпринята попытка устранить этот разрыв, часто называемый «несоответствием типов данных» (impedance mismatch), путем сопоставления с реляционными таблицами и столбцами только объектно-ориентированных классов и свойств. Вместо данного традиционного подхода в Entity Framework реляционные таблицы, столбцы и ограничения внешнего ключа логических моделей преобразуются в сущности и связи концептуальных моделей. Это позволяет достичь большей гибкости при определении объектов и оптимизации логической модели. С помощью инструментов Entity Data Model формируются расширяемые классы данных, основанные на концептуальной модели. Эти классы являются разделяемыми классами, которые могут быть расширены с помощью дополнительных членов, добавленных разработчиком. Классы, сформированные для определенной концептуальной модели, являются производными от базовых классов, предоставляющих службы объектов для материализации сущностей в виде объектов, а также для отслеживания и сохранения изменений. Разработчики могут использовать эти три класса для работы с сущностями и связями как с объектами, связанными свойствами навигации. Дополнительные сведения о службах объектов см. в разделе Общие сведения о службах объектов (платформа Entity Framework).

Доступ к данным сущностей и их изменение

Платформа Entity Framework — это не просто еще одно средство объектно-реляционного сопоставления. Ее цель — предоставить приложениям возможность чтения и изменения данных, представленных в виде сущностей и связей в концептуальной модели. В службах объектов используется модель EDM для преобразования запросов объектов к типам сущностей, представленным в концептуальной модели, в запросы, зависящие от источника данных. Результаты запросов преобразуются в объекты, которыми управляют службы объектов. Платформа Entity Framework предоставляет следующие способы выполнения запросов к модели EDM и возврата объектов.

  • LINQ to Entities. Осуществляет поддержку LINQ для выполнения запросов к типам сущностей, которые определены в концептуальной модели. Дополнительные сведения см. в разделе Общие сведения о технологии LINQ to Entities.

  • Entity SQL — это не зависящий от типа хранилища диалект SQL, который работает непосредственно с сущностями концептуальной модели и поддерживает такие функции модели EDM, как наследование и связи. Язык Entity SQL используется как с объектными запросами, так и с запросами, исполняемыми при помощи поставщика EntityClient. Дополнительные сведения см. в разделе Общие сведения о языке Entity SQL.

  • Методы построителя запросов. Позволяют создавать запросы Entity SQL, используя методы запросов в стиле LINQ. Дополнительные сведения см. в разделе Методы построителя запросов (платформа Entity Framework).

Платформа Entity Framework включает в себя поставщик данных EntityClient. Поставщик управляет соединениями, переводит запросы сущностей в запросы, зависящие от источника данных, и возвращает модуль чтения данных, который используется службами объектов для материализации данных сущности в виде объектов. Если материализация объектов не требуется, поставщик EntityClient может также использоваться как стандартный поставщик данных ADO.NET, который позволяет приложениям выполнять запросы Entity SQL и получать предназначенные только для чтения данные, возвращаемые модулем чтения данных. Дополнительные сведения см. в разделе Поставщик EntityClient для платформы Entity Framework.

На следующей схеме показана архитектура, применяемая на платформе Entity Framework для доступа к данным.

Диаграмма архитектуры Entity Framework

В Entity Framework создается класс, производный от ObjectContext, который представляет контейнер сущностей, определенный в концептуальной модели. Контекст объекта предоставляет средства для отслеживания изменений и управления идентификаторами, параллелизмом и связями. Этот класс представляет также доступ к методу SaveChanges, который записывает результаты вставки, обновления и удаления данных в источник данных. Подобно запросам, эти изменения производятся либо командами, автоматически сформированными системой, либо хранимыми процедурами, указанными разработчиком. Дополнительные сведения см. в разделе Добавление, изменение и удаление объектов (платформа Entity Framework).

Средства работы с моделью EDM

Наряду со средой выполнения Entity Framework, .NET Framework 3.5 с пакетом обновления 1 включает генератор моделей EDM (EdmGen.exe). Программа командной строки соединяется с источником данных и формирует модель EDM на основе сопоставления типа «один к одному» между сущностями и таблицами. В этой программе используется также файл концептуальной модели (с расширением CSDL) для формирования файла уровня объектов, содержащего классы, которые представляют типы сущностей и контекст ObjectContext. Дополнительные сведения см. в разделе Генератор модели EDM (EdmGen.exe).

Visual Studio 2008 включает в себя обширный набор поддерживаемых инструментов для создания и обслуживания модели EDM в приложении Visual Studio. Конструктор Entity Data Model поддерживает создание усовершенствованных сценариев сопоставления (таких как наследование типа «одна таблица на тип» и «одна таблица на иерархию»), а также разделение сущностей, которые сопоставлены с несколькими таблицами. Дополнительные сведения см. в разделе Общие сведения о конструкторе моделей EDM ADO.NET.

Получение дополнительных сведений

В следующих разделах приводятся подробные сведения о службах Entity Framework.

  • Сценарии приложений [платформа Entity Framework]
    Содержит основанные на задачах ссылки на разделы, соответствующие конкретным сценариям приложений, таким как написание запросов, привязка объектов к элементам управления данными или реализация бизнес-логики.
  • Ресурсы платформы Entity Framework
    Содержит ссылки на концептуальные разделы, а также ссылки на другие разделы и ресурсы по созданию приложений Entity Framework.

См. также

Другие ресурсы

ADO.NET Entity Framework, платформа