بعض جوانب تحسين استعلام LINQ في C # .NET لـ MS SQL Server

دخلت LINQ .NET كلغة قوية جديدة لمعالجة البيانات. يتيح لك LINQ to SQL كجزء منه التواصل مع DBMS بشكل ملائم تمامًا باستخدام Entity Framework ، على سبيل المثال. ومع ذلك ، باستخدامه كثيرًا ، ينسى المطورون النظر في نوع استعلام SQL الذي سينشئه الموفر القابل للاستعلام ، في حالتك ، Entity Framework.

لنلقِ نظرة على نقطتين رئيسيتين بمثال.
للقيام بذلك ، سننشئ في SQL Server اختبار قاعدة بيانات ، وفيه سننشئ جدولين باستخدام الاستعلام التالي:

إنشاء الجداول

USE [TEST]
GO

SET ANSI_NULLS ON
GO

SET QUOTED_IDENTIFIER ON
GO

CREATE TABLE [dbo].[Ref](
	[ID] [int] NOT NULL,
	[ID2] [int] NOT NULL,
	[Name] [nvarchar](255) NOT NULL,
	[InsertUTCDate] [datetime] NOT NULL,
 CONSTRAINT [PK_Ref] PRIMARY KEY CLUSTERED 
(
	[ID] ASC
)WITH (PAD_INDEX = OFF, STATISTICS_NORECOMPUTE = OFF, IGNORE_DUP_KEY = OFF, ALLOW_ROW_LOCKS = ON, ALLOW_PAGE_LOCKS = ON) ON [PRIMARY]
) ON [PRIMARY]
GO

ALTER TABLE [dbo].[Ref] ADD  CONSTRAINT [DF_Ref_InsertUTCDate]  DEFAULT (getutcdate()) FOR [InsertUTCDate]
GO

USE [TEST]
GO

SET ANSI_NULLS ON
GO

SET QUOTED_IDENTIFIER ON
GO

CREATE TABLE [dbo].[Customer](
	[ID] [int] NOT NULL,
	[Name] [nvarchar](255) NOT NULL,
	[Ref_ID] [int] NOT NULL,
	[InsertUTCDate] [datetime] NOT NULL,
	[Ref_ID2] [int] NOT NULL,
 CONSTRAINT [PK_Customer] PRIMARY KEY CLUSTERED 
(
	[ID] ASC
)WITH (PAD_INDEX = OFF, STATISTICS_NORECOMPUTE = OFF, IGNORE_DUP_KEY = OFF, ALLOW_ROW_LOCKS = ON, ALLOW_PAGE_LOCKS = ON) ON [PRIMARY]
) ON [PRIMARY]
GO

ALTER TABLE [dbo].[Customer] ADD  CONSTRAINT [DF_Customer_Ref_ID]  DEFAULT ((0)) FOR [Ref_ID]
GO

ALTER TABLE [dbo].[Customer] ADD  CONSTRAINT [DF_Customer_InsertUTCDate]  DEFAULT (getutcdate()) FOR [InsertUTCDate]
GO

لنقم الآن بملء جدول Ref عن طريق تشغيل البرنامج النصي التالي:

ملء الجدول المرجع

USE [TEST]
GO

DECLARE @ind INT=1;

WHILE(@ind<1200000)
BEGIN
	INSERT INTO [dbo].[Ref]
           ([ID]
           ,[ID2]
           ,[Name])
    SELECT
           @ind
           ,@ind
           ,CAST(@ind AS NVARCHAR(255));

	SET @ind=@ind+1;
END 
GO

دعنا نملأ جدول العملاء بنفس الطريقة باستخدام البرنامج النصي التالي:

ملء جدول العملاء

USE [TEST]
GO

DECLARE @ind INT=1;
DECLARE @ind_ref INT=1;

WHILE(@ind<=12000000)
BEGIN
	IF(@ind%3=0) SET @ind_ref=1;
	ELSE IF (@ind%5=0) SET @ind_ref=2;
	ELSE IF (@ind%7=0) SET @ind_ref=3;
	ELSE IF (@ind%11=0) SET @ind_ref=4;
	ELSE IF (@ind%13=0) SET @ind_ref=5;
	ELSE IF (@ind%17=0) SET @ind_ref=6;
	ELSE IF (@ind%19=0) SET @ind_ref=7;
	ELSE IF (@ind%23=0) SET @ind_ref=8;
	ELSE IF (@ind%29=0) SET @ind_ref=9;
	ELSE IF (@ind%31=0) SET @ind_ref=10;
	ELSE IF (@ind%37=0) SET @ind_ref=11;
	ELSE SET @ind_ref=@ind%1190000;
	
	INSERT INTO [dbo].[Customer]
	           ([ID]
	           ,[Name]
	           ,[Ref_ID]
	           ,[Ref_ID2])
	     SELECT
	           @ind,
	           CAST(@ind AS NVARCHAR(255)),
	           @ind_ref,
	           @ind_ref;


	SET @ind=@ind+1;
END
GO

وهكذا ، حصلنا على جدولين ، يحتوي أحدهما على أكثر من مليون صف من البيانات ، والآخر يحتوي على أكثر من 1 ملايين صف من البيانات.

الآن في Visual Studio ، تحتاج إلى إنشاء مشروع اختبار Visual C # Console App (.NET Framework):

بعض جوانب تحسين استعلام LINQ في C # .NET لـ MS SQL Server

بعد ذلك ، تحتاج إلى إضافة مكتبة لـ Entity Framework للتفاعل مع قاعدة البيانات.
لإضافته ، انقر بزر الماوس الأيمن فوق المشروع وحدد إدارة حزم NuGet من قائمة السياق:

بعض جوانب تحسين استعلام LINQ في C # .NET لـ MS SQL Server

بعد ذلك ، في نافذة إدارة حزمة NuGet التي تظهر ، في مربع البحث ، أدخل كلمة "Entity Framework" وحدد حزمة Entity Framework وقم بتثبيتها:

بعض جوانب تحسين استعلام LINQ في C # .NET لـ MS SQL Server

بعد ذلك ، في ملف App.config ، بعد إغلاق عنصر configSections ، أضف الكتلة التالية:

<connectionStrings>
    <add name="DBConnection" connectionString="data source=ИМЯ_ЭКЗЕМПЛЯРА_MSSQL;Initial Catalog=TEST;Integrated Security=True;" providerName="System.Data.SqlClient" />
</connectionStrings>

في connectString تحتاج إلى إدخال سلسلة الاتصال.

لنقم الآن بإنشاء 3 واجهات في ملفات منفصلة:

  1. تنفيذ واجهة IBaseEntityID
    namespace TestLINQ
    {
        public interface IBaseEntityID
        {
            int ID { get; set; }
        }
    }
    

  2. تنفيذ واجهة IBaseEntityName
    namespace TestLINQ
    {
        public interface IBaseEntityName
        {
            string Name { get; set; }
        }
    }
    

  3. تنفيذ واجهة IBaseNameInsertUTCDate
    namespace TestLINQ
    {
        public interface IBaseNameInsertUTCDate
        {
            DateTime InsertUTCDate { get; set; }
        }
    }
    

وفي ملف منفصل ، سننشئ فئة أساسية BaseEntity لكيانينا ، والتي ستتضمن الحقول المشتركة:

تنفيذ BaseEntity من الفئة الأساسية

namespace TestLINQ
{
    public class BaseEntity : IBaseEntityID, IBaseEntityName, IBaseNameInsertUTCDate
    {
        public int ID { get; set; }
        public string Name { get; set; }
        public DateTime InsertUTCDate { get; set; }
    }
}

بعد ذلك ، في ملفات منفصلة ، سننشئ الكيانين الخاصين بنا:

  1. تنفيذ فئة المرجع
    using System.ComponentModel.DataAnnotations.Schema;
    
    namespace TestLINQ
    {
        [Table("Ref")]
        public class Ref : BaseEntity
        {
            public int ID2 { get; set; }
        }
    }
    

  2. تنفيذ فئة العميل
    using System.ComponentModel.DataAnnotations.Schema;
    
    namespace TestLINQ
    {
        [Table("Customer")]
        public class Customer: BaseEntity
        {
            public int Ref_ID { get; set; }
            public int Ref_ID2 { get; set; }
        }
    }
    

لنقم الآن بإنشاء سياق UserContext في ملف منفصل:

تنفيذ فئة UserContex

using System.Data.Entity;

namespace TestLINQ
{
    public class UserContext : DbContext
    {
        public UserContext()
            : base("DbConnection")
        {
            Database.SetInitializer<UserContext>(null);
        }

        public DbSet<Customer> Customer { get; set; }
        public DbSet<Ref> Ref { get; set; }
    }
}

لقد حصلنا على حل جاهز لإجراء اختبارات التحسين باستخدام LINQ to SQL عبر EF لـ MS SQL Server:

بعض جوانب تحسين استعلام LINQ في C # .NET لـ MS SQL Server

الآن في ملف Program.cs ، أدخل الكود التالي:

ملف Program.cs

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;

namespace TestLINQ
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            using (UserContext db = new UserContext())
            {
                var dblog = new List<string>();
                db.Database.Log = dblog.Add;

                var query = from e1 in db.Customer
                            from e2 in db.Ref
                            where (e1.Ref_ID == e2.ID)
                                 && (e1.Ref_ID2 == e2.ID2)
                            select new { Data1 = e1.Name, Data2 = e2.Name };

                var result = query.Take(1000).ToList();

                Console.WriteLine(dblog[1]);

                Console.ReadKey();
            }
        }
    }
}

بعد ذلك ، دعنا ندير مشروعنا.

في نهاية العمل ، سيتم عرض ما يلي على وحدة التحكم:

تم إنشاء استعلام SQL

SELECT TOP (1000) 
    [Extent1].[Ref_ID] AS [Ref_ID], 
    [Extent1].[Name] AS [Name], 
    [Extent2].[Name] AS [Name1]
    FROM  [dbo].[Customer] AS [Extent1]
    INNER JOIN [dbo].[Ref] AS [Extent2] ON ([Extent1].[Ref_ID] = [Extent2].[ID]) AND ([Extent1].[Ref_ID2] = [Extent2].[ID2])

أي ، بشكل عام ، أدى استعلام LINQ إلى إنشاء استعلام SQL إلى MS SQL Server DBMS بشكل جيد.

لنقم الآن بتغيير الشرط AND إلى OR في استعلام LINQ:

استعلام LINQ

var query = from e1 in db.Customer
                            from e2 in db.Ref
                            where (e1.Ref_ID == e2.ID)
                                || (e1.Ref_ID2 == e2.ID2)
                            select new { Data1 = e1.Name, Data2 = e2.Name };

لنقم بتشغيل تطبيقنا مرة أخرى.

سيتعطل التنفيذ بسبب خطأ يتعلق بوقت تنفيذ الأمر الذي يتجاوز 30 ثانية:

بعض جوانب تحسين استعلام LINQ في C # .NET لـ MS SQL Server

إذا نظرت إلى الاستعلام الذي تم إنشاؤه بواسطة LINQ:

بعض جوانب تحسين استعلام LINQ في C # .NET لـ MS SQL Server
، ثم يمكنك التأكد من أن التحديد يتم من خلال المنتج الديكارتي لمجموعتين (جداول):

تم إنشاء استعلام SQL

SELECT TOP (1000) 
    [Extent1].[Ref_ID] AS [Ref_ID], 
    [Extent1].[Name] AS [Name], 
    [Extent2].[Name] AS [Name1]
    FROM  [dbo].[Customer] AS [Extent1]
    CROSS JOIN [dbo].[Ref] AS [Extent2]
    WHERE [Extent1].[Ref_ID] = [Extent2].[ID] OR [Extent1].[Ref_ID2] = [Extent2].[ID2]

دعنا نعيد كتابة استعلام LINQ مثل هذا:

استعلام LINQ محسن

var query = (from e1 in db.Customer
                   join e2 in db.Ref
                   on e1.Ref_ID equals e2.ID
                   select new { Data1 = e1.Name, Data2 = e2.Name }).Union(
                        from e1 in db.Customer
                        join e2 in db.Ref
                        on e1.Ref_ID2 equals e2.ID2
                        select new { Data1 = e1.Name, Data2 = e2.Name });

ثم نحصل على استعلام SQL التالي:

استعلام SQL

SELECT 
    [Limit1].[C1] AS [C1], 
    [Limit1].[C2] AS [C2], 
    [Limit1].[C3] AS [C3]
    FROM ( SELECT DISTINCT TOP (1000) 
        [UnionAll1].[C1] AS [C1], 
        [UnionAll1].[Name] AS [C2], 
        [UnionAll1].[Name1] AS [C3]
        FROM  (SELECT 
            1 AS [C1], 
            [Extent1].[Name] AS [Name], 
            [Extent2].[Name] AS [Name1]
            FROM  [dbo].[Customer] AS [Extent1]
            INNER JOIN [dbo].[Ref] AS [Extent2] ON [Extent1].[Ref_ID] = [Extent2].[ID]
        UNION ALL
            SELECT 
            1 AS [C1], 
            [Extent3].[Name] AS [Name], 
            [Extent4].[Name] AS [Name1]
            FROM  [dbo].[Customer] AS [Extent3]
            INNER JOIN [dbo].[Ref] AS [Extent4] ON [Extent3].[Ref_ID2] = [Extent4].[ID2]) AS [UnionAll1]
    )  AS [Limit1]

للأسف ، في استعلامات LINQ يمكن أن يكون هناك شرط ربط واحد فقط ، لذلك من الممكن عمل استعلام مكافئ من خلال استعلامين لكل شرط ، متبوعين باتحادهم من خلال Union لإزالة التكرارات بين الصفوف.
نعم ، ستكون الاستعلامات بشكل عام غير مكافئة ، نظرًا لإمكانية إرجاع صفوف مكررة كاملة. ومع ذلك ، في الحياة الواقعية ، ليست هناك حاجة إلى أسطر مكررة كاملة وهم يحاولون التخلص منها.

الآن دعنا نقارن خطط التنفيذ لهذين الاستعلامين:

  1. بالنسبة لـ CROSS JOIN ، يبلغ متوسط ​​وقت التنفيذ 195 ثانية:
    بعض جوانب تحسين استعلام LINQ في C # .NET لـ MS SQL Server
  2. بالنسبة لـ INNER JOIN-UNION ، يكون متوسط ​​وقت التنفيذ أقل من 24 ثانية:
    بعض جوانب تحسين استعلام LINQ في C # .NET لـ MS SQL Server

كما يتضح من النتائج ، بالنسبة لجدولين بهما ملايين السجلات ، يكون استعلام LINQ المحسن أسرع بعدة مرات من الاستعلام غير المحسن.

للمتغير مع AND في شروط استعلام LINQ للنموذج:

استعلام LINQ

var query = from e1 in db.Customer
                            from e2 in db.Ref
                            where (e1.Ref_ID == e2.ID)
                                 && (e1.Ref_ID2 == e2.ID2)
                            select new { Data1 = e1.Name, Data2 = e2.Name };

غالبًا ما يتم إنشاء استعلام SQL صحيح ، والذي سيعمل في المتوسط ​​لمدة ثانية واحدة تقريبًا:

بعض جوانب تحسين استعلام LINQ في C # .NET لـ MS SQL Server
أيضًا من أجل معالجات LINQ to Objects بدلاً من الاستعلام عن طريقة العرض:

استعلام LINQ (الخيار الأول)

var query = from e1 in seq1
                            from e2 in seq2
                            where (e1.Key1==e2.Key1)
                               && (e1.Key2==e2.Key2)
                            select new { Data1 = e1.Data, Data2 = e2.Data };

يمكنك استخدام استعلام مثل:

استعلام LINQ (الخيار الأول)

var query = from e1 in seq1
                            join e2 in seq2
                            on new { e1.Key1, e1.Key2 } equals new { e2.Key1, e2.Key2 }
                            select new { Data1 = e1.Data, Data2 = e2.Data };

حيث:

تحديد صفيفتين

Para[] seq1 = new[] { new Para { Key1 = 1, Key2 = 2, Data = "777" }, new Para { Key1 = 2, Key2 = 3, Data = "888" }, new Para { Key1 = 3, Key2 = 4, Data = "999" } };
Para[] seq2 = new[] { new Para { Key1 = 1, Key2 = 2, Data = "777" }, new Para { Key1 = 2, Key2 = 3, Data = "888" }, new Para { Key1 = 3, Key2 = 5, Data = "999" } };

، ويتم تعريف نوع الفقرة على النحو التالي:

تعريف نوع الفقرة

class Para
{
        public int Key1, Key2;
        public string Data;
}

وبالتالي ، فقد درسنا بعض الجوانب في تحسين استعلامات LINQ إلى MS SQL Server.

لسوء الحظ ، حتى مطوري .NET المتمرسين والرائدين ينسون أنه من الضروري فهم التعليمات التي يستخدمونها وراء الكواليس. وإلا ، فإنهم يصبحون مُكوِّنين ويمكنهم وضع قنبلة موقوتة في المستقبل ، سواء عند توسيع نطاق حل برمجي ، أو عند إجراء تغييرات طفيفة في الظروف البيئية الخارجية.

كان هناك أيضا مراجعة صغيرة هنا.

مصادر الاختبار - يقع المشروع نفسه ، وإنشاء الجداول في قاعدة بيانات TEST ، وكذلك ملء هذه الجداول بالبيانات هنا.
يوجد أيضًا في هذا المستودع في مجلد الخطط خطط لتنفيذ الاستعلامات بشروط "أو".

المصدر: www.habr.com

إضافة تعليق