ProHoster > Blog > uprava > Neki aspekti optimizacije LINQ upita u C#.NET za MS SQL Server

Neki aspekti optimizacije LINQ upita u C#.NET za MS SQL Server

LINQ je ušao u .NET kao snažan novi jezik za manipulaciju podacima. LINQ to SQL kao njegov dio omogućuje vam prilično zgodnu komunikaciju s DBMS-om koristeći, na primjer, Entity Framework. Međutim, koristeći ga prilično često, programeri zaboravljaju pogledati kakvu će vrstu SQL upita generirati pružatelj upita, u vašem slučaju Entity Framework.

Pogledajmo dvije glavne točke na primjeru.
Da biste to učinili, stvorite testnu bazu podataka u SQL Serveru i stvorite dvije tablice u njoj pomoću sljedećeg upita:

Izrada tablica

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

Sada popunimo Ref tablicu pokretanjem sljedeće skripte:

Popunjavanje Ref tablice

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

Na sličan način ispunimo tablicu kupaca pomoću sljedeće skripte:

Popunjavanje tablice Kupac

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

Tako smo dobili dvije tablice od kojih jedna ima više od milijun redaka podataka, a druga ima više od 1 milijuna redaka podataka.

Sada u Visual Studiju morate stvoriti probni Visual C# Console App (.NET Framework) projekt:

Neki aspekti optimizacije LINQ upita u C#.NET za MS SQL Server

Zatim trebate dodati biblioteku za Entity Framework za interakciju s bazom podataka.
Da biste ga dodali, desnom tipkom miša kliknite projekt i odaberite Upravljanje NuGet paketima iz kontekstnog izbornika:

Neki aspekti optimizacije LINQ upita u C#.NET za MS SQL Server

Zatim u prozoru za upravljanje paketima NuGet koji se pojavi unesite riječ "Entity Framework" u prozor za pretraživanje i odaberite paket Entity Framework i instalirajte ga:

Neki aspekti optimizacije LINQ upita u C#.NET za MS SQL Server

Zatim, u datoteci App.config, nakon zatvaranja elementa configSections, trebate dodati sljedeći blok:

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

U ConnectionString morate unijeti niz veze.

Kreirajmo sada 3 sučelja u zasebnim datotekama:

  1. Implementacija IBaseEntityID sučelja 
    namespace TestLINQ
{
    public interface IBaseEntityID
    {
        int ID { get; set; }
    }
}

  2. Implementacija sučelja IBaseEntityName 
    namespace TestLINQ
{
    public interface IBaseEntityName
    {
        string Name { get; set; }
    }
}

  3. Implementacija sučelja IBaseNameInsertUTCDate 
    namespace TestLINQ
{
    public interface IBaseNameInsertUTCDate
    {
        DateTime InsertUTCDate { get; set; }
    }
}

A u zasebnoj datoteci stvorit ćemo osnovnu klasu BaseEntity za naša dva entiteta, koja će uključivati ​​zajednička polja:

Implementacija osnovne klase BaseEntity

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

Zatim ćemo stvoriti naša dva entiteta u zasebnim datotekama:

  1. Implementacija klase Ref 
    using System.ComponentModel.DataAnnotations.Schema;

namespace TestLINQ
{
    [Table("Ref")]
    public class Ref : BaseEntity
    {
        public int ID2 { get; set; }
    }
}

  2. Implementacija klase Customer 
    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; }
    }
}

Kreirajmo sada kontekst UserContext u zasebnoj datoteci:

Implementacija klase 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; }
    }
}

Dobili smo gotovo rješenje za provođenje optimizacijskih testova s ​​LINQ to SQL preko EF za MS SQL Server:

Neki aspekti optimizacije LINQ upita u C#.NET za MS SQL Server

Sada unesite sljedeći kod u datoteku Program.cs:

Datoteka 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();
            }
        }
    }
}

Zatim, pokrenimo naš projekt.

Na kraju rada na konzoli će biti prikazano sljedeće:

Generirani SQL upit

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])

To jest, općenito, LINQ upit je prilično dobro generirao SQL upit za MS SQL Server DBMS.

Sada promijenimo uvjet AND u OR u LINQ upitu:

LINQ upit

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 };

I ponovno pokrenimo našu aplikaciju.

Izvršenje će se srušiti uz pogrešku jer vrijeme izvršenja naredbe premašuje 30 sekundi:

Neki aspekti optimizacije LINQ upita u C#.NET za MS SQL Server

Ako pogledate upit koji je generirao LINQ:

Neki aspekti optimizacije LINQ upita u C#.NET za MS SQL Server
, tada možete biti sigurni da se odabir odvija kroz Kartezijev produkt dvaju skupova (tablica):

Generirani SQL upit

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]

Prepišimo LINQ upit na sljedeći način:

Optimizirani LINQ upit

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 });

Tada dobivamo sljedeći SQL upit:

SQL upit

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]

Jao, u LINQ upitima može postojati samo jedan uvjet spajanja, tako da je ovdje moguće napraviti ekvivalentan upit koristeći dva upita za svaki uvjet i zatim ih kombinirati kroz Union kako bi se uklonili duplikati među redovima.
Da, upiti će općenito biti neekvivalentni, uzimajući u obzir da se mogu vratiti potpuni duplikati redaka. Međutim, u stvarnom životu potpuni duplikati linija nisu potrebni i ljudi ih se pokušavaju riješiti.

Sada usporedimo planove izvršenja ova dva upita:

  1. za CROSS JOIN prosječno vrijeme izvršenja je 195 sekundi:
    Neki aspekti optimizacije LINQ upita u C#.NET za MS SQL Server
  2. za INNER JOIN-UNION prosječno vrijeme izvršenja je manje od 24 sekunde:
    Neki aspekti optimizacije LINQ upita u C#.NET za MS SQL Server

Kao što možete vidjeti iz rezultata, za dvije tablice s milijunima zapisa, optimizirani LINQ upit mnogo je puta brži od neoptimiziranog.

Za opciju s AND u uvjetima, LINQ upit u obliku:

LINQ upit

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 };

Gotovo uvijek će se generirati točan SQL upit koji će se u prosjeku pokrenuti za oko 1 sekundu:

Neki aspekti optimizacije LINQ upita u C#.NET za MS SQL Server
Također za manipulacije LINQ to Objects umjesto upita poput:

LINQ upit (1. opcija)

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 };

možete koristiti upit poput:

LINQ upit (2. opcija)

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 };

gdje je:

Definiranje dva niza

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" } };

, a tip Para je definiran na sljedeći način:

Para Definicija tipa

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

Stoga smo ispitali neke aspekte optimizacije LINQ upita na MS SQL Server.

Nažalost, čak i iskusni i vodeći .NET programeri zaboravljaju da moraju razumjeti što upute koje koriste rade iza kulisa. U protivnom postaju konfiguratori i mogu postaviti tempiranu bombu u budućnosti kako pri skaliranju softverskog rješenja tako i pri manjim promjenama u vanjskim uvjetima okoline.

Izvršen je i kratki pregled здесь.

Izvori za testiranje - sam projekt, izrada tablica u TEST bazi podataka, kao i popunjavanje tih tablica podacima nalaze se здесь.
Također u ovom repozitoriju, u mapi Planovi, postoje planovi za izvršavanje upita s OR uvjetima.

Izvor: www.habr.com

Dodajte komentar