Linq查詢與性能舉例分析

這篇文章主要講解了“Linq查詢與性能舉例分析”，文中的講解內(nèi)容簡(jiǎn)單清晰，易于學(xué)習(xí)與理解，下面請(qǐng)大家跟著小編的思路慢慢深入，一起來(lái)研究和學(xué)習(xí)“Linq查詢與性能舉例分析”吧！

Orcas（VS2008&Framework3.5）給我們帶來(lái)了很多令人興奮的新特性，尤其是LINQ的引進(jìn)，可以說(shuō)方便了一大批開發(fā)人員和框架設(shè)計(jì)人員。過去，當(dāng)我們使用O/RMapping的一些框架時(shí)，最擔(dān)心的應(yīng)該是復(fù)雜的查詢和數(shù)據(jù)庫(kù)操作的性能問題，那么LINQ在這個(gè)方面給我們帶來(lái)了什么呢？從LINQ查詢開始說(shuō)起吧。

一：LINQ查詢：

一個(gè)項(xiàng)目中，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)操作最多的應(yīng)該就是查詢，特別是復(fù)雜一些的項(xiàng)目，查詢往往是從很多張表里取一些數(shù)據(jù)，“東拼西湊”的呈現(xiàn)給用戶。如果不使用O/R Mapping呢，我們處理的方式無(wú)非是兩種：復(fù)雜的SQL語(yǔ)句或者是存儲(chǔ)過程。

但是，在使用了O/R Mapping的情況下，為了保證取出的數(shù)據(jù)是強(qiáng)類型，不得不用多個(gè)方法來(lái)進(jìn)行拼湊，麻煩且不說(shuō)，性能損失是肯定的，那么也就出現(xiàn)了O/R Mapping框架和未封裝的ADO.NET一起用的尷尬場(chǎng)面。那么LINQ查詢?cè)趺刺幚淼哪兀渴紫任覀兿葋?lái)看一些復(fù)雜的查詢語(yǔ)法。

設(shè)計(jì)兩張表，分別為表示部門（Department）和員工（Employee）：

1、 模糊查詢：

模糊查詢?cè)贠/RMapping的框架中是比較難實(shí)現(xiàn)的，即使實(shí)現(xiàn)，效率也不是很高，LINQ提供了我們豐富的模糊查詢的方法，比如我們要在Employee表中查姓張的人，可以這樣：

DBDataClassesDataContext dbdata = new DBDataClassesDataContext();  var query = from employee in dbdata.Employees where employee.EmployeeName.StartsWith("張") select employee;

在實(shí)際執(zhí)行的時(shí)候，這句話被轉(zhuǎn)換成了：

SELECT [t0].[EmployeeId], [t0].[DepId], [t0].[EmployeeName], [t0].[EmployeeSalary] FROM [dbo].[Employee] AS [t0] WHERE [t0].[EmployeeName] LIKE @p0

這樣的SQL語(yǔ)句，這個(gè)里面的@p0這個(gè)參數(shù)在執(zhí)行的時(shí)候加上了“%”，也就是以@p0開頭的任何符合條件的記錄都被取出來(lái)了。這樣的方法在LINQ查詢中還有Contains、EndsWith等。

2、嵌套查詢：

如果我們需要取出市場(chǎng)部的所有員工，在以往的O/R Mapping框架中，往往需要取兩次（我們不考慮存在映射關(guān)系的情況），一次是取出市場(chǎng)部的編號(hào)，再使用編號(hào)來(lái)取出所有員工。LINQ查詢給我們提供了更好的解決辦法，我們可以這樣操作：

var query = from employee in dbdata.Employees where employee.DepId ==  (from department in dbdata.Departments where department.DepName == "市場(chǎng)部"  select department ).Single().DepId  select employee;

這里我們使用了嵌套查詢來(lái)完成，這句話在執(zhí)行的時(shí)候，被轉(zhuǎn)換成了SQL的嵌套查詢：

SELECT [t0].[EmployeeId], [t0].[DepId], [t0].[EmployeeName], [t0].[EmployeeSalary] FROM [dbo].[Employee] AS [t0] WHERE [t0].[DepId] = (SELECT [t1].[DepId] FROM [dbo].[Department] AS [t1] WHERE [t1].[DepName] = @p0)

當(dāng)然，在這里，我們不必那么麻煩，只需要使用已經(jīng)存在的實(shí)體關(guān)系，就可以輕松的完成：

var query = from employee in dbdata.Employees where employee.Department.DepName == "市場(chǎng)部" select employee;

不過，這和剛才的查詢卻有本質(zhì)的差別，我們來(lái)看看這里，LINQ查詢轉(zhuǎn)換成什么樣的SQL語(yǔ)句了：

SELECT [t0].[EmployeeId], [t0].[DepId], [t0].[EmployeeName], [t0].[EmployeeSalary] FROM [dbo].[Employee] AS [t0] LEFT OUTER JOIN [dbo].[Department] AS [t1] ON [t1].[DepId] = [t0].[DepId] WHERE [t1].[DepName] = @p0

這里，轉(zhuǎn)換出來(lái)的并不是嵌套的SQL語(yǔ)句，而被轉(zhuǎn)換成了左連接查詢，可以看出，嵌套查詢是我們?cè)谔厥獾那闆r下，可以使用的一個(gè)利器。

3、投影

如果說(shuō)剛才的查詢，還只是很簡(jiǎn)單的查詢，那么結(jié)合匿名類來(lái)實(shí)現(xiàn)投影查詢，則是LINQ查詢提供的一個(gè)利器，這種方法非常靈活，同時(shí)也滿足了我們絕大部分的查詢需求。下面我們來(lái)看一個(gè)例子：我們需要查詢出部門工資的總和，怎么做呢？

var query = from department in dbdata.Departments  select  new{ depid = department.DepId, depname=department.DepName, depsalary = department.Employees.Sum(e => e.EmployeeSalary) };

這句查詢語(yǔ)句中，在new關(guān)鍵字后面生成了一個(gè)匿名類，這個(gè)類有三個(gè)屬性，分別是 depid，depname和depsalary，其中，depsalary是經(jīng)過計(jì)算獲得，這句話被轉(zhuǎn)換成：

SELECT [t0].[DepId] AS [depid], [t0].[DepName] AS [depname], (SELECT SUM([t1].[EmployeeSalary]) FROM [dbo].[Employee] AS [t1] WHERE [t1].[DepId] = [t0].[DepId] ) AS [depsalay] FROM [dbo].[Department] AS [t0]

好優(yōu)雅的代碼，實(shí)在是太方便了。

4、使用LINQ查詢的擴(kuò)展方法

LINQ查詢提供了很多擴(kuò)展方法，方便我們做各種查詢，我們來(lái)看幾個(gè)典型的擴(kuò)展方法:

a) Average、Max

Decimal x = dbdata.Employees.Average(e => e.EmployeeSalary);  Decimal y = dbdata.Employees.Max(e => e.EmployeeSalary);

這是計(jì)算出員工的平均工資與***工資，你不需要編寫任何的SQL語(yǔ)句，Orcas中提供的LINQ到SQL對(duì)象關(guān)系映射器會(huì)處理獲取，跟蹤，和更新映射到你的數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)定義和存儲(chǔ)過程的對(duì)象。

你只要使用任何LINQ查詢擴(kuò)展方法對(duì)結(jié)果進(jìn)行過濾和構(gòu)形即可，LINQ到SQL會(huì)執(zhí)行獲取數(shù)據(jù)所需的SQL代碼(注意，上面的 Average和Max 擴(kuò)展方法很明顯地不會(huì)從數(shù)據(jù)表中返回所有的數(shù)據(jù)行，它們會(huì)使用TSQL的聚合函數(shù)來(lái)計(jì)算數(shù)據(jù)庫(kù)中的值，然后只返回一個(gè)標(biāo)量值)。

b) Where、OrderBy

有時(shí)候，我們只對(duì)某張表做簡(jiǎn)單的查詢和排序，那么，這個(gè)時(shí)候不必寫冗長(zhǎng)的LINQ查詢語(yǔ)句，直接使用LINQ擴(kuò)展方法即可，如：

var query = dbdata.Employees.Where(e => e.EmployeeSalary > 2000).OrderBy(e => e.EmployeeName);

這里使用了Lambda語(yǔ)法，這句話被轉(zhuǎn)換成以下的SQL語(yǔ)句：

SELECT [t0].[EmployeeId], [t0].[DepId], [t0].[EmployeeName], [t0].[EmployeeSalary] FROM [dbo].[Employee] AS [t0] WHERE [t0].[EmployeeSalary] > @p0 ORDER BY [t0].[EmployeeName]

以上是通過利用由Lambda提供的對(duì)表達(dá)式樹支持，以及IQueryable接口來(lái)實(shí)現(xiàn)的，代碼干凈整潔。

C）Take、Skip

對(duì)于大批量的數(shù)據(jù)處理，一直是開發(fā)人員的比較頭疼的事情，微軟在.NET1.1到2.0中的Gridview等控件，對(duì)大批量數(shù)據(jù)的處理上一直都不是很理想，LINQ查詢對(duì)于大批量數(shù)據(jù)的處理，可以很好的解決這個(gè)方面的問題。

var query = dbdata.Employees.Skip(10).Take(10);

這句話表示跳過該表的10條記錄，再取10條，也就是取第11至20條記錄，轉(zhuǎn)換成SQL語(yǔ)句如下：

SELECT [t1].[EmployeeId], [t1].[DepId], [t1].[EmployeeName], [t1].[EmployeeSalary] FROM (SELECT ROW_NUMBER() OVER (ORDER BY [t0].[EmployeeId], [t0].[DepId], [t0].[EmployeeName], [t0].[EmployeeSalary]) AS [ROW_NUMBER], [t0].[EmployeeId], [t0].[DepId], [t0].[EmployeeName], [t0].[EmployeeSalary] FROM [dbo].[Employee] AS [t0]) AS [t1] WHERE [t1].[ROW_NUMBER] BETWEEN @p0 + 1 AND @p0 + @p1 ORDER BY [t1].[ROW_NUMBER]

從以上這句SQL語(yǔ)句來(lái)看，最消耗性能分頁(yè)操作完全交給了數(shù)據(jù)庫(kù)操作，其處理的機(jī)制不再像Gridview控件的分頁(yè)，是將數(shù)據(jù)全部取出，然后再進(jìn)行分頁(yè)顯示，因此效率上要高了很多。

D）ToList和ToArray

在默認(rèn)情況下，查詢結(jié)果的數(shù)據(jù)類型是IEnumerable類型，可能很多開發(fā)人員并不習(xí)慣這個(gè)類型，而更加喜歡集合或者是數(shù)組，那么沒關(guān)系，可以使用ToList或者是ToArray來(lái)將查詢結(jié)果轉(zhuǎn)換成集合或者數(shù)組。

在這里，我們需要知道的是：使用查詢語(yǔ)句查詢結(jié)果的時(shí)候，實(shí)際上并沒有真正操作數(shù)據(jù)庫(kù)，這里是運(yùn)用的延遲加載的機(jī)制，如果不希望使用延遲加載，而是需要立刻知道查詢的結(jié)果時(shí)，使用ToList或者是ToArray便可以做到。這是非常有用的機(jī)制。

比如我們需要顯示兩個(gè)部門的員工時(shí)，部門可以先取出放置在List中，然后再依次取出各個(gè)部門的員工，這時(shí)訪問的效率要高一些，因?yàn)椴恍枰看味荚L問數(shù)據(jù)庫(kù)去取出部門。

二：數(shù)據(jù)操作的性能分析

當(dāng)我們會(huì)熟練的使用以上的查詢方法對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)里的內(nèi)容做各種各樣的查詢以后，就應(yīng)當(dāng)要了解這些數(shù)據(jù)庫(kù)操作的機(jī)制，及時(shí)調(diào)整各種數(shù)據(jù)操作語(yǔ)句，以較高的效率運(yùn)行。那么，下面我們來(lái)看看LINQ的數(shù)據(jù)庫(kù)操作，看看她都做了些什么工作。

與NHibernate來(lái)比較，LINQ在O/R Mapping的性能與可控性上確實(shí)優(yōu)于NHibernate，首先，Linq默認(rèn)的數(shù)據(jù)映射采用的是Attribute來(lái)實(shí)現(xiàn)，這是.NET特有的語(yǔ)法，在編譯時(shí)就已經(jīng)決定了數(shù)據(jù)對(duì)象的各種屬性，而NHibernate等大多數(shù)O/RMapping工具仍然采用XML映射文件來(lái)描述數(shù)據(jù)對(duì)象的屬性，從外部文件上讀取數(shù)據(jù)對(duì)象的屬性，顯然運(yùn)行時(shí)效率要有所損失。

其次,在獲得數(shù)據(jù)的方式上也有所差別，LINQ中強(qiáng)大的SQL分析機(jī)制，可以分析出各種數(shù)據(jù)操作的SQL語(yǔ)句，并且進(jìn)行優(yōu)化，其效率的提升也是顯而易見的。

當(dāng)然，作為一個(gè)O/R Mapping的工具來(lái)說(shuō)，其效率一定達(dá)不到直接使用SQL語(yǔ)句訪問數(shù)據(jù)庫(kù)的效率，也就是我們通常所說(shuō)的SqlDataReader/SqlDataAdapter訪問數(shù)據(jù)庫(kù)，但是，Linq的表現(xiàn)卻給了我們非常大的驚喜。

我做了一個(gè)測(cè)試，使用SqlDataReader和LINQ做相同的大批量數(shù)據(jù)查詢時(shí)，落后竟然不到10%，而NHibernate的查詢效率，卻低了很多，幾乎慢了1倍。對(duì)于如此強(qiáng)大的數(shù)據(jù)映射功能，這樣的效率是我們可以接受的。但是很可惜的一點(diǎn)是，LINQ查詢目前只能支持對(duì)SQLServer的支持（但可以支持XML、Entity等）。

在數(shù)據(jù)查詢上，我們通過對(duì)LINQ查詢生成的SQL語(yǔ)句進(jìn)行分析，便可以優(yōu)化查詢，這是非常方便的，但是，針對(duì)數(shù)據(jù)更新的效率問題，我們不得不談?wù)凩INQ的數(shù)據(jù)更新機(jī)制，一般情況下，數(shù)據(jù)更新我們會(huì)這么做：

var query = from emp in dbdata.Employees where emp.DepId=="1001" select emp;    Employee employee = query.First();    employee.EmployeeName = "李四";    dbdata.SubmitChanges();

對(duì)于以上這段代碼，我們可以看出，其功能是從Employee表中取出部門代碼為1001的所有員工，然后我們?nèi)〕?**條數(shù)據(jù)（這里為了簡(jiǎn)便，我們僅僅取出***條，其實(shí)可以用Where取出滿足條件的記錄），然后把名字修改成“李四”，再更新到數(shù)據(jù)庫(kù)中。

這段代碼，LINQ查詢都干了些什么呢？通過查詢從數(shù)據(jù)庫(kù)中取出若干條記錄，放在內(nèi)存中，并且都標(biāo)記為new（未改變）狀態(tài)，當(dāng)修改了員工姓名的時(shí)候，被修改的對(duì)象被標(biāo)記為Dirty(已改變)。

在SubmitChanges的時(shí)候，再為內(nèi)存中對(duì)象狀態(tài)為Dirty的記錄自動(dòng)生成SQL語(yǔ)句并執(zhí)行，也就是說(shuō)，我們要完成一次數(shù)據(jù)的更新，至少要完成一次查詢和一次更新。

由于采用了延時(shí)加載（Layze Load）的技術(shù)，在以上語(yǔ)句中實(shí)際從數(shù)據(jù)庫(kù)中取出的記錄只有1條，更新的時(shí)候也只更新這一條，因此效率仍然是非常高的，我在測(cè)試的過程中發(fā)現(xiàn)，從250000條數(shù)據(jù)中隨機(jī)抽取一條進(jìn)行更新，實(shí)際的效率和從10條數(shù)據(jù)中隨機(jī)抽取一條進(jìn)行更新幾乎沒有差別，因?yàn)楸容^更新狀態(tài)是在內(nèi)存中進(jìn)行，因此效率是比較高的。下面我們?cè)倏纯磳?shí)際的更新生成了什么樣的SQL語(yǔ)句：

UPDATE [dbo].[Employee] SET [EmployeeName] = @p4 WHERE ([EmployeeId] = @p0) AND ([DepId] = @p1) AND  ([EmployeeName] = @p2) AND ([EmployeeSalary] = @p3)

原來(lái)，我們只修改了EmployeeName的字段，生成的SQL語(yǔ)句卻也僅僅是更新了Employee字段。那么，我們?cè)倏纯春竺娴臈l件，為什么會(huì)包含除了主鍵以外的其他條件呢？原來(lái)，這也是LINQ查詢自動(dòng)生成SQL語(yǔ)句的嚴(yán)謹(jǐn)所在，這是為了防止并發(fā)情況下，多個(gè)事務(wù)針對(duì)同一條記錄更新時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤，假如A事務(wù)更新了該記錄，則B事務(wù)更新會(huì)失敗。

我們不禁要問，假如要更新主鍵字段怎么辦？會(huì)不會(huì)錯(cuò)誤的更新到多條記錄呢？答案是肯定的，肯定會(huì)錯(cuò)誤的更新到其他記錄，因此，LINQ中規(guī)定了主鍵字段是不允許更新的，如果確實(shí)要更新，那么就刪除掉該記錄，重新插入新紀(jì)錄。這么嚴(yán)謹(jǐn)?shù)腟QL語(yǔ)句，會(huì)給我們帶來(lái)一些麻煩，我們來(lái)看下面一個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景：

如果我們?cè)诒碇性O(shè)有一個(gè)字段用于計(jì)數(shù)器，使用SQL語(yǔ)句是這樣的：

Update CountTable set CountColumn=CountColumn+1 where CountId=@countId

但使用LINQ查詢生成的Sql語(yǔ)句卻是：

UPDATE [dbo].[CountTable] SET [CountColumn] = @p2 WHERE ([CountId] = @p0) AND ([CountColumn] = @p1)

@p2這個(gè)參數(shù)是計(jì)算好后傳入的，@p1這個(gè)參數(shù)是CountColumn原來(lái)的值。也就是說(shuō)，CountColumn+1這個(gè)值不是由數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)算出來(lái)的，這樣一來(lái)，當(dāng)并發(fā)數(shù)很高的時(shí)候，我們往往會(huì)更新失敗。我做了個(gè)測(cè)試，使用多線程模擬多用戶的情況下進(jìn)行計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)，數(shù)據(jù)庫(kù)中統(tǒng)計(jì)的值比使用靜態(tài)變量保存的值要小，這也就是說(shuō)數(shù)據(jù)庫(kù)更新是存在失敗的情況。

另外，這樣每次的更新，需要完成的操作有查找和更新兩個(gè)步驟，因此對(duì)于效率也有比較大的影響。

感謝各位的閱讀，以上就是“Linq查詢與性能舉例分析”的內(nèi)容了，經(jīng)過本文的學(xué)習(xí)后，相信大家對(duì)Linq查詢與性能舉例分析這一問題有了更深刻的體會(huì)，具體使用情況還需要大家實(shí)踐驗(yàn)證。這里是億速云，小編將為大家推送更多相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的文章，歡迎關(guān)注！