LINQ之路（2）：LINQ to SQL本质
在前面一篇文章中回顾了LINQ基本语法规则，在本文将介绍LINQ to SQL的本质。LINQ to SQL是microsoft针对SQL Server的一个ORM的解决方案。既然是ORM，那对象（Object）、关系数据（Relation）和映射（Mapping）这三个组成要素是不可或缺的。本文将分为对象和关系数据的映射、从查询表达式到SQL的转换和DataContext数据上下文三个部分来说明。
1.对象和关系数据的映射
通过定义对象和关系数据的映射关系，我们可以以面向对象的方式来处理关系数据。通常，定义对象和关系数据的映射有两种方式：一是自定义特性，二是XML描述。前者是通过自定义一些描述关系数据结构的Attribute来修饰类，从而建立映射关系，而后者则是通过XML来描述这种映射关系。在LINQ to SQL中，为了简化工作，微软为我们提供了非常好用的工具SqlMetal，利用它，我们可以为 LINQ to SQL 的 .NET Framework 组件生成代码和映射。例如，我们可以利用
C:Program Files (x86)Microsoft Visual Studio 11.0VC>SqlMetal /conn:"server=.;
database=IT_Company_New;UID=sa;Password=123456" /language:csharp /namespace:jell
o.test /code:d:CompanyDataContext.cs
来生成数据上下文代码，我们也可以利用
C:Program Files (x86)Microsoft Visual Studio 11.0VC>SqlMetal /conn:"server=.;
database=IT_Company_New;UID=sa;Password=123456" /dbml:d:IT_Company_new.dbml
来生成中间数据库标记语言(.dbml)文件。
其实，这也是LINQ to SQL设计器采取的方式。
通过LINQ to SQL设计器将会为我们生成一下三个文件：
- .dbml文件：中间数据库标记语言文件，描述映射，由SqlMetal生成
- .dbml.layout文件：设计器界面布局文件，描述组件位置
- .designer.cs文件：生成代码部分，由SqlMetal生成
这里详细介绍下生成的代码，代码大致分为两个部分：数据上下文和表对象。数据上下文对应数据库，表对象。数据上下文继承自System.Data.Linq.DataContext，表对象继承自INotifyPropertyChanging, INotifyPropertyChanged。数据上下文采用AttributeMappingSource来指定映射方式，除了AttributeMappingSource方式还可以采用XmlMappingSource，使用DatabaseAttribute修饰以映射数据库，表对象使用TableAttribute修饰以映射表。数据上下文包含表对应的Table
2.将查询表达式转换为SQL
var query = from student in _dataContext.T_Student
where student.Age < 20
select student;
foreach (var student in query)
{
Console.WriteLine(student.Name);
}
上面的查询表达式可以从数据库中检索出年龄小于20岁的学生。那么它是如何工作的呢？
这和我们上一篇中的写法几乎完全一样，唯一的区别是上一篇中数据源是IEnumerable
public interface IQueryable : IEnumerable
{
Type ElementType { get; }
Expression Expression { get; }
IQueryProvider Provider { get; }
}
包含三个属性：
ElementType：包含元素类型
Expression：要执行的操作的Expression
Provider：实现了IQueryProvider接口的Provider
再来看下IQueryProvider接口定义：
public interface IQueryProvider
{
IQueryable CreateQuery(Expression expression);
IQueryable<TElement> CreateQuery<TElement>(Expression expression);
object Execute(Expression expression);
TResult Execute<TResult>(Expression expression);
}
包含四个方法，CreateQuery和Execute分别一个泛型和一个非泛型方法。
-
CreateQuery：构造一个IQueryable或IQueryable
对象,该对象可计算指定表达式目录树所所示的查询。 -
Execute：执行指定表达式目录树所表示的查询。
通过这种接口的设计，IQueryable允许我们创建支持其它非SQL Server数据库的实现。Provider将借助于IQueryable所提供的种种信息把查询语句转换为另一种方式，转换的实际操作将由CreateQuery方法实现，随后转换的结果将由Execute方法使用。
LINQ使用哪种方式进行转换，取决于数据源类型。若数据源未实现IQueryable或IQueryable
var query = from student in _dataContext.T_Student
where student.Age < 22
let Len = student.Name.Length
orderby Len
select student;
foreach (var student in query)
{
Console.WriteLine(student.Name);
}
步骤如下：
1.查询表达式转换为扩展方法：
var query = _dataContext.T_Student.Where(student => student.Age < 22)
.Select(student => new { Len = student.Name.Length, student = student })
.OrderBy(student => student.Len)
.Select(student => new
{
ID = student.student.ID,
Name = student.student.Name,
Age = student.student.Age,
ClassID = student.student.ClassID
});
2.生成表达式目录树，通过调用Queryable一系列的扩展方法构造IQueryable
3.在进行迭代等真正获取数据操作中调用source.Provider.Execute方法来执行表达式以获取结果。这个过程比较复杂，在Execute方法中，.net framework是通过ExpressionVisitor类以Visitor模式方式来将表达式目录树解析，根据AttributeMapping或XmlMapping映射规则生成如下SQL，然后执行该SQL。
SELECT [t1].[ID], [t1].[Name], [t1].[Age], [t1].[ClassID]
FROM (
SELECT LEN([t0].[Name]) AS [value], [t0].[ID], [t0].[Name], [t0].[Age], [t0].[ClassID]
FROM [dbo].[T_Student] AS [t0]
) AS [t1]
WHERE [t1].[Age] < @p0
ORDER BY [t1].[value]
3.DataContext数据上下文
在LINQ to SQL中，DataContext是一个不能不说的东东。它拥有这么几个功能:管理业务实体、管理数据库连接、数据库映射、查询转换、对象标识和跟踪变化。在DataContext中维护着Table
每次查询数据库时，DataContext都会使用IdentityManager来判断是否已有某个对象的缓存，若已缓存则DataContext从内部缓存中获取。
在修改业务实体时，DataContext将会使用ChangeTracker同时保留修改前后的两个值，当提交修改过的记录时才会向数据库发出请求。