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一个类GraphQL的ORM数据访问框架发布

2019年11月20日  | 移动技术网IT编程  | 我要评论

zongsoft.data 发布公告

很高兴我们的 orm 数据访问框架(zongsoft.data)在历经两个 saas 产品的应用之后,今天正式宣布对外推广!
这是一个类 graphql 风格的 orm(object/relational mapping) 数据访问框架。

又一个轮子?

在很长时间里,.net 阵营似乎一直缺乏一个被普遍使用的 orm 数据访问框架,从最早的原生 ado.net 到舶来品 ibatis.nethibernate.net,后来又经历了 linq for sql 与 entity framework 的混战,可能是因为 entity framework 早期版本的模糊定位和反复变更的设计导致了它失之霸主之位,进而造就了一段百舸争流、群雄共逐的战国时代。在历经漫长而反复的期待、失望、纠结和痛苦之后,我终于决定动手造一个轮子。

设计理念

在开始动手之前,先确定以下基本设计原则:

  • 数据库优先(database first)
  • 严格的 poco/pojo 支持
  • 映射模型与代码完全隔离
  • 禁止业务层出现 sql 和类 sql 代码

在一个业务系统中,数据结构及其关系毋庸置疑是最底层的基础性结构,数据库应由系统架构师或开发负责人进行仔细设计 no schema/weakly schema 的思潮是涂抹了蜂蜜的毒药),数据访问映射以数据库表结构关系为基石,在此之上业务层亦以概念映射模型为准绳,层级之间相互隔离。

领域模型实体避免通过注解 (标签) 来进行元数据定义,应确保严格符合 poco/pojo 范式。通过语义化的 schema 来声明访问的数据结构关系,禁止应用层的 sqllinq 式的类 sql 代码可降低业务层对数据层的依赖、提升代码可维护性外,还具备更加统一可控的便利性,并为数据访问引擎的实现提供了更大的优化空间和自由度。

范例说明

下面通过三个的例子 (注:例子均基于 zongsoft.community 项目) 来佐证上面的部分设计理念,更多示例和阐述请参考 zongsoft.data 项目的 readme.md 文档和 zongsoft.community 项目的代码。

提示: 下面的范例均基于 zongsoft.community 开源项目,该项目是一个完整的论坛社区的后台程序。你可能需要预先阅读一下该项目的《数据库表结构设计》文档,以便更好的理解范例代码的业务逻辑。

示例一

导航查询及导航过滤

var forums = this.dataaccess.select<forum>(
    condition.equal("siteid", this.user.siteid) &
    condition.in("visibility", visibility.internal, visibility.public) |
    (
        condition.equal("visibility", visibility.specified) &
        condition.exists("users",
                  condition.equal("userid", this.user.userid) &
                  (
                      condition.equal("ismoderator", true) |
                      condition.notequal("permission", permission.none)
                  )
        )
    ),
    "*, mostrecentthread{threadid,title,creator{name,nickname,avatar}}"
);

上述数据访问的查询方法大致生成如下sql脚本:

select
    t.*,
    t1.threadid as 'mostrecentthread.threadid',
    t1.title as 'mostrecentthread.title',
    t1.creatorid as 'mostrecentthread.creatorid',
    t2.userid as 'mostrecentthread.creator.userid',
    t2.name as 'mostrecentthread.creator.name',
    t2.nickname as 'mostrecentthread.creator.nickname',
    t2.avatar as 'mostrecentthread.creator.avatar'
from forum t
    left join thread as t1 on
        t.mostrecentthreadid=t1.threadid
    left join userprofile as t2 on
        t1.creatorid=t2.userid
where
    t.siteid = @p1 and
    t.visibility in (@p2, @p3) or
    (
        t.visibility = @p4 and
        exists
        (
            select u.siteid, u.forumid, u.userid
            from forumuser u
            where u.siteid = t.siteid and
                  u.forumid = t.forumid and
                  u.userid = @p5 and
                  (
                      u.ismoderator = @p6 or
                      u.permission != @p7
                  )
        )
    );

上述示例通过 select 查询方法的 schema 参数 (即值为 *, mostrecentthread{threadid,title,creator{name,nickname,avatar}} 的参数) 从数据结构关系的层次指定了查询数据的形状,因而不再需要 sql 或类 sql 语法中 join 这样命令式的语法元素,它不光提供了更简洁且语义化的 api 访问方式,而且还给数据访问引擎底层提供了更大的优化空间和自由度。

如果将 select 查询方法的 schema 参数值改为 *,moderators{*},mostrecentthread{threadid,title,creator{name,nickname,avatar}} 后,数据访问引擎会将查询内部分解为一对多的两条 sql 语句进行迭代执行,而这些都不需要业务层进行分拆处理,因而提升了效率并降低了业务层的复杂度。

注:schema 模式表达式通过 web api 提供给前端应用,将大大减少后端开发的工作量,提升前后端的工作效率。

示例二

一对多的关联新增

// 构建待新增的实体对象
var forum = new
{
    siteid = this.user.siteid,
    groupid = 100,
    name = "xxxx",

    // 一对多的导航属性
    users = new forumuser[]
    {
      new forumuser { userid = 1001, ismoderator = true },
      new forumuser { userid = 1002, permission = permission.read },
      new forumuser { userid = 1003, permission = permission.write },
    }
}

// 执行数据新增操作
this.dataaccess.insert<forum>(forum, "*, users{*}");

上述数据访问的新增方法大致生成如下sql脚本:

/* 主表插入语句,执行一次 */
insert into forum (siteid,forumid,groupid,name,...) values (@p1,@p2,@p3,@p4,...);

/* 子表插入语句,执行多次 */
insert into forumuser (siteid,forumid,userid,permission,ismoderator) values (@p1,@p2,@p3,@p4,@p5);

上述示例通过 insert 新增方法的 schema 参数(即值为 *,user{*} 的参数)指定了新增数据的形状,由数据访问引擎根据映射定义自动处理底层的 sql 执行方式,确保业务层代码的简洁和更高的执行效率。

示例三

一对一和一对多的关联更新,对于“一对多”的导航属性,还能确保该属性值 (集合类型) 以 upsert 模式写入。

public bool approve(ulong threadid)
{
    //构建更新的条件
    var criteria =
        condition.equal(nameof(thread.threadid), threadid) &
        condition.equal(nameof(thread.approved), false) &
        condition.equal(nameof(thread.siteid), this.user.siteid) &
        condition.exists("forum.users",
            condition.equal(nameof(forum.forumuser.userid), this.user.userid) &
            condition.equal(nameof(forum.forumuser.ismoderator), true));

    //执行数据更新操作
    return this.dataaccess.update<thread>(new
    {
        approved = true,
        approvedtime = datetime.now,
        post = new
        {
            approved = true,
        }
    }, criteria, "*,post{approved}") > 0;
}

上述数据访问的更新方法大致生成如下sql脚本:

/* 以下代码为支持 output/returning 子句的数据库(如:sqlserver,oracle,postgresql) */

/* 根据更新的关联键创建临时表 */
create table #tmp
(
    postid bigint not null
);

/* 更新主表,并将更新的关联键输出到内存临时表 */
update t set
    t.[approved]=@p1,
    t.[approvedtime]=@p2
output deleted.postid into #tmp
from [community_thread] as t
    left join [community_forum] as t1 on /* forum */
        t1.[siteid]=t.[siteid] and
        t1.[forumid]=t.[forumid]
where
    t.[threadid]=@p3 and
    t.[approved]=@p4 and
    t.[siteid]=@p5 and exists (
        select [siteid],[forumid]
        from [community_forumuser]
        where [siteid]=t1.[siteid] and
              [forumid]=t1.[forumid] and
              [userid]=@p6 and
              [ismoderator]=@p7
    );

/* 更新关联表 */
update t set
    t.[approved]=@p1
from [community_post] as t
where exists (
    select [postid]
    from #tmp
    where [postid]=t.[postid]);

上述示例通过 update 更新方法的 schema 参数(即值为 *,post{approved} 的参数)指定了更新数据的形状,数据访问引擎将根据数据库类型生成高效的 sql 语句,对于业务层而言这一切都是无感的、透明的。

对于一对多的导航属性,数据访问引擎默认将以 upsert 模式处理子集的写入,关于 upsert 更多信息请参考 zongsoft.data 项目文档。

性能

我们希望提供最佳的综合性价比,对于一个 orm 数据访问引擎来说,性能的关注点主要 (不限) 有这些要素:

  1. 生成简洁高效的 sql 脚本,并尽可能利用特定数据库的最新 sql 语法;
  2. 数据查询结果的实体组装(populate)过程必须高效;
  3. 避免反射,有效的语法树缓存。

实现层面我们采用 emitting 动态编译技术对实体组装(populate)、数据参数绑定等进行预热处理,可查阅 datapopulator 等相关类的源码深入了解。

其他

得益于 “以声明方式来表达数据结构关系” 的语义化设计理念,相对于命令式设计而言,它使得程序意图更加聚焦,天然地对底层数据的表达和优化更加宽容与自由。

更多详细内容 (譬如:读写分离、继承表、数据模式、映射文件、过滤器、验证器、类型转换、数据隔离) 请查阅相关文档。

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