В этой статье будет рассмотрен один из вариантов реализации паттерна репозиторий на базе LINQ to SQL.Сегодня LINQ to SQL – это одна из технологий Microsoft, предназначенная для решения проблемы объектно-реляционного отображения (object-relational mapping). Альтернативная технология Entity Framework является более мощным инструментом, однако у LINQ to SQL есть свои преимущества – относительная простота и низкоуровневость.
Данная статья — это попытка продемонстрировать сильные стороны LINQ to SQL. Паттерн репозиторий отлично ложится на парадигму LINQ to SQL.
Репозиторий
Для начала вспомним, что такое репозиторий.
public interface IRepository<T> where T: Entity
{
IQueryable<T> GetAll();
bool Save(T entity);
bool Delete(int id);
bool Delete(T entity);
}
* This source code was highlighted with Source Code Highlighter.Репозиторий – это фасад для доступа к базе данных. Весь код приложения за пределами репозитория работает с базой данных через него и только через него. Таким образом, репозиторий инкасулирует в себе логику работы с базой данных, это слой объектно-реляционного отображения в нашем приложении. Более точно, репозиторий, или хранилище, это интерфейс для доступа к данным одного типа – один класс модели, одна таблица базы данных в простейшем случае. Доступ к данным организуется через совокупность всех репозиторией. Обратите внимание, что интерфейс репозитория задается в терминах модели приложения: Entity – базовый класс для всех классов модели приложения (POCO-объекты).
public abstract class Entity
{
protected Entity()
{
Id = -1;
}
public int Id { get; set; }
public bool IsNew()
{
return Id == -1;
}
}
* This source code was highlighted with Source Code Highlighter.Вообще говоря, атрибут Id необходим только на уровне базы данных. На уровне модели приложения уникальность объектов может разрешаться без использования явного идентификатора. Таким образом, предлагаемое решение не совсем честное решение проблемы объектно-реляционного отображения с теоретической точки зрения. Однако на практике использование атрибута первичного ключа в модели приложения часто приводит к получению даже более гибких схем. Предлагаемое решение — компромисс между уровнем абстракции слоя базы данных и гибкостью архитектуры.
Методы интерфейса IRepository обеспечивают полный набор CRUD-операций.
GetAll – возвращает всю совокупность объектов данного типа, хранимых в БД. Фильтрация, сортировка и другие операции над выборкой объектов осуществляются на более высоком уровне, благодаря использованию интерфейса IQueryable<T>. Подробнее в разделе «Фильтры и конвейер».
Save – сохраняет объект модели в базе данных. В случае, если он новый, выполняется операция INSERT, иначе – UPDATE.
Delete – удаляет объект из базы данных. Предусмотрены два варианта вызова функции: с параметром id удаляемой записи и с параметром объектом класса модели приложения.
Реализация
Пусть у нас есть БД, состоящая из одной таблицы Customers.
CREATE TABLE dbo.Customers
(
[Id] int IDENTITY(1,1) NOT NULL PRIMARY KEY,
[Name] nvarchar(200) NOT NULL,
[Address] nvarchar(1000) NULL,
[Balance] money NOT NULL
)
* This source code was highlighted with Source Code Highlighter.Для начала добавим в проект файл dbml, в котором будут задаваться классы объектов модели базы данных и свойства их отображения. Для этого надо воспользоваться контекстным меню Solution Explorer (New Item…->Data->LINQ to SQL Classes) в Visual Studio. После появления окна дизайнера следует открыть Server Explorer и перетащить таблицу Customers в окно дизайнера. Вот что должно получиться:
В результате, Visual Studio сгенерирует класс Customer модели базы данных. Модель самого приложения в общем случае отличается от модели базы данных, но в данном примере они практически совпадают. Ниже приведено описание класса Customer модели приложения:
public class Customer : Entity
{
public string Name { get; set; }
public string Address { get; set; }
public decimal Balance { get; set; }
}
* This source code was highlighted with Source Code Highlighter.Пришло время заняться реализацией CustomersRepository – репозитория объектов типа Customer. Для того, чтобы избежать дублирования кода при создании репозиториев для других классов модели, большая часть функциональности вынесена в базовый класс.
public abstract class RepositoryBase<T, DbT> : IRepository<T>
where T : Entity where DbT : class, IDbEntity, new()
{
protected readonly DbContext context = new DbContext();
public IQueryable<T> GetAll()
{
return GetTable().Select(GetConverter());
}
public bool Save(T entity)
{
DbT dbEntity;
if (entity.IsNew())
{
dbEntity = new DbT();
}
else
{
dbEntity = GetTable().Where(x => x.Id == entity.Id).SingleOrDefault();
if (dbEntity == null)
{
return false;
}
}
UpdateEntry(dbEntity, entity);
if (entity.IsNew())
{
GetTable().InsertOnSubmit(dbEntity);
}
context.SubmitChanges();
entity.Id = dbEntity.Id;
return true;
}
public bool Delete(int id)
{
var dbEntity = GetTable().Where(x => x.Id == id).SingleOrDefault();
if (dbEntity == null)
{
return false;
}
GetTable().DeleteOnSubmit(dbEntity);
context.SubmitChanges();
return true;
}
public bool Delete(T entity)
{
return Delete(entity.Id);
}
protected abstract Table<DbT> GetTable();
protected abstract Expression<Func<DbT, T>> GetConverter();
protected abstract void UpdateEntry(DbT dbEntity, T entity);
}
* This source code was highlighted with Source Code Highlighter.Все классы модели LINQ to SQL имеют общий интерфейс IDbEntity:
public interface IDbEntity
{
int Id { get; }
}
* This source code was highlighted with Source Code Highlighter.К сожалению, средства визуального дизайнера не позволяют указать базовый класс для объектов LINQ to SQL. Для этого необходимо открыть файл dbml в редакторе XML (Open with...) и указать атрибут EntityBase у элемента Database:
<Database EntityBase="Data.Db.IDbEntity" ...>
* This source code was highlighted with Source Code Highlighter.Далее приведено описание класса CustomersRepository.
public class CustomersRepository : RepositoryBase<Customer, Db.Entities.Customer>
{
protected override Table<Db.Entities.Customer> GetTable()
{
return context.Customers;
}
protected override Expression<Func<Db.Entities.Customer, Customer>> GetConverter()
{
return c => new Customer
{
Id = c.Id,
Name = c.Name,
Address = c.Address,
Balance = c.Balance
};
}
protected override void UpdateEntry(Db.Entities.Customer dbCustomer, Customer customer)
{
dbCustomer.Name = customer.Name;
dbCustomer.Address = customer.Address;
dbCustomer.Balance = customer.Balance;
}
}
* This source code was highlighted with Source Code Highlighter.Фильтры и конвейер
Метод GetAll репозиториев возвращает объект, реализующий интерфейс IQueryable<T>. Это позволяет применять к выборке объектов операции фильтрации (метод Where), сортировки и любые другие операции, определенные над IQueryable<T>.
Для удобства часто употребляемые операции могут быть вынесены в extension-методы. Например, фильтрация по имени клиента.
public static IQueryable<Customer> WithNameLike(this IQueryable<Customer> q, string name)
{
return q.Where(customer => customer.Name.StartsWith(name));
}
* This source code was highlighted with Source Code Highlighter.Теперь мы можем использовать репозиторий следующим образом.
IRepository<Customer> rep = new CustomersRepository();
foreach (var cust in rep.GetAll().WithNameLike(“Google”).OrderBy(x => x.Name)) { … }
* This source code was highlighted with Source Code Highlighter.Неважно, какой сложности фильтры или другие операции, которые мы используем. Неважно сколько их. В результате будет выполнен ровно один запрос к базе данных. Этот принцип называется отложенным выполнением запросов (deferred execution) – итоговый SQL-запрос генерируется и исполняется только в момент, когда требуется получить итоговую выборку. В данном случае, это происходит непосредственно перед выполнением первой итерации цикла foreach.
Важное преимущество архитектуры – фильтры, как и всё приложение за исключением слоя репозиториев, работают над моделью приложения, а не над моделью базы данных.
Анализ
Далее проводится анализ генерируемых LINQ to SQL запросов к базе данных при выполнении той или иной операции над репозиторием.
GetAll. В случае примера:
rep.GetAll().WithNameLike(“Google”).OrderBy(x => x.Name)
* This source code was highlighted with Source Code Highlighter.Делается единственный запрос:
exec sp_executesql N'SELECT [t0].[Name], [t0].[Address], [t0].[Balance], [t0].[Id]
FROM [dbo].[Customers] AS [t0]
WHERE [t0].[Name] LIKE @p0
ORDER BY [t0].[Name]',N'@p0 nvarchar(7)',@p0=N'Google%'
* This source code was highlighted with Source Code Highlighter.Метод Save для нового объекта выполняет единственный запрос INSERT. Например:
exec sp_executesql N'INSERT INTO [dbo].[Customers]([Name], [Address], [Balance])
VALUES (@p0, @p1, @p2)
SELECT CONVERT(Int,SCOPE_IDENTITY()) AS [value]',N'@p0 nvarchar(6),@p1 nvarchar(3),@p2 money',@p0=N'Google',@p1=N'USA',@p2=$10000.0000
* This source code was highlighted with Source Code Highlighter.В случае вызова Save для существующего объекта или Delete выполняются два запроса. Первый – извлечение записи из базы данных. Например:
exec sp_executesql N'SELECT [t0].[Id], [t0].[Name], [t0].[Address], [t0].[Balance]
FROM [dbo].[Customers] AS [t0]
WHERE [t0].[Id] = @p0',N'@p0 int',@p0=29
* This source code was highlighted with Source Code Highlighter.Второй запрос – непосредственное выполнение операций UPDATE или DELETE, соответственно. Пример для DELETE:
exec sp_executesql N'DELETE FROM [dbo].[Customers] WHERE ([Id] = @p0) AND ([Name] = @p1) AND ([Address] = @p2) AND ([Balance] = @p3)',N'@p0 int,@p1 nvarchar(6),@p2 nvarchar(3),@p3 money',@p0=29,@p1=N'Google',@p2=N'USA',@p3=$10000.0000
* This source code was highlighted with Source Code Highlighter.В случае UPDATE и DELETE первый запрос является избыточным, однако без него не удастся сохранить или удалить объект, используя стандартные средства LINQ to SQL.
Один из вариантов избавления от ненужного запроса – использование хранимых процедур.
Заключение
Основная цель статьи – дать общее представление о паттерне репозиторий и его реализации на LINQ to SQL. Рассмотренный пример применения подхода слишком прост. В реальных приложениях возникает множество проблем при реализации данной архитектуры. Вот некоторые из них.
- Преобразование между объектом модели базы данных и объектом модели приложения может быть значительно более сложным. В таких случаях, невозможно реализовать фильтры над моделью приложения так, чтобы итоговый запрос можно было транслировать в SQL.
- Часто в качестве результата выборки необходимо получить результат соединения (JOIN) нескольких таблиц, а не данные лишь одной таблицы.
- Не все SQL-операции и функции имеют свой эквивалент в LINQ.
Исходный код к статье (проект ASP.NET MVC).
Ссылки по теме
Паттерн Repository (Martin Fowler)
Статьи по LINQ to SQL от Scott Guthrie
Storefront MVC (screencasts):
Repository Pattern
Pipes and Filters
