EF（ADO.NET Entity Framework）

对象/关系映射框架

ADO.NET Entity Framework 是微软以 ADO.NET 为基础所发展出来的对象关系对应 (O/R Mapping) 解决方案。该框架曾经为.NET Framework的一部分，但version 6之后从.NET Framework分离出来。

简介

ADO.NET Entity Framework 以 Entity Data Model (EDM) 为主，将数据逻辑层切分为三块，分别为 Conceptual Schema, Mapping Schema 与 Storage Schema 三层，其上还有 Entity Client，Object Context 以及 LINQ 可以使用。

ADO.NET Entity Framework 建模

Entity Framework 技术的应用中，可针对数据库中各个表按照1:1 映射生成模型和映射信息，在代码中直接对表中数据进行增、删、改、查操作,但在实际应用中，这种简单的处理方式不利于进一步降低程序开发工作量，部分情况还违背了“程序开发以应用为中心的概念模型来工作”的理念，对象的概念不清晰。为此，对几种常用的数据库情景的建模方法进行介绍 [1] 。

版本信息

ADO.NET Entity Framework自.NET 3.5以来就被集成于.NET中，最新版本是Entity Framework 6.1.3。

版本	支持.NET	发布情况	备注
Entity Framework 3.5	2.0+	包含于.NET 3.5中	支持EDMX生成，通过扩展可支持POCO类的生成
Entity Framework 4.0	4.0+	包含于.NET 4.0中
Entity Framework 4.X	4.0+	可通过NuGet获取	支持Database First、Model First、Code First三种生成模式
Entity Framework 4.5	4.5+	集成于.NET 4.5中
Entity Framework 5.X	4.5+	可通过NuGet获取	支持枚举字段，性能有较大提升，支持.NET 4.0的版本为Entity Framework 4.4

背景

ADO.NET Entity Framework 架构图

长久以来，程序设计师和数据库总是保持着一种微妙的关系，在商用应用程序中，数据库一定是不可或缺的元件，这让程序设计师一定要为了连接与访问数据库而去学习 SQL 指令，因此在信息业中有很多人都在研究如何将程序设计模型和数据库集成在一起，对象关系对应 (Object-Relational Mapping) 的技术就是由此而生，像Hibernate或NHibernate都是这个技术下的产物，而微软虽然有了ADO.NET这个数据访问的利器，但却没有像NHibernate这样的对象对应工具，因此微软在.NET Framework 2.0发展时期，就提出了一个ObjectSpace的概念，ObjectSpace可以让应用程序可以用完全对象化的方法连接与访问数据库，其技术概念与NHibernate相当类似，然而ObjectSpace工程相当大，在.NET Framework 2.0完成时仍无法全部完成，因此微软将ObjectSpace纳入下一版本的.NET Framework中，并且再加上一个设计的工具(Designer)，构成了 ADO.NET Entity Framework。

Entity Framework 利用了抽象化数据结构的方式，将每个数据库对象都转换成应用程序对象 (entity)，而数据字段都转换为属性 (property)，关系则转换为结合属性 (association)，让数据库的 E/R 模型完全的转成对象模型，如此让程序设计师能用最熟悉的编程语言来调用访问。而在抽象化的结构之下，则是高度集成与对应结构的概念层、对应层和储存层，以及支持 Entity Framework 的数据提供者 (provider)，让数据访问的工作得以顺利与完整的进行 [2] 。

(1) 概念层：负责向上的对象与属性显露与访问。

(2) 对应层：将上方的概念层和底下的储存层的数据结构对应在一起。

(3) 储存层：依不同数据库与数据结构，而显露出实体的数据结构体，和 Provider 一起，负责实际对数据库的访问和 SQL 的产生。

架构

概念层结构

概念层结构定义了对象模型 (Object Model)，让上层的应用程序码可以如面向对象的方式般访问数据，概念层结构是由 CSDL (Conceptual Schema Definition Language) 所撰写。

一份概念层结构定义如下所示：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>

<Schema Namespace="Employees" Alias="Self" xmlns="ADO EDM Version 0.0">

<EntityContainer Name="EmployeesContext">

<EntitySet Name="Employees" EntityType="Employees.Employees" />

</EntityContainer>

<EntityType Name="Employees">

<Key>

<PropertyRef Name="EmployeeId" />

</Key>

<Property Name="EmployeeId" Type="Guid" Nullable="false" />

<Property Name="LastName" Type="String" Nullable="false" />

<Property Name="FirstName" Type="String" Nullable="false" />

<Property Name="Email" Type="String" Nullable="false" />

</EntityType>

</Schema>

对应层结构

对应层结构负责将上层的概念层结构以及下层的储存体结构中的成员结合在一起，以确认数据的来源与流向。对应层结构是由 MSL (Mapping Specification Language) 所撰写2。

一份对应层结构定义如下所示：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>

<Mapping Space="C-S" xmlns="urn:schemas-microsoft-com:windows:storage:mapping:CS">

<EntityContainerMapping StorageEntityContainer="dbo" CdmEntityContainer="EmployeesContext">

<EntitySetMapping Name="Employees" StoreEntitySet="Employees" TypeName="Employees.Employees">

<ScalarProperty Name="EmployeeId" ColumnName="EmployeeId" />

<ScalarProperty Name="LastName" ColumnName="LastName" />

<ScalarProperty Name="FirstName" ColumnName="FirstName" />

<ScalarProperty Name="Email" ColumnName="Email" />

</EntitySetMapping>

</EntityContainerMapping>

</Mapping>

储存层结构

储存层结构是负责与数据库管理系统 (DBMS) 中的数据表做实体对应 (Physical Mapping)，让数据可以输入正确的数据来源中，或者由正确的数据来源取出。它是由 SSDL (Storage Schema Definition Language) 所撰写3。

一份储存层结构定义如下所示：

?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>

<Schema Namespace="Employees.Store" Alias="Self"

Provider="System.Data.SqlClient"

ProviderManifestToken="2005"

xmlns="http://schemas.microsoft.com/ado/2006/04/edm/ssdl">

<EntityContainer Name="dbo">

<EntitySet Name="Employees" EntityType="Employees.Store.Employees" />

</EntityContainer>

<EntityType Name="Employees">

<Key>

<PropertyRef Name="EmployeeId" />

</Key>

<Property Name="EmployeeId" Type="uniqueidentifier" Nullable="false" />

<Property Name="LastName" Type="nvarchar" Nullable="false" MaxLength="50" />

<Property Name="FirstName" Type="nvarchar" Nullable="false" />

<Property Name="Email" Type="nvarchar" Nullable="false" />

</EntityType>

</Schema>

用户端

当定义好 Entity Data Model 的 CS/MS/SS 之后，即可以利用 ADO.NET Entity Framework 的用户端来访问 EDM，EDM 中的数据提供者会向数据来源访问数据，再传回用户端。

ADO.NET Entity Framework 有三种用户端4：

Entity Client

Entity Client 是 ADO.NET Entity Framework 中的本地用户端 (Native Client)，它的对象模型和 ADO.NET 的其他用户端非常相似，一样有 Connection, Command, DataReader 等对象，但最大的差异就是，它有自己的 SQL 指令 (Entity SQL)，可以用 SQL 的方式访问 EDM，简单的说，就是把 EDM 当成一个实体数据库。

// Initialize the EntityConnectionStringBuilder.

EntityConnectionStringBuilder entityBuilder = new EntityConnectionStringBuilder();

//Set the provider name.

entityBuilder.Provider = providerName;

// Set the provider-specific connection string.

entityBuilder.ProviderConnectionString = providerString;

// Set the Metadata location.

entityBuilder.Metadata = @"res://*/AdventureWorksModel.csdl|

res://*/AdventureWorksModel.ssdl|

res://*/AdventureWorksModel.msl";

Console.WriteLine(entityBuilder.ToString());

using (EntityConnection conn = new EntityConnection(entityBuilder.ToString()))

{

conn.Open();

Console.WriteLine("Just testing the connection.");

conn.Close();

}

Object Context

由于 Entity Client 太过于制式，而且也不太符合 ORM 的精神，因此微软在 Entity Client 的上层加上了一个供编程语言直接访问的界面，它可以把 EDM 当成对象般的访问，此界面即为 Object Context (Object Service)。

在 Object Context 中对 EDM 的任何动作，都会被自动转换成 Entity SQL 送到 EDM 中执行。

// Get the contacts with the specified name.

ObjectQuery<Contact> contactQuery = context.Contact

.Where("it.LastName = @ln AND it.FirstName = @fn",

new ObjectParameter("ln", lastName),

new ObjectParameter("fn", firstName));

LINQ to Entities

Object Context 将 EDM 的访问改变为一种对对象集合的访问方式，这也就让 LINQ 有了发挥的空间，因此 LINQ to Entities 也就由此而生，简单的说，就是利用 LINQ 来访问 EDM，让 LINQ 的功能可以在数据库中发挥。

using (AdventureWorksEntities AWEntities = new AdventureWorksEntities())

{

ObjectQuery<Product> products = AWEntities.Product;

IQueryable<Product> productNames =

from p in products

select p;

开发工具

ADO.NET Entity Framework 的开发，在 Visual Studio 2008 中有充份的支持，在安装 Visual Studio 2008 Service Pack 1 后，文件范本中即会出现 ADO.NET 实体数据模型 (ADO.NET Entity Data Model) 可让开发人员利用 Entity Model Designer 来设计 EDM，EDM 亦可由记事本或文本编辑器所编辑 [3] 。

派生服务

主条目：ADO.NET Data Services

ADO.NET Entity Model Designer

微软特别针对了网络上各种不同的应用程序 (例如 AJAX, Silverlight, Mashup 应用程序) 开发了一个基于 ADO.NET Entity Framework 之上的服务，称为 ADO.NET Data Services (项目代号为 Astoria)，并与 ADO.NET Entity Framework 一起包装在 .NET Framework 3.5 Service Pack 1 中发表。

支持厂商

有数个数据库厂商或元件开发商宣布要支持 ADO.NET Entity Framework:

(1) Core Lab，支持Oracle、MySQL、PostgreSQL 与 SQLite 数据库。

(2) IBM，实现 DB2 使用的 LINQ Provider。

(3) MySQL，发展 MySQL Server 所用的 Provider。

(4) Npqsql，发展 PostgreSQL 所用的 Provider。

(5) OpenLink Software，发展支持多种数据库所用的 Provider。

(6) Phoenix Software International，发展支持 SQLite 数据库的 Provider。

(7) Sybase，将支持 Anywhere 数据库。

(8) VistaDB Software，将支持 VistaDB 数据库。

(9) DataDirect Technologies，发展支持多种数据库所用的 Provider。

(10) Firebird，支持 Firebird 数据库。