数据库提供程序

概述

EF Core 通过**提供程序(Provider)**模式支持多种数据库。每个提供程序负责将 EF Core 的通用操作翻译为特定数据库的 SQL 方言和特性。

支持的数据库

数据库	提供程序包	成熟度	适用场景
SQL Server	Microsoft.EntityFrameworkCore.SqlServer	✅ 官方	Windows 企业应用
PostgreSQL	Npgsql.EntityFrameworkCore.PostgreSQL	✅ 社区	Linux/跨平台首选
MySQL	Pomelo.EntityFrameworkCore.MySql	✅ 社区	Web 应用广泛使用
SQLite	Microsoft.EntityFrameworkCore.Sqlite	✅ 官方	移动/桌面/测试
Cosmos DB	Microsoft.EntityFrameworkCore.Cosmos	✅ 官方	NoSQL/文档数据库
Oracle	Oracle.EntityFrameworkCore	✅ 官方	Oracle 生态系统
Firebird	FirebirdSql.EntityFrameworkCore.Firebird	⚠️ 社区	遗留系统
IBM Db2	IBM.EntityFrameworkCore	⚠️ 官方	大型企业系统

SQL Server

安装

bash

dotnet add package Microsoft.EntityFrameworkCore.SqlServer
dotnet add package Microsoft.EntityFrameworkCore.Tools  # 迁移工具

配置

csharp

// Program.cs
builder.Services.AddDbContext<AppDbContext>(options =>
    options.UseSqlServer(connectionString, sqlOptions =>
    {
        // 启用重试策略(推荐生产环境)
        sqlOptions.EnableRetryOnFailure(
            maxRetryCount: 3,
            maxRetryDelay: TimeSpan.FromSeconds(10),
            errorNumbersToAdd: null);
        
        // 命令超时
        sqlOptions.CommandTimeout(30);
        
        // 迁移程序集
        sqlOptions.MigrationsAssembly(typeof(AppDbContext).Assembly.FullName);
    }));

SQL Server 特有功能

1. 行版本(乐观并发)

csharp

public class Product
{
    public int Id { get; set; }
    public string Name { get; set; }
    
    [Timestamp]
    public byte[] RowVersion { get; set; }
}

// 生成的列:
// [RowVersion] ROWVERSION NOT NULL

2. 计算列

csharp

modelBuilder.Entity<Order>(entity =>
{
    entity.Property(o => o.TotalAmount)
        .HasComputedColumnSql("[Quantity] * [UnitPrice]", stored: true);
});

3. 序列(Sequence)

csharp

// 创建序列
modelBuilder.HasSequence<int>("OrderNumberSequence")
    .StartsAt(1000)
    .IncrementsBy(1);

// 使用序列
modelBuilder.Entity<Order>(entity =>
{
    entity.Property(o => o.OrderNumber)
        .HasDefaultValueSql("NEXT VALUE FOR OrderNumberSequence");
});

4. 临时表(Temporal Tables)

csharp

modelBuilder.Entity<Product>(entity =>
{
    entity.ToTable(b => b.IsTemporal());
});

// 查询历史数据
var history = await context.Products
    .TemporalAsOf(DateTime.UtcNow.AddDays(-7))
    .Where(p => p.Id == 1)
    .ToListAsync();

5. 全文搜索

csharp

var products = await context.Products
    .Where(p => EF.Functions.FreeText(p.Description, "laptop computer"))
    .ToListAsync();

// 生成的 SQL:
// WHERE FREETEXT([p].[Description], N'laptop computer')

PostgreSQL

安装

bash

dotnet add package Npgsql.EntityFrameworkCore.PostgreSQL
dotnet add package Npgsql.EntityFrameworkCore.PostgreSQL.NetTopologySuite  # GIS 支持(可选)

配置

csharp

builder.Services.AddDbContext<AppDbContext>(options =>
    options.UseNpgsql(connectionString, npgsqlOptions =>
    {
        npgsqlOptions.EnableRetryOnFailure(
            maxRetryCount: 3,
            maxRetryDelay: TimeSpan.FromSeconds(10));
        
        npgsqlOptions.CommandTimeout(30);
        npgsqlOptions.MigrationsAssembly(typeof(AppDbContext).Assembly.FullName);
    }));

PostgreSQL 特有功能

1. JSONB 支持

csharp

public class Product
{
    public int Id { get; set; }
    public string Name { get; set; }
    
    // JSONB 列
    public JsonDocument Specifications { get; set; }
}

// 配置
modelBuilder.Entity<Product>(entity =>
{
    entity.Property(p => p.Specifications)
        .HasColumnType("jsonb");
});

// 查询 JSON 字段
var products = await context.Products
    .Where(p => p.Specifications.RootElement.GetProperty("color").GetString() == "red")
    .ToListAsync();

2. 数组类型

csharp

public class Blog
{
    public int Id { get; set; }
    public string[] Tags { get; set; }
}

// 配置
modelBuilder.Entity<Blog>(entity =>
{
    entity.Property(b => b.Tags)
        .HasColumnType("text[]");
});

// 查询数组
var blogs = await context.Blogs
    .Where(b => b.Tags.Contains("ef-core"))
    .ToListAsync();

3. 范围类型

csharp

public class Event
{
    public int Id { get; set; }
    public NpgsqlRange<DateTime> Duration { get; set; }
}

// 查询重叠的时间范围
var events = await context.Events
    .Where(e => e.Duration.Overlaps(
        new NpgsqlRange<DateTime>(startDate, endDate)))
    .ToListAsync();

4. ILIKE (不区分大小写搜索)

csharp

var products = await context.Products
    .Where(p => EF.Functions.ILike(p.Name, "%laptop%"))
    .ToListAsync();

// 生成的 SQL:
// WHERE [p].[Name] ILIKE '%laptop%'

5. PostGIS (地理空间数据)

bash

dotnet add package Npgsql.EntityFrameworkCore.PostgreSQL.NetTopologySuite

csharp

using NetTopologySuite.Geometries;

public class Location
{
    public int Id { get; set; }
    public Point Coordinates { get; set; }
}

// 配置
modelBuilder.Entity<Location>(entity =>
{
    entity.Property(l => l.Coordinates)
        .HasColumnType("geometry(point)");
});

// 查询附近的点
var userLocation = new Point(longitude, latitude) { SRID = 4326 };
var nearby = await context.Locations
    .OrderBy(l => l.Coordinates.Distance(userLocation))
    .Take(10)
    .ToListAsync();

MySQL

安装

bash

dotnet add package Pomelo.EntityFrameworkCore.MySql

配置

csharp

builder.Services.AddDbContext<AppDbContext>(options =>
    options.UseMySql(connectionString, 
        ServerVersion.AutoDetect(connectionString), 
        mysqlOptions =>
    {
        mysqlOptions.EnableRetryOnFailure(
            maxRetryCount: 3,
            maxRetryDelay: TimeSpan.FromSeconds(10));
        
        mysqlOptions.CommandTimeout(30);
        mysqlOptions.MigrationsAssembly(typeof(AppDbContext).Assembly.FullName);
    }));

MySQL 特有功能

1. 字符集配置

csharp

modelBuilder.Entity<Product>(entity =>
{
    entity.UseCollation("utf8mb4_unicode_ci");
});

2. 自增主键

csharp

public class Product
{
    [DatabaseGenerated(DatabaseGeneratedOption.Identity)]
    public int Id { get; set; }
}

// 生成的 SQL:
// `Id` INT NOT NULL AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY

3. FULLTEXT 索引

csharp

modelBuilder.Entity<Article>(entity =>
{
    entity.HasIndex(a => a.Content)
        .HasMethod("FULLTEXT");
});

// 全文搜索
var articles = await context.Articles
    .Where(a => EF.Functions.Match(a.Content, "search term"))
    .ToListAsync();

4. JSON 支持(MySQL 5.7+)

csharp

public class Product
{
    public int Id { get; set; }
    public string Specifications { get; set; }  // JSON 字符串
}

// 查询 JSON 字段
var products = await context.Products
    .Where(p => EF.Functions.JsonContains(
        p.Specifications, 
        "{\"color\": \"red\"}"))
    .ToListAsync();

SQLite

安装

bash

dotnet add package Microsoft.EntityFrameworkCore.Sqlite

配置

csharp

// 开发/测试环境
builder.Services.AddDbContext<AppDbContext>(options =>
    options.UseSqlite("Data Source=app.db"));

// 内存数据库(测试用)
builder.Services.AddDbContext<AppDbContext>(options =>
    options.UseSqlite("Data Source=:memory:"));

SQLite 特有考虑

1. 并发限制

csharp

// ⚠️ SQLite 默认不支持高并发写入
// 解决方案: 启用 WAL 模式

var connection = new SqliteConnection(connectionString);
connection.Open();
using var command = connection.CreateCommand();
command.CommandText = "PRAGMA journal_mode=WAL;";
command.ExecuteNonQuery();

2. 数据类型灵活性

csharp

// SQLite 是弱类型,所有整数都是 INTEGER
// 所有浮点数都是 REAL
// 注意: 不会强制检查类型约束

public class Product
{
    public int Id { get; set; }           // INTEGER
    public decimal Price { get; set; }    // REAL
    public DateTime CreatedAt { get; set; } // TEXT (ISO 8601)
}

3. 迁移限制

csharp

// ⚠️ SQLite 不支持某些 ALTER TABLE 操作
// 例如: 删除列、修改列类型

// 解决方案: 重新创建表
// dotnet ef migrations add MigrationName
// 手动编辑迁移文件,使用 RebuildTable 模式

4. 内存数据库测试

csharp

[Fact]
public async Task TestWithInMemorySqlite()
{
    var connection = new SqliteConnection("Data Source=:memory:");
    connection.Open();
    
    var options = new DbContextOptionsBuilder<AppDbContext>()
        .UseSqlite(connection)
        .Options;
    
    using var context = new AppDbContext(options);
    await context.Database.EnsureCreatedAsync();
    
    // 执行测试...
    
    connection.Close();
}

Cosmos DB

安装

bash

dotnet add package Microsoft.EntityFrameworkCore.Cosmos

配置

csharp

builder.Services.AddDbContext<AppDbContext>(options =>
    options.UseCosmos(
        "https://localhost:8081",
        "C2y6yDjf5/R+ob0N8A7Cgv30VRDJIWEHLM+4QDU5DE2nQ9nDuVTqobD4b8mGGyPMbIZnqyMsEcaGQy67XIw/Jw==",
        databaseName: "MyDatabase"));

Cosmos DB 特性

1. 无架构设计

csharp

public class Order
{
    public string Id { get; set; }  // 必须是 string
    public string CustomerId { get; set; }
    public List<OrderItem> Items { get; set; }
}

// 存储为 JSON 文档:
// {
//   "id": "order-123",
//   "customerId": "cust-456",
//   "items": [...],
//   "_rid": "...",
//   "_ts": 1234567890
// }

2. 分区键

csharp

modelBuilder.Entity<Order>(entity =>
{
    entity.ToContainer("Orders");
    entity.HasPartitionKey(o => o.CustomerId);  // 分区键
    entity.HasKey(o => o.Id);
});

3. 嵌入文档

csharp

public class Order
{
    public string Id { get; set; }
    public Address ShippingAddress { get; set; }  // 嵌入对象
}

public class Address
{
    public string Street { get; set; }
    public string City { get; set; }
}

// 存储为嵌套 JSON:
// {
//   "id": "order-123",
//   "shippingAddress": {
//     "street": "123 Main St",
//     "city": "Seattle"
//   }
// }

多数据库支持

策略 1: 条件注册

csharp

var dbType = builder.Configuration["Database:Type"];

if (dbType == "SqlServer")
{
    builder.Services.AddDbContext<AppDbContext>(options =>
        options.UseSqlServer(connectionString));
}
else if (dbType == "PostgreSQL")
{
    builder.Services.AddDbContext<AppDbContext>(options =>
        options.UseNpgsql(connectionString));
}
else if (dbType == "MySQL")
{
    builder.Services.AddDbContext<AppDbContext>(options =>
        options.UseMySql(connectionString, ServerVersion.AutoDetect(connectionString)));
}

策略 2: 抽象工厂

csharp

public interface IDbContextFactory
{
    AppDbContext Create();
}

public class SqlServerDbContextFactory : IDbContextFactory
{
    private readonly string _connectionString;
    
    public AppDbContext Create()
    {
        var options = new DbContextOptionsBuilder<AppDbContext>()
            .UseSqlServer(_connectionString)
            .Options;
        return new AppDbContext(options);
    }
}

public class PostgreSqlDbContextFactory : IDbContextFactory
{
    private readonly string _connectionString;
    
    public AppDbContext Create()
    {
        var options = new DbContextOptionsBuilder<AppDbContext>()
            .UseNpgsql(_connectionString)
            .Options;
        return new AppDbContext(options);
    }
}

策略 3: 避免数据库特定代码

csharp

// ❌ 错误: 使用 SQL Server 特定函数
.Where(p => SqlFunctions.DateDiff("day", p.CreatedAt, DateTime.Now) > 30)

// ✅ 正确: 使用标准 LINQ
.Where(p => EF.Functions.DateDiffDay(p.CreatedAt, DateTime.Now) > 30)

// ✅ 更好: 完全可移植
var cutoffDate = DateTime.Now.AddDays(-30);
.Where(p => p.CreatedAt < cutoffDate)

提供程序对比

功能支持矩阵

功能	SQL Server	PostgreSQL	MySQL	SQLite
LINQ 翻译	✅ 完整	✅ 完整	✅ 完整	✅ 基本
迁移支持	✅ 完整	✅ 完整	✅ 完整	⚠️ 部分
并发控制	✅ RowVersion	✅ xmin	⚠️ 有限	❌ 无
JSON 支持	✅ JSON	✅ JSONB	✅ JSON	⚠️ TEXT
全文搜索	✅ FreeText	✅ tsvector	✅ MATCH	❌ 无
空间数据	✅ Geography	✅ PostGIS	⚠️ 有限	⚠️ 有限
批量操作	✅ 优秀	✅ 优秀	✅ 良好	⚠️ 一般
性能(读)	⭐⭐⭐⭐	⭐⭐⭐⭐⭐	⭐⭐⭐⭐	⭐⭐⭐
性能(写)	⭐⭐⭐⭐	⭐⭐⭐⭐⭐	⭐⭐⭐⭐	⭐⭐
并发能力	⭐⭐⭐⭐⭐	⭐⭐⭐⭐⭐	⭐⭐⭐⭐	⭐⭐

选择建议

项目需求
│
├─ Windows 企业环境?
│  └─ ✅ SQL Server
│
├─ Linux/云原生?
│  └─ ✅ PostgreSQL
│
├─ Web 应用/WordPress 迁移?
│  └─ ✅ MySQL
│
├─ 移动/桌面应用?
│  └─ ✅ SQLite
│
├─ 需要 NoSQL/文档模型?
│  └─ ✅ Cosmos DB
│
└─ 不确定?
   └─ ✅ PostgreSQL (最佳性价比)

最佳实践

✅ 推荐做法

1. 使用连接字符串配置

json

// appsettings.json
{
  "ConnectionStrings": {
    "DefaultConnection": "Server=localhost;Database=MyApp;..."
  },
  "Database": {
    "Type": "SqlServer",
    "EnableRetry": true,
    "CommandTimeout": 30
  }
}

2. 启用重试策略(生产环境)

csharp

options.UseSqlServer(connectionString, sqlOptions =>
    sqlOptions.EnableRetryOnFailure(
        maxRetryCount: 3,
        maxRetryDelay: TimeSpan.FromSeconds(10)));

3. 避免数据库特定代码

csharp

// ✅ 使用标准 EF Core API
modelBuilder.Entity<Product>(entity =>
{
    entity.Property(p => p.Name).IsRequired();
    entity.HasIndex(p => p.Name).IsUnique();
});

// ❌ 避免直接使用原生 SQL 特性

4. 测试时使用 SQLite

csharp

// 单元测试
var options = new DbContextOptionsBuilder<AppDbContext>()
    .UseSqlite("Data Source=:memory:")
    .Options;

using var context = new AppDbContext(options);
await context.Database.EnsureCreatedAsync();

❌ 常见陷阱

1. 忽略提供程序差异

csharp

// ❌ SQL Server 语法
.Take(10)  // 生成 TOP 10

// ⚠️ 在不同数据库中行为可能不同
// 始终测试目标数据库

2. 不使用参数化查询

csharp

// ❌ SQL 注入风险
context.Products.FromSqlRaw($"SELECT * FROM Products WHERE Name = '{name}'");

// ✅ 参数化
context.Products.FromSqlRaw("SELECT * FROM Products WHERE Name = {0}", name);

3. 忽略时区问题

csharp

// ❌ DateTime 可能有时区问题
.Where(p => p.CreatedAt > DateTime.Now)

// ✅ 使用 UTC
.Where(p => p.CreatedAt > DateTime.UtcNow)

总结

提供程序选择决策树

开始
│
├─ 已有数据库?
│  └─ 使用该数据库的提供程序
│
├─ 新项目?
│  ├─ Windows 企业 → SQL Server
│  ├─ Linux/云 → PostgreSQL
│  ├─ Web 托管 → MySQL
│  ├─ 移动/桌面 → SQLite
│  └─ 全球 scale → Cosmos DB
│
└─ 需要多数据库支持?
   └─ 抽象 DbContext 配置,避免数据库特定代码

核心要点

选择合适的提供程序: 根据部署环境和需求
启用重试策略: 提高系统韧性
避免数据库锁定: 使用标准 EF Core API
测试目标数据库: 不要只在 InMemory 测试
监控性能差异: 不同数据库性能特征不同

数据库提供程序 ​

概述 ​

支持的数据库 ​

SQL Server ​

安装 ​

配置 ​

SQL Server 特有功能 ​

1. 行版本(乐观并发) ​

2. 计算列 ​

3. 序列(Sequence) ​

4. 临时表(Temporal Tables) ​

5. 全文搜索 ​

PostgreSQL ​

安装 ​

配置 ​

PostgreSQL 特有功能 ​

1. JSONB 支持 ​

2. 数组类型 ​

3. 范围类型 ​

4. ILIKE (不区分大小写搜索) ​

5. PostGIS (地理空间数据) ​

MySQL ​

安装 ​

配置 ​

MySQL 特有功能 ​

1. 字符集配置 ​

2. 自增主键 ​

3. FULLTEXT 索引 ​

4. JSON 支持(MySQL 5.7+) ​

SQLite ​

安装 ​

配置 ​

SQLite 特有考虑 ​

1. 并发限制 ​

2. 数据类型灵活性 ​

3. 迁移限制 ​

4. 内存数据库测试 ​

Cosmos DB ​

安装 ​

配置 ​

Cosmos DB 特性 ​

1. 无架构设计 ​

2. 分区键 ​

3. 嵌入文档 ​

多数据库支持 ​

策略 1: 条件注册 ​

策略 2: 抽象工厂 ​

策略 3: 避免数据库特定代码 ​

提供程序对比 ​

功能支持矩阵 ​

选择建议 ​

最佳实践 ​

✅ 推荐做法 ​

1. 使用连接字符串配置 ​

2. 启用重试策略(生产环境) ​

3. 避免数据库特定代码 ​

4. 测试时使用 SQLite ​

❌ 常见陷阱 ​

1. 忽略提供程序差异 ​

2. 不使用参数化查询 ​

3. 忽略时区问题 ​

总结 ​

提供程序选择决策树 ​

核心要点 ​

数据库提供程序

概述

支持的数据库

SQL Server

安装

配置

SQL Server 特有功能

1. 行版本(乐观并发)

2. 计算列

3. 序列(Sequence)

4. 临时表(Temporal Tables)

5. 全文搜索

PostgreSQL

安装

配置

PostgreSQL 特有功能

1. JSONB 支持

2. 数组类型

3. 范围类型

4. ILIKE (不区分大小写搜索)

5. PostGIS (地理空间数据)

MySQL

安装

配置

MySQL 特有功能

1. 字符集配置

2. 自增主键

3. FULLTEXT 索引

4. JSON 支持(MySQL 5.7+)

SQLite

安装

配置

SQLite 特有考虑

1. 并发限制

2. 数据类型灵活性

3. 迁移限制

4. 内存数据库测试

Cosmos DB

安装

配置

Cosmos DB 特性

1. 无架构设计

2. 分区键

3. 嵌入文档

多数据库支持

策略 1: 条件注册

策略 2: 抽象工厂

策略 3: 避免数据库特定代码

提供程序对比

功能支持矩阵

选择建议

最佳实践

✅ 推荐做法

1. 使用连接字符串配置

2. 启用重试策略(生产环境)

3. 避免数据库特定代码

4. 测试时使用 SQLite

❌ 常见陷阱

1. 忽略提供程序差异

2. 不使用参数化查询

3. 忽略时区问题

总结

提供程序选择决策树

核心要点