7.1 ORM 概念与 EF Core 架构

ORM（Object-Relational Mapping）：将对象模型与关系数据库映射的技术，核心优势：

• 用面向对象语法操作数据库（无需手写 SQL）；
• 屏蔽不同数据库差异（如 SQL Server/MySQL，代码无需修改）；
• 简化数据访问代码，提升开发效率。

EF Core（Entity Framework Core）：.NET 跨平台的 ORM 框架，支持.NET 5+特点：

• 轻量级、高性能；
• 支持代码优先（Code-First）、数据库优先（Database-First）两种开发模式；
• 可扩展（支持自定义插件，如批量操作、日志）。

EF Core 核心组件：

• DbContext：数据库上下文，管理实体与数据库的交互（如跟踪实体状态、执行查询、保存更改）；
• DbSet：表明数据库中的表，用于 CRUD 操作（如DbSet<User>对应 Users 表）；
• 实体（Entity）：映射到数据库表的类（如 User 类对应 Users 表，类的属性对应表的字段）；
• 模型构建器（ModelBuilder）：用于配置实体与表的映射关系（如主键、外键、字段类型）；
• 数据库提供程序：适配不同数据库（如Microsoft.EntityFrameworkCore.SqlServer、Pomelo.EntityFrameworkCore.MySql）。

7.2 数据模型设计与实体配置

实体设计原则：

1）每个实体对应一张表，类名提议与表名一致（或通过配置指定）；

2）主键属性提议命名为Id或[实体名]Id（如UserId），EF Core 默认识别；

3）属性类型与数据库字段类型匹配（如string对应nvarchar，int对应int）。

示例：基础实体类：

// 用户实体（对应Users表）
public class User
{
    public int Id { get; set; } // 主键（EF Core默认识别）
    public string Name { get; set; } // 对应Name字段（nvarchar）
    public int Age { get; set; } // 对应Age字段（int）
    public decimal Balance { get; set; } // 对应Balance字段（decimal）
    public DateTime CreateTime { get; set; } // 对应CreateTime字段（datetime2）

    // 导航属性：表明与Order的一对多关系（一个用户有多个订单）
    public List<Order> Orders { get; set; } = new List<Order>();
}
// 订单实体（对应Orders表）
public class Order
{
    public int Id { get; set; }
    public string OrderNo { get; set; } // 订单编号
    public decimal TotalAmount { get; set; } // 订单总金额
    public int UserId { get; set; } // 外键（关联User.Id）

    // 导航属性：表明与User的多对一关系（一个订单属于一个用户）
    public User User { get; set; }
}

实体配置方式：数据注解（Data Annotations）：直接在实体属性上添加特性，简单直观，示例：

public class User
{
    [Key] // 指定为主键（若命名不符合默认规则时使用）
    public int UserId { get; set; }

    [Required] // 非空（对应数据库字段NOT NULL）
    [MaxLength(50)] // 最大长度50（对应nvarchar(50)）
    public string Name { get; set; }

    [Column("UserAge")] // 指定数据库字段名为UserAge（而非Age）
    public int Age { get; set; }

    [NotMapped] // 不映射到数据库字段（仅内存中使用）
    public string FullName => $"用户-{Name}";
}

Fluent API：在DbContext的OnModelCreating方法中配置，支持更复杂的映射（如多对多关系、索引），示例：

public class AppDbContext : DbContext
{
    public DbSet<User> Users { get; set; }
    public DbSet<Order> Orders { get; set; }
    protected override void OnModelCreating(ModelBuilder modelBuilder)
    {
        // 配置User实体
        modelBuilder.Entity<User>(entity =>
                                  {
                                      entity.ToTable("Users"); // 指定表名（若类名与表名不同）
                                      entity.HasKey(u => u.Id); // 指定主键

                                      // 配置Name字段：非空、最大长度50、索引
                                      entity.Property(u => u.Name)
                                          .IsRequired()
                                          .HasMaxLength(50)
                                          .HasColumnType("nvarchar(50)");

                                      // 配置CreateTime：默认值为当前时间
                                      entity.Property(u => u.CreateTime)
                                          .HasDefaultValueSql("GETDATE()");

                                      // 配置与Order的一对多关系（一个User对应多个Order）
                                      entity.HasMany(u => u.Orders)
                                          .WithOne(o => o.User)
                                          .HasForeignKey(o => o.UserId) // 指定外键
                                          .OnDelete(DeleteBehavior.Cascade); // 级联删除（删除User时删除关联的Order）
                                  });
        // 配置Order实体
        modelBuilder.Entity<Order>(entity =>
                                   {
                                       entity.Property(o => o.OrderNo)
                                           .IsRequired()
                                           .HasMaxLength(20);

                                       // 为OrderNo创建唯一索引（避免重复订单号）
                                       entity.HasIndex(o => o.OrderNo).IsUnique();
                                   });
    }
}

7.3 DbContext 生命周期与配置

DbContext 生命周期：创建→使用→释放，需遵循 “短生命周期” 原则（避免长时间占用数据库连接），推荐用using语句管理。

DbContext 核心作用：

• 跟踪实体状态：实体有 4 种状态：Added（新增）、Modified（修改）、Deleted（删除）、Unchanged（未变更）；
• 执行查询：通过DbSet<T>或Set<T>()发起查询（最终转换为 SQL）；
• 保存更改：调用SaveChanges()/SaveChangesAsync()，将实体状态变更同步到数据库。

DbContext 配置（连接字符串）：

方式 1：重写 OnConfiguring 方法（简单场景）：

public class AppDbContext : DbContext
{
    protected override void OnConfiguring(DbContextOptionsBuilder optionsBuilder)
    {
        // 配置SQL Server连接字符串
        string connectionString = "Server=localhost;Database=MyDB;User ID=sa;Password=123456;TrustServerCertificate=True;";
        optionsBuilder.UseSqlServer(connectionString)
            .LogTo(Console.WriteLine); // 日志输出到控制台（便于调试SQL）
    }
    public DbSet<User> Users { get; set; }
    public DbSet<Order> Orders { get; set; }
}

方式 2：依赖注入配置（ASP.NET Core/Web API 场景，推荐）：

• 第一步：安装 NuGet 包Microsoft.EntityFrameworkCore.SqlServer；
• 第二步：在Program.cs中注册 DbContext：

var builder = WebApplication.CreateBuilder(args);
// 注册AppDbContext，从配置文件读取连接字符串
builder.Services.AddDbContext<AppDbContext> (options =>
{
    string connectionString = builder.Configuration.GetConnectionString("DefaultConnection");
    options.UseSqlServer(connectionString);
});
var app = builder.Build();

第三步：在appsettings.json中配置连接字符串：

{
    "ConnectionStrings": {
        "DefaultConnection": "Server=localhost;Database=MyDB;User ID=sa;Password=123456;TrustServerCertificate=True;"
    }
}

DbContext 使用示例（ASP.NET Core 控制器）：

[ApiController]
[Route("api/[controller]")]
public class UserController : ControllerBase
{
    private readonly AppDbContext _dbContext;
    // 构造函数注入AppDbContext（依赖注入自动管理生命周期）
    public UserController(AppDbContext dbContext)
    {
        _dbContext = dbContext;
    }
    // 查询所有用户
    [HttpGet]
    public async Task<ActionResult<List<User>>> GetAllUsers()
    {
        var users = await _dbContext.Users.ToListAsync();
        return Ok(users);
    }
    // 新增用户
    [HttpPost]
    public async Task<ActionResult<User>> AddUser(User user)
    {
        user.CreateTime = DateTime.Now;
        _dbContext.Users.Add(user); // 标记实体为Added状态
        await _dbContext.SaveChangesAsync(); // 同步到数据库，生成INSERT语句
        return CreatedAtAction(nameof(GetAllUsers), new { id = user.Id }, user);
    }
}

7.4 数据库迁移与版本控制

数据库迁移（Migration）：EF Core 通过迁移自动生成 / 更新数据库结构（基于实体模型），解决 “实体变更后手动修改数据库” 的问题，支持版本控制（可回滚到历史版本）。

迁移核心命令（通过 Package Manager Console 或.NET CLI）：

迁移操作步骤：

• 初始化迁移：
• 安装 EF Core 工具：dotnet tool install –global dotnet-ef；
• 创建第一个迁移：dotnet ef migrations add InitialCreate（生成迁移文件，包含创建表的 SQL 逻辑）；
• 应用迁移到数据库：dotnet ef database update（执行迁移文件，创建 Users、Orders 表）。
• 实体变更后更新迁移：
• 例如：给 User 类添加Email属性：public string Email { get; set; }；
• 创建新迁移：dotnet ef migrations add AddEmailToUser；
• 应用迁移：dotnet ef database update（自动生成 ALTER TABLE 语句，添加 Email 字段）。
• 回滚迁移：
• 回滚到 InitialCreate 版本：dotnet ef database update InitialCreate（删除 AddEmailToUser 迁移的变更，即删除 Email 字段）；
• （可选）删除回滚后的迁移文件：dotnet ef migrations remove。

迁移文件解析：

• 每个迁移包含两个文件：
• [迁移ID]_迁移名.cs（Up 方法：应用迁移的逻辑；Down 方法：回滚迁移的逻辑）；
• [迁移ID]_迁移名.Designer.cs（迁移元数据）。
• 示例：AddEmailToUser 迁移的 Up 方法：

protected override void Up(MigrationBuilder migrationBuilder)
{
    migrationBuilder.AddColumn<string>(
        name: "Email",
        table: "Users",
        type: "nvarchar(max)",
        nullable: true);
}
protected override void Down(MigrationBuilder migrationBuilder)
{
    migrationBuilder.DropColumn(
        name: "Email",
        table: "Users");
}

• 注意事项：

1）迁移文件需纳入版本控制（如 Git），确保团队成员使用一样的数据库结构；

2）生产环境迁移需谨慎，提议先在测试环境验证；
3）若手动修改了数据库结构，需确保与迁移文件一致，否则会导致迁移失败。