距離上次寫網誌的時間有點久，2022年想做個新專案，最近正在學習前端框架的技術，但還是要把.Net Core相關的網誌寫完，今天來講講常用的ORM吧。
ORM的基礎知識
什麼是ORM?
ORM，全名為Object Relational Mapping，中文可翻譯為物件關聯對應。後端工程師工作時會花很多時間在撰寫API，也會很常對資料庫進行一系列的操作，透過ORM可以讓我們在寫程式時，以更簡便的語法去對資料庫進行操作。不同程式語言各自發展出對應的ORM，在C#中常見的資料庫操作工作或套件有ADO.NET、Dapper、EntityFramework。ADO.NET可透過下SQL語句的方式操作資料庫(參1)，優點是如果對SQL語法的效能很熟悉，直接下SQL語法會是比較直觀的操作，但因為要防範SQL Injection，使用ADO,NET會大量的使用Parameter。而EntityFrame可以想像成被包裝成更方便的套件，同時使用物件導向，將物件對應到Model，但如果較複雜的使用需求，可能還是要搭配SQL語法一起使用。如果還是沒有感覺，就跟著一起練習吧，接下來阿猩會示範EntityFramework與SQL Servcer的組合來進行說明。
動手做一做
建立新的.NET Core MVC專案
dotnet new mvc -o EF_Test安裝EntityFramework
dotnet add package Microsoft.EntityFrameworkCore.SqlServer
dotnet add package Microsoft.EntityFrameworkCore.Sqlite建立Model
剛剛上述提到EntityFramework除了可以操作資料庫以外，更重要的是會將資料以Model的形式來做處理，故我們需要先建立一個Model來代表資料庫的Table Schema。取得TableModel的方式阿猩試過3種
1. 自己手動建立Class
2. 使用.Net Framework建立項目中的資料，並透過DB First取得
3. 使用scaffold指令來完成
建立後的DB Schema與Model會長得像是圖1
建立DbContext
接著是很關鍵的步驟，就是要建立一個Context的類別，這裡通常會包含是Table的名稱或是某一個共同工作會使用到的類別定義。物件名稱通常會以Context作為結尾(圖2-區塊1)，並繼承DbContext，這樣才能使用EntityFramework裡的功能。而初始化所塞進來的DbContextOptions類別，可以讓我們後續使用DI的方式設定一些參數，例如連線字串(圖2-區塊2)。
圖片2-區塊3中的ModelBuilder，則可以讓我們做一些其他的設定，例如當Table有多個key值時，我們可以透過HasKey來進行設定
而最後的圖2-區塊4則是宣告資料庫中欄位的區塊，利用DbSet並指定Table Schema的型別，之後就可以使用這個property跟資料庫溝通並映射，例如這裡的Animals類別就是圖1所建立類別。
建立連線字串
上面的步驟僅建立好DbContext的相關設定，但還缺少連線字串，如果沒有設定連線字是無法連到DB的。在建立DbContext的物件中，可以直接在區塊2內指定連線字串，但DbContext會隨著專案越來越多個，如果每個都寫死在裡面，某一天要改的時候就會很麻煩，而且還會有生命週期的問題。而.Net Core大量了使用DI的概念，透過註冊服務，可將連線字串統一寫在AppSettings中，而且還可以控制服務的生命週期，到底什麼是生命週期，後面章節會提到，這裡我們先照著步驟設定資料庫連線字串。
阿猩在使用MVC專案作為範例，不確定是因為.NET Core MVC專案本身就如此，還是因為阿猩使用了最新的.NET 6.0，原本在.NET 5.0的API專案中會有Startup可進行服務註冊，但這個測試專案居然沒有，好在研究一下發現概念差不多。
先在Program.cs中注入服務(圖3)，這段功能就是要針對前面步驟建立的AnimalDataContext，設定資料庫連線字串，而連線字串會使用GetConnectionString去取得，這麼一來就可以隨時抽換資料庫連線字串啦，甚至可以一個DbContext使用2個連線字串呢！而連線字串的本尊則是放在appsettings.json中(圖4)，一般工作時，通常也會將共用的參數放在appsettings.json中統一管理。
與資料庫溝通並取得資料
上述步驟已經將所有步驟準備好了，接著就是來測試設定是否都正確。首先要在HomeController.cs找到Index這個Action，這也是建立.NET MVC專案時，預設就會存在的Action，而且也有對應的View，所以阿猩就直接修改這個Action來做示範，如果是Web API的專案，可以透過PostMan或自行加入Swagger等方式來確認是否能正常取到資料庫的資料。
先將Index Action的程式碼改為下列
public IActionResult Index()
{
List<Animals> Result = new List<Animals>();
var Query = _AnimalDataContext.Animals.ToList();
foreach(var item in Query)
{
Animals Data = new Animals();
Data.Name = item.Name;
Data.Color = item.Color;
Data.Count = item.Count;
Result.Add(Data);
}
return View(Result);
}這裡的程式碼是表示，要使用AnimalDataContext，並指定Table(此範例為Animals)，取得資料庫資料後儲存於Query變數，這裡阿猩另外使用一個新的List<Animals>去接資料，因為實際工作使用時，前端不一定需要所有的資料，更多時候會需要加入業務邏輯、型別轉換等額外處理，這裡只是為了做個概念性示範而故意這樣寫。
最後要補上DI的最後一塊拼圖，雖然我們在Programe中已經註冊服務了，但程式本身是不可能知道我們何時要使用資料庫的，所以我們需要在Controller中補上下列的程式碼，logger是本來預設就存在的，我們僅需要補上AnimalDataContext的宣告即可。
private readonly ILogger<HomeController> _logger;
private readonly AnimalDataContext _AnimalDataContext;
public HomeController(ILogger<HomeController> logger, AnimalDataContext AnimalDataContext)
{
_logger = logger;
_AnimalDataContext = AnimalDataContext;
}
修改Index.cshtml的內容，這裡的程式碼，目的就是將Controller帶過來的Result取出來並顯示在網頁畫面上，儲存後執行dotnet run看到結果就大功告成囉(圖5)
@model List<EF_Test.Models.EF_Model.DBSetModel.Animals>
@{
ViewData["Title"] = "Home Page";
}
<div class="text-center">
<h1 class="display-4">Welcome</h1>
<p>Learn about <a href="https://docs.microsoft.com/aspnet/core">building Web apps with ASP.NET Core</a>.</p>
@foreach (var item in Model)
{
<div>
<span>@item.Name</span>
<span>@item.Color</span>
<span>@item.Count</span>
</div>
}
</div>
其他延伸概念
三層式架構概要
前面步驟是為了快速測試而簡化很多流程的寫法，但實際在業界使用時，如果將所有程式碼都寫在Controller將會是一件很可怕的事情。一般後端要處理的業務大致有幾個要點。
1. 跟Client端相關：如果是MVC會碰到ViewBag等資料傳遞的方法，如果前後端分離，則會需要組成JSON字串。
2. 業務邏輯相關：因應不同的專案、客戶需求、API功能等，會有很多自訂義的業務邏輯。
3. 資料庫相關：例如對DB進行CRUD、將Entity Model轉換成View需要的Model等等
時間一長，隨著專案變大將會變得難以維護，加上分工的情況，就算有將功能以Class或Method的方法封裝，還是會碰到一些問題，例如命名、重複程式碼過多等，因此，最好的方法就是將各自的職責拆開。
簡單練習分層
Controller用來控制流程，業務邏輯跟對資料庫操作應該要抽出來封裝，所以正常情況下，不應該讓Controller出現跟Db細節的指令，Controller應該只能使用封裝好的功能，專心處理與前端相關的流程作業。我們另外建立Interface及Service的資料夾，建立Interface與Service，並將原本Controller的程式碼搬遷至Service中。
using EF_Test.Models.EF_Model.DBSetModel;
namespace EF_Test.Interfaces.Home
{
public interface IHomeService
{
List<Animals> GetAnimals ();
}
}using EF_Test.Interfaces.Home;
using EF_Test.Models.EF_Model;
using EF_Test.Models.EF_Model.DBSetModel;
namespace EF_Test.Services.Home
{
public class HomeService : IHomeService
{
private readonly AnimalDataContext _AnimalDataContext;
public HomeService(AnimalDataContext AnimalDataContext)
{
_AnimalDataContext = AnimalDataContext;
}
public List<Animals> GetAnimals()
{
List<Animals> Result = new List<Animals>();
var Query = _AnimalDataContext.Animals.ToList();
foreach (var item in Query)
{
Animals Data = new Animals();
Data.Name = item.Name;
Data.Color = item.Color;
Data.Count = item.Count;
Result.Add(Data);
}
return Result;
}
}
}Controller中的程式碼則需要改為
public class HomeController : Controller
{
private readonly ILogger<HomeController> _logger;
private readonly IHomeService _IHomeService;
public HomeController(ILogger<HomeController> logger, IHomeService IHomeService)
{
_logger = logger;
_IHomeService = IHomeService;
}
public IActionResult Index()
{
List<Animals> Result = _IHomeService.GetAnimals();
return View(Result);
}
}執行dotnet run後開啟網頁會發現錯誤(圖6)，原因是因為我們在Controller呼叫了IHomeService，但在Programe卻沒有註冊服務，所以就會噴錯，只要在Program.cs加上下列程式碼，就大功告成啦
builder.Services.AddScoped<IHomeService,HomeService>();其中AddScoped就是上述一直提到的生命週期，根據服務的性質，有些可以共用，有些則需要在每次Request都重新實體化，像我們的範例，每個使用者進入網頁後，就會透過HomeController向資料庫要資料，但索取完資料丟給前端顯示後，就不需要再使用了，故使用Scope，能確保連線不會被長時間霸占，想了解更多的可參考(參2)。
AutoMap
將EntityFramework取出的資料送給前端時，阿猩刻意建立了一個List<Animals>去承接資料後才丟給前端，當Table 欄位變多的時候，一個一個手動賦值很麻煩也容易塞錯變數名稱。C#可使用Reflection進行類別的轉換，但對於新手而言，反射可能會比較艱深，這裡阿猩要介紹一個方便的套件AutoMap，透過AutoMap可快速的進行兩個類別之前的轉換，也可透過Formember進行較複雜的對應或忽略某些屬性等等，有興趣自行研究吧。
今天就講到這裡啦，阿猩祝大家2022年虎哩大發財~