Entity Framework Core 使用HiLo生成主鍵

HiLo是在NHibernate中生成主鍵的一種方式，不過現在我們可以在Entity Framework Core中使用。所以在這篇內容中，我將向您在介紹如何在Entity Framework Core中使用HiLo生成主鍵。

什么是Hilo？

HiLo是High Low的簡寫，翻譯成中文叫高低位模式。

HiLo是由“Hi”和“Lo”兩部分生成主鍵的一種模式。“Hi”部分來自數據庫，“Lo”部分在內存中生成以創建唯一值。請記住，“Lo”是一個范圍數字，如0-100。因此，當“Hi”部分用完“Lo”范圍時，再次進行數據庫調用以獲得下一個“Hi數字”。所以HiLo模式的優點在於您預先可以知道主鍵的值，而不用每次都與數庫據發生交互。

總結有以下四點：

1. “Hi”部分由數據庫分配，兩個並發請求保證得到唯一的連續值；
2. 一旦獲取“Hi”部分，我們還需要知道“incrementSize”的值（“Lo”條目的數量）；
   “Lo”取的范圍：[0,incrementSize];
3. 標識范圍的公式是：(Hi - 1) * incrementSize) + 1 到 (Hi - 1) * incrementSize) + incrementSize)
4. 當所有“Lo”值使用完時，需要重新從數據庫中取出一個新的“Hi”值，並將“Lo”部分重置為0。

在這里演示在兩個並發事務中的例子，每個事務插入多個實體：

Sql Server 序列

在EF Core中使用HiLo生成主鍵，我們還需要了解Sql Server中一個概念序列（Sequence）。

序列是在SQL Server 2012中引入的（不過Oracle很早就已經實現了http://docs.oracle.com/cd/B19306_01/server.102/b14200/statements_6015.htm）。序列是用戶定義的對象，它根據創建的屬性生成一系列數值。它與 Identity 列相似，但它們之間有很多不同之處。例如，

• 序列用於生成數據庫范圍的序列號；
• 序列不與一個表相關聯，您可以將其與多個表相關聯；
• 它可以用於插入語句來插入標識值，也可以在T-SQL腳本中使用。

創建序列示例的SQL語句：

Create Sequence [dbo].[Sequence_Test] 
As [BigInt]         --整數類型
Start With 1        --起始值
Increment By 1      --增量值
MinValue 1          --最小值
MaxValue 9999999    --最大值
Cycle               --達到最值循環 [ CYCLE | NO CYCLE ]
Cache  5;           --每次取出5個值緩存使用 [ CACHE [<常量>] | NO CACHE ]

使用示例：

Create Table #T(Id BigInt Primary Key,[Time] DateTime);

Insert Into #T
			( Id , Time )
Values		( NEXT VALUE FOR [dbo].[Sequence_Test] , -- Id - bigint
			  GetDate()  -- Time - datetime
			  )
Go 10


Select * From #T

查詢結果：

Id	Time
1	2017-11-23 16:46:50.613
2	2017-11-23 16:46:50.643
3	2017-11-23 16:46:50.667
4	2017-11-23 16:46:50.677
5	2017-11-23 16:46:50.687
6	2017-11-23 16:46:50.697
7	2017-11-23 16:46:50.707
8	2017-11-23 16:46:50.717
9	2017-11-23 16:46:50.730
10	2017-11-23 16:46:50.740

關於序列更多的內容，可以查閱如下資料：

• http://www.cnblogs.com/CareySon/archive/2012/03/12/2391581.html
• http://www.cnblogs.com/dotnet261010/p/7082852.html
• http://sqlhints.com/2015/08/01/difference-between-sequence-and-identity-in-sql-server/
• https://raresql.com/2012/05/01/difference-between-identity-and-sequence/

使用HiLo生成主鍵

讓我們看看如何使用HiLo在Entity Framework Core中生成主鍵。

為了演示，我們創建了兩個沒有關系的實體。

    public class Category
    {
        public int CategoryID { get; set; }
        public string CategoryName { get; set; }
    }
    
    public class Product
    {
        public int ProductID { get; set; }
        public string ProductName { get; set; }
    }

請記住，EF Core按慣例配置一個名為Id或<type name>Id作為實體的主鍵屬性。現在我們需要創建我們的DBContext，在這里我們創建SampleDBContext.cs類：

public class SampleDBContext : DbContext
{
    public SampleDBContext()
    {
        Database.EnsureDeleted();
        Database.EnsureCreated();
    }
    protected override void OnConfiguring(DbContextOptionsBuilder optionbuilder)
    {
            var sqlConnectionStringBuilder = new SqlConnectionStringBuilder {
                DataSource = "****",
                InitialCatalog = "EFSampleDB",
                UserID = "sa",
                Password = "***"
            };
            optionsBuilder.UseSqlServer(sqlConnectionStringBuilder.ConnectionString);

    }

    protected override void OnModelCreating(ModelBuilder modelbuilder)
    {
        modelbuilder.ForSqlServerUseSequenceHiLo("DBSequenceHiLo");
    }

    public DbSet<Product> Products { get; set; }
    public DbSet<Category> Categories { get; set; }
}

• 在SampleDBContext構造函數初始化數據庫，類型於EF 6中的DropCreateDatabaseAlways；
• OnConfiguring() 方法用於配置數據庫鏈接字符串；
• OnModelCreating方法用於定義實體模型。要定義HiLo序列，請使用ForSqlServerUseSequenceHiLo擴展方法。您需要提供序列的名稱。

運行應用程序，您應該在創建“EFSampleDB”數據庫中看到Product表、Category表和DBSequenceHiLo序列。

以下是創建DBSequenceHiLo的腳本。

Create Sequence [dbo].[DBSequenceHiLo] 
 As [BigInt]
 Start With 1
 Increment By 10
 MinValue -9223372036854775808
 MaxValue 9223372036854775807
 Cache 
Go

正如你所看到的，它從1開始，遞增是10。

現在向數據庫中添加一些數據。以下代碼首先添加3個Category實體和調用SaveChanges()，然后添加3個Product實體並調用SaveChanges()。

    using (var dataContext = new SampleDBContext())
    {
        dataContext.Categories.Add(new Category() { CategoryName = "Clothing" });
        dataContext.Categories.Add(new Category() { CategoryName = "Footwear" });
        dataContext.Categories.Add(new Category() { CategoryName = "Accessories" });
        dataContext.SaveChanges();
        dataContext.Products.Add(new Product() { ProductName = "TShirts" });
        dataContext.Products.Add(new Product() { ProductName = "Shirts" });
        dataContext.Products.Add(new Product() { ProductName = "Causal Shoes" });
        dataContext.SaveChanges();
    }

當這個代碼第一次被執行，Clothing 實體通過Add方法增加到DBContext時，就會向數據庫調用獲取序列的值，我們也可以通過SQL Server Profiler來驗證它。

次調用dataContext.SaveChanges()時，3個Category實體將被保存。查看執行的SQL語句。主鍵值已經被生成，序列值的獲取也只執行了一次。

即使插入3個Product實體，序列值也不會從數據庫中獲取。只有當插入10條記錄（Lo部分耗盡）時，才會向數據庫調用獲得下一個（Hi部分）序列值。

向HiLo運用到單個實體

上面的代碼兩個表共用一個HiLo序列。如果您只想針對一個特定的表，那么您可以使用下面的代碼。

    modelbuilder.Entity<Category>().
            Property(o => o.CategoryID).ForSqlServerUseSequenceHiLo();

這段代碼將創建一個默認名稱為“EntityFrameworkHiLoSequence”的新序列，因為沒有指定名字。您也可以定義多個HiLo序列。例如：

    protected override void OnModelCreating(ModelBuilder modelbuilder)
    {
        modelbuilder.ForSqlServerUseSequenceHiLo("DBSequenceHiLo");
        modelbuilder.Entity<Category>()
                .Property(o => o.CategoryID).ForSqlServerUseSequenceHiLo();
    }

在數據庫中，將創建兩個序列。Category實體將使用EntityFrameworkHiLoSequence序號，所有其它實體使用DBSequenceHiLo序列。

配置HiLo序列

ForSqlServerHasSequence擴展方法不能更改起始值和增量值的選項。但是，有一種方法來定義這些選項。首先，使用HasSequence方法定義序列的StartAt和IncrementBy選項，然后再使用ForSqlServerUseSequenceHiLo()擴展方法，要保持序列的名稱一致。例如：

    modelbuilder.HasSequence<int>("DBSequenceHiLo")
                      .StartsAt(1000).IncrementsBy(5);
    modelbuilder.ForSqlServerUseSequenceHiLo("DBSequenceHiLo");

在這種情況下，生成DBSequenceHiLo的腳本如下。

CREATE SEQUENCE [dbo].[DBSequenceHiLo] 
 AS [int]
 START WITH 1000
 INCREMENT BY 5
 MINVALUE -2147483648
 MAXVALUE 2147483647
 CACHE 
GO

所以當我們執行相同的代碼插入3個Category實體，那么主鍵的值將從1000開始。

而且由於IncrementBy選項設置為“5”，所以當在上下文中添加第6個插入時，將進行數據庫調用以獲得下一個序列值。以下是插入3個Category實體然后插入3個的Product實體時SQL Server profiler的屏幕截圖，您可以看到數據庫調用獲取序列的下一個值的次數是2次。

如果您對在Entity Framework Core中使用HiLo生成主鍵感興趣，不防自己動手測試一下。

參考資料：

• https://vladmihalcea.com/2014/06/23/the-hilo-algorithm/
• http://www.talkingdotnet.com/use-hilo-to-generate-keys-with-entity-framework-core/