مهدی سعیدی فر مهدی سعیدی فر
اشتراک‌ها
دریافت کتاب Entity Framework Core in Action

یکی از بهترین کتاب‌های آموزش Entity Framework Core که نکات زیادی در مورد استفاده از EF در دنیای واقعی، بالا بردن سرعت و نوشتن کوئری‌های بهینه، پیاده سازی معماری CQRS و ... را بیان کرده است.

دریافت کتاب Entity Framework Core in Action
‫۵ سال و ۷ ماه قبل، جمعه ۲۴ اسفند ۱۳۹۷، ساعت ۱۵:۳۴
وحید نصیری وحید نصیری
مطالب
NHibernate و سطح اول cache آن

این روزها هیچکدام از فناوری‌های دسترسی به داده بدون امکان یکپارچگی آن‌ها با سیستم‌ها و روش‌های متفاوت caching ، مطلوب شمرده نمی‌شوند. ایده اصلی caching هم به زبان ساده به این صورت است :‌ فراهم آوردن روش‌هایی جهت میسر ساختن دسترسی سریعتر به داده‌هایی که به صورت متناوب در برنامه مورد استفاده قرار می‌گیرند، بجای مراجعه مستقیم به بانک اطلاعاتی و خواندن اطلاعات از دیسک سخت.
یکی از تفاوت‌های مهم NHibernate با اکثر ORM های موجود داشتن دو سطح متفاوت cache است : first level cache & second level cache .
برای نمونه Entity framework (در زمان نگارش این مطلب) تنها first level caching را پشتیبانی می‌کند و پروایدر توکار و یکپارچه‌ای را جهت second level caching ارائه نمی‌دهد.
در این قسمت قصد داریم First Level Cache را بررسی کنیم.

سطح اول caching در NHibernate چیست؟

سطح اول caching در تمام ORM هایی که آن‌را پشتیبانی می‌کنند مانند NHibernate ، در طول عمر یک تراکنش تعریف می‌گردد. در این حالت در طی یک تراکنش و طول عمر یک سشن، دریافت اطلاعات هر رکورد از بانک اطلاعاتی، تنها یکبار انجام خواهد شد؛ صرفنظر از اینکه کوئری دریافت اطلاعات آن چندبار فراخوانی می‌‌گردد. یکی از دلایل این روش هم آن است که هیچ دو شیء متفاوتی که هم اکنون در حافظه قرار دارند نباید بیانگر یک رکورد واحد از بانک اطلاعاتی باشند.
در NHibernate به صورت پیش فرض هر زمانیکه از شیء استاندارد session استفاده می‌کنید، سطح اول caching نیز فعال است. درست در زمانیکه سشن خاتمه می‌یابد، این سطح از caching نیز به صورت خودکار تخلیه خواهد گردید.
به first level caching اصطلاحا thought-out cache system یا Cache Through pattern و یا identity map هم گفته می‌شود.

مثال:

روش متداول و استاندارد کار با NHibernate عموما به صورت زیر است:

الف) دریافت شیء Session از Session Factory
ب) شروع یک تراکنش با فراخوانی متد BeginTransaction شیء Session
ج) برای مثال دریافت اطلاعات رکوردی با ID مساوی یک به کمک متد Get مرتبط با شیء Session : این اطلاعات مستقیما از بانک اطلاعاتی دریافت خواهد شد.
د) سپس مجددا سعی در دریافت رکوردی با ID مساوی یک. اینبار اطلاعات این شیء مستقیما از cache خوانده می‌شود و رفت و برگشتی به بانک اطلاعاتی نخواهیم داشت. به همین جهت به این روش identity map هم گفته می‌شود، زیرا NHibernate بر اساس ID منحصربفرد این اشیاء ، identity map خود را تشکیل می‌دهد.
ه) خاتمه‌ی سشن با فراخوانی متد Close آن
بلافاصله
الف) دریافت شیء Session از Session Factory
ب) شروع یک تراکنش با فراخوانی متد BeginTransaction شیء Session
ج) برای مثال دریافت اطلاعات رکوردی با ID مساوی یک به کمک متد Get مرتبط با شیء Session : این اطلاعات مستقیما از بانک اطلاعاتی دریافت خواهد شد (زیرا در یک سشن جدید قرار داریم و همچنین سشن قبلی بسته شده و کش آن تخلیه گشته است).
د) خاتمه‌ی سشن با فراخوانی متد Close آن


سؤال: آیا استفاده از یک سشن سراسری در برنامه صحیح است؟
پاسخ: خیر!
توضیحات: زمانیکه از یک سشن سراسری استفاده می‌کنید، کش NHibernate را در اختیار تمام کاربران همزمان سیستم قرار داده‌اید. در طی یک سشن، همانطور که عنوان شد، بر اساس IDهای اشیاء، یک identity map تشکیل می‌شود و در این حالت به ازای هر رکورد بانک اطلاعاتی فقط و فقط یک شیء در حافظه وجود خواهد داشت که این روش در محیط‌های چندکاربره مانند برنامه‌های وب به زودی تبدیل به نشت اطلاعات و یا تخریب اطلاعات می‌گردد. به همین جهت در این نوع برنامه‌ها روش session-per-request بهترین حالت کاری است.

سؤال: حین به روز رسانی اشیاء جدید، به خطا بر می‌خورم. مشکل در کجاست؟
فرض کنید شیء مفروض Customer را توسط متد session.Get از بانک اطلاعاتی دریافت و تعدادی از خواص آن‌را جهت ساخت شیء جدیدی از کلاس Customer استفاده کرده‌ایم. اکنون اگر بخواهیم این شیء جدید را در بانک اطلاعاتی ذخیره یا به روز رسانی کنیم، NHibernate این اجازه را نمی‌دهد! چرا؟
پاسخ:
خطای متداول این حالت عموما به صورت زیر است:
a different object with the same identifier value was already associated with the session
اگر شخصی با مکانیزم سطح اول caching در NHibernate آشنایی نداشته باشد، شاید ساعاتی را در انجمن‌های مرتبط، جهت یافتن روش حل خطای فوق سپری کند.
همانطور که عنوان شد، در طول یک سشن، نمی‌توان دو شیء با یک ID را به عنوان یک رکورد بانک اطلاعاتی مورد استفاده قرار داد. اولین فراخوانی Get ، سبب کش شدن آن شیء در identity map سطح اول caching می‌گردد.
راه حل:
الف) از چندین و چند شیء استفاده نکنید. هر رکورد باید تنها با یک وهله از شیء‌ایی متناظر باشد.
ب) می‌توان پیش از update‌، کش سطح اول را به صورت دستی خالی کرد. برای این منظور از متد Clear شیء سشن استفاده کنید.
ج) بجای استفاده از متد saveOrUpdate شیء سشن، از متد Merge آن استفاده کنید. به این صورت شیء جدید ایجاد شده با شیء موجود در کش یکی خواهد شد.
د) می‌توان بجای تخلیه کل کش (حالت ب)، کش مرتبط با شیء Customer را به صورت دستی خالی کرد. برای این منظور از متد Evict شیء سشن استفاده نمائید.

و لازم به ذکر است که متد Flush سبب تخلیه کش نمی‌گردد. کار این متد اعمال کلیه تغییرات اعمالی موجود در کش به بانک اطلاعاتی است و بیشتر جهت هماهنگ سازی این دو مورد استفاده قرار می‌گیرد.

سؤال: آیا می‌توان سطح اول caching را غیرفعال کرد؟
پاسخ:بله.
توضیحات:
عموما کلیه ORMs جهت Batching یا Bulk data operations (برای مثال ثبت تعداد زیادی رکورد یا به روز رسانی تعداد بالایی از آن‌ها، یا نمایش فقط خواندنی تعداد زیادی رکورد و گزارشگیری از آن‌ها) کارآیی مطلوبی ندارند. نمونه‌ای از آن‌را در مبحث جاری ملاحظه کرده‌اید. هر شیءایی که به نحوی به سشن جاری وارد می‌شود تحت نظر قرار می‌گیرد و این مورد در تعداد بالای ثبت یا به روز رسانی رکوردها، یعنی کاهش سرعت و کارآیی، به علاوه مصرف بالای حافظه. به همین جهت باید به خاطر داشت که ORMs جهت سناریوهای OLTP مناسب هستند و کسانی که سرعت و کارآیی ORMs را با Batch processing اندازه گیری می‌کنند، کلا درکی از فلسفه‌ی وجودی ORMs و ساختار درونی آن‌ها ندارند!
خوشبختانه NHibernate با معرفی Stateless Sessions بر این مشکل فائق آمده است. در اینجا بجای ISession تنها کافی است از IStatelessSession استفاده گردد:
using (IStatelessSession statelessSession = sessionFactory.OpenStatelessSession())
using (ITransaction transaction = statelessSession.BeginTransaction())
{
 //now insert 1,000,000 records!
}
در این حالت سیستم دو مزیت عمده را تجربه خواهد کرد: سرعت بالای ثبت اطلاعات با تعداد زیاد رکورد و همچنین مصرف پایین حافظه از آنجائیکه یک IStatelessSession ارجاعی را به اشیایی که بارگذاری می‌کند، در خود نگهداری نخواهد کرد.
تنها باید به خاطر داشت که در این حالت lazy loading پشتیبانی نمی‌شود و همچنین رخدادهای درونی NHibernate نیز لغو خواهند شد.

‫۱۳ سال و ۱۰ ماه قبل، جمعه ۱ بهمن ۱۳۸۹، ساعت ۲۱:۵۰
امیر هاشم زاده امیر هاشم زاده
مطالب
کارهایی جهت بالابردن کارآیی Entity Framework #3

در قسمت‌های قبلی (^ و ^) راهکارهایی جهت بالا بردن کارآیی، ارائه شد. در ادامه، به آخرین قسمت این سری اشاره خواهم کرد.

فراخوانی متد شناسایی تغییرات

یادآوری: قبل از هر چیز با توجه به این مقاله دانستن این نکته الزامی است که فراخوانی برخی متدها مانند DbSet.Add سبب فراخوانی DataContext.ChangeTracker.DetectChanges خواهند شد.

فرض کنید قصد افزودن 2000 موجودیت دانش آموز را دارید:

for (int i = 0; i < 2000; i++)
{
    Pupil pupil = GetNewPupil();
    db.Pupils.Add(pupil);
}
db.SaveChanges();
در کد بالا بدلیل فراخوانی متد DbSet.Add و به دنبال آن فراخوانی متد DetectChanges در هر بار اجرای حلقه (2000بار) مدت زمان اجرای کد بالا بسیار زیاد است و اگر به پروفایلر نگاهی بیاندازید، اشغال CPU توسط کوئری بالا، بیش از حد متعارف است.

اگر به تصویر بالا دقت کنید بیش از 34 ثانیه (خط 193 قسمت سوم شکل) جهت افزودن 2000 موجودیت به کانتکست سپری شده است. در حالی که درج این 2000 موجودیت کمی بیش از 1 ثانیه (خط 195 قسمت سوم شکل) که 379 میلی ثانیه (قسمت دوم شکل) آن مربوط به اجرای کوئری اختصاص یافته  طول کشیده است.
بیشترین زمان صرف شده‌ی برای درج 2000 موجودیت، در کد برنامه سپری شده است که با بررسی بیشتر در پروفایلر، متوجه زمان بر بودن فراخوانی متد ()DetectChanges که در فضای نام Data.Entity.Core وجود دارد خواهید شد. این متد 2000 بار به تعداد موجودیت هایی که قصد داریم به بانک اطلاعاتی اضافه نماییم، فراخوانی شده است.

همانطور که در شکل بالا مشخص است همان 34 ثانیه جهت ردیابی تغییرات صرف شده است. EF ردیابی تغییرات را بصورت پیش فرض هر زمانی که قصد افزودن یا ویرایش موجودیتی را داشته باشید، انجام خواهد داد و هر چه موجودیت‌های بیشتری را بخواهید ویرایش یا اضافه نمایید، این زمان نیز بیشتر خواهد شد. در حقیقت زمان لازم برای الگوریتم ردیابی تغییرات بصورت نمایی با رشد موجودیت‌ها افزوده می‌شود. به عبارت دیگر اگر این تعداد موجودیت‌ها را به 4000 عدد برسانید، مدت زمان لازم بیش از 2 برابر افزوده خواهد شد.

راه حل اول:
استفاده از متد ()AddRange ارائه شده در EF6 که جهت درج دسته‌ای (Bulk Insert) ارائه شده است: 
var list = new List<Pupil>();

for (int i = 0; i < 2000; i++)
{
    Pupil pupil = GetNewPupil();
    list.Add(pupil);
}

db.Pupils.AddRange(list);
db.SaveChanges();

راه حل دوم:
در سناریوهای پیچیده، مانند درج دسته‌ای چندین موجودیت، شاید مجبور به خاموش نمودن این قابلیت شوید:
db.Configuration.AutoDetectChangesEnabled = false;
توجه داشته باشید اگر قصد دارید از امکان ردیابی تغییرات مجددا بهره‌مند شوید، باید این قابلیت را نیز فعال نمایید. با خاموش نمودن ردیابی تغییرات بار دیگر کوئری ابتدایی را اجرا نمایید. مدت زمان لازم جهت افزودن 2000 موجودیت به کانتکست از بیش از 34 ثانیه به 85 میلی ثانیه کاهش یافته است؛ ولی اعمال تغییرات به بانک اطلاعاتی همانند مرتبه اول بیش از 1 ثانیه طول خواهد کشید.


ردیابی تغییرات

هنگامی که موجودیتی را از بانک اطلاعاتی دریافت نمایید، می‌توانید آن را ویرایش نمایید و مجددا به بانک اطلاعاتی اعمال نمایید. چون EF اطلاعی از قصد شما برای موجودیت نمی‌داند، مجبور است تغییرات شما را زیر نظر بگیرد که این زیر نظر گرفتن، هزینه و سربار دارد و این سربار و هزینه برای داده‌های زیاد، بیشتر خواهد شد. بنابراین اگر قصد دارید اطلاعاتی فقط خواندنی را از بانک اطلاعاتی دریافت نمایید، بهتر است صراحتا به EF بگویید این موجودیت را تحت ردیابی قرار ندهد.
string city = "New York";

List<School> schools = db.Schools
    .AsNoTracking()
    .Where(s => s.City == city)
    .Take(100)
    .ToList();

استفاده از متد AsNoTracking  در کد بالا سبب خواهد شد 100 مدرسه که در شهر نیویورک وجود دارد توسط EF، بدون تحت نظر گرفتن آن‌ها از بانک اطلاعاتی دریافت شوند و سرباری نیز تحمیل نشود.

ویوهای از قبل کامپایل شده

معمولا، هنگامی که از EF برای اولین بار استفاده می‌نمایید، ویوهایی ایجاد می‌گردد که برای ایجاد کوئری‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. این ویوها در طول حیات برنامه فقط یکبار ایجاد می‌شوند. ولی همین یکبار هم زمانبر هستند. خوشبختانه راه‌هایی وجود دارد که ایجاد این ویوها را در زمان runtime انجام نداد و آن راه، استفاده از ویوهای از پیش کامپایل شده است. یکی از راههای ایجاد این ویوها استفاده از Entity Framework Power Tools است. بعد از نصب اکستنشن، بر روی فایل کانتکست راست کلیک کرده و سپس گزینه‌ی Generate Views را از منوی Entity Framework انتخاب کنید.

توجه داشته باشید که هر تغییری را بعد از ایجاد این ویوها بر روی کانتکست اعمال نمایید، باید آن‌ها را مجددا تولید کنید. برای آشنایی بیشتر با این ویوها به این لینک مراجعه کنید. هم چنین پکیج نیوگتی بنام EFInteractiveViews نیز برای این منظور تهیه و توزیع شده است.


حذف کوئری‌های ابتدایی غیر ضروری

در هنگام شروع به کار با EF، چندین کوئری آغازین بر روی دیتابیس اجرا می‌شوند. یکی از کوئری‌های آغازین جهت تشخیص نسخه‌ی دیتابیس است که همانطور در تصویر زیر مشاهده می‌کنید، در حدود چند میلی ثانیه می‌باشد.

با توجه به توضیحات، در صورتیکه اطلاعی از نسخه‌ی دیتابیس دارید، می‌توانید این کوئری ابتدایی را تحریف نمایید. برای اینکار می‌توان توسط متد ()ResolveManifestToken کلاسی که اینترفیس IManifestTokenResolver را پیاده سازی کرده است، نسخه‌ی دیتابیس را برگردانیم و از یک رفت و برگشت به دیتابیس جلوگیری نماییم.

 public class CustomManifestTokenResolver : IManifestTokenResolver
{
    public string ResolveManifestToken(DbConnection connection)
    {
        return "2014";
    }
}
و توسط کلاسی که از کلاس DbConfiguration ارث بری کرده است آن را استفاده نماییم.
 public class CustomDbConfiguration : DbConfiguration
{
    public CustomDbConfiguration()
    {
        SetManifestTokenResolver(new CustomManifestTokenResolver());
    }
}


تخریب کانتکست

تخریب و از بین بردن کانتکست هنگامی که به آن نیاز نداریم بسیار ضروری است. یکی از روشهای اصولی برای Disposing کانتکست، محصور کردن آن بوسیله دستور Using است (البته فرض بر این است که قرار نیست از الگوهای اشاره شده استفاده نماییم). در صورت عدم تخریب صحیح کانتکست باید منتظر آسیب جدی به کارایی Garbage Collector جهت آزاد سازی منابع مورد استفاده کانتکست و هم چنین باز نمودن اتصالات جدید به دیتابیس باشید.


پاسخگویی به چندین درخواست بر روی یک کانکشن

EF از قابلیتی بنام Multiple Result Sets می‌تواند بهره ببرد که این قابلیت باعث می‌شود بر روی یک کانکشن ایجاد شده، یک یا چند درخواست از دیتابیس ارسال و یا دریافت شود که سبب کاهش تعداد رفت و برگشت به دیتابیس می‌شود. کاربرد دیگر این قابلیت، زمانی است که تاخیر زیادی (latency) بین اپلیکیشن و دیتابیس وجود دارد.

برای فعالسازی کافی است مقدار زیر را در کانکشن استرینگ اضافه نمایید:

MultipleActiveResultSets=True;


استفاده از متدهای ناهمگام

در C#5 و EF6 پشتیبانی خوبی از متدهای ناهمگام فراهم شده است و اکثر متدهایی مانند ToListAsync, CountAsync, FirstAsync, SaveChangesAsync و غیره که باعث رفت و برگشت به دیتابیس می‌شوند امکان پشتیبانی ناهمگام را نیز دارند. البته این قابلیت برای برنامه‌های یک درخواست در یک زمان شاید مفید نباشد؛ ولی برای برنامه‌های وبی برعکس. در برنامه وب جهت پشتیبانی از بارگذاری همزمان (concurrent) قابلیت ناهمگام (Async) سبب خواهد شد منابع تا زمان اجرای کوئری به ThreadPool بازگردانده شود و برای سرویس دهی مهیا باشند که باعث افزایش scalability خواهد شد.

بررسی و آزمایش با داده‌های واقعی

در اکثر مواقع کارآیی با حجیم شدن داده‌ها کاهش پیدا می‌کند (البته در صورت عدم رعایت اصول استاندارد). بنابراین بررسی کارآیی در محیط هایی با حجم داده‌های بالا ضروری است. هیچ چیز بدتر از آن نیست که همه چیز در محیط توسعه خوب و بی نقص باشد ولی در محیط عملیاتی به شکست بیانجامد. به همین جهت سعی کنید از ابزارهای تولید داده (^ و ^ و ^) برای ایجاد داده‌های آزمایشی استفاده نمایید. سپس کارآیی کوئری خود را مورد بررسی و آزمایش قرار دهید.

‫۸ سال و ۹ ماه قبل، چهارشنبه ۱۴ بهمن ۱۳۹۴، ساعت ۱۲:۵۵
وحید نصیری وحید نصیری
نظرات مطالب
یکدست کردن "ی" و "ک" در ASP.NET MVC با پیاده‌سازی یک Model Binder
در مطلب تکمیلی «یک دست سازی ی و ک در برنامه‌های Entity framework 6» روش دیگری برای اینکار معرفی شده‌است. در این حالت تمام کوئری‌هایی که توسط EF صادر می‌شوند و تمام پارامترهای آن‌ها پیش از ارسال به بانک اطلاعاتی، تحت کنترل قرار می‌گیرند (هر دو حالت کوئری‌های select و یا insert/update/delete توسط interceptorها در اختیار هستند و نه فقط حالت insert/update/delete مطلب قبلی).  
‫۹ سال و ۷ ماه قبل، جمعه ۷ فروردین ۱۳۹۴، ساعت ۰۲:۱۱