مطالب
مهاجرت از SQL Membership به ASP.NET Identity
در این مقاله مهاجرت یک اپلیکیشن وب که توسط SQL Membership ساخته شده است را به سیستم جدید ASP.NET Identity بررسی می‌کنیم. برای این مقاله از یک قالب اپلیکیشن وب (Web Forms) که توسط Visual Studio 2010 ساخته شده است برای ساختن کاربران و نقش‌ها استفاده می‌کنیم. سپس با استفاده از یک SQL Script دیتابیس موجود را به دیتابیسی که ASP.NET Identity نیاز دارد تبدیل می‌کنیم. در قدم بعدی پکیج‌های مورد نیاز را به پروژه اضافه می‌کنیم و صفحات جدیدی برای مدیریت حساب‌های کاربری خواهیم ساخت. بعنوان یک تست، کاربران قدیمی که توسط SQL Membership ساخته شده بودند باید قادر باشند به سایت وارد شوند. همچنین کاربران جدید باید بتوانند بدون هیچ مشکلی در سیستم ثبت نام کنند. سورس کد کامل این مقاله را می‌توانید از این لینک دریافت کنید.


یک اپلیکیشن با SQL Membership بسازید

برای شروع به اپلیکیشنی نیاز داریم که از SQL Membership استفاده می‌کند و دارای داده هایی از کاربران و نقش‌ها است. برای این مقاله، بگذارید پروژه جدیدی توسط VS 2010 بسازیم.

حال با استفاده از ابزار ASP.NET Configuration دو کاربر جدید بسازید: oldAdminUser و oldUser.

نقش جدیدی با نام Admin بسازید و کاربر oldAdminUser را به آن اضافه کنید.

بخش جدیدی با نام Admin در سایت خود بسازید و فرمی بنام Default.aspx به آن اضافه کنید. همچنین فایل web.config این قسمت را طوری پیکربندی کنید تا تنها کاربرانی که در نقش Admin هستند به آن دسترسی داشته باشند. برای اطلاعات بیشتر به این لینک مراجعه کنید.

پنجره Server Explorer را باز کنید و جداول ساخته شده توسط SQL Membership را بررسی کنید. اطلاعات اصلی کاربران که برای ورود به سایت استفاده می‌شوند، در جداول aspnet_Users و aspnet_Membership ذخیره می‌شوند. داده‌های مربوط به نقش‌ها نیز در جدول aspnet_Roles ذخیره خواهند شد. رابطه بین کاربران و نقش‌ها نیز در جدول aspnet_UsersInRoles ذخیره می‌شود، یعنی اینکه هر کاربری به چه نقش هایی تعلق دارد.

برای مدیریت اساسی سیستم عضویت، مهاجرت جداول ذکر شده به سیستم جدید ASP.NET Identity کفایت می‌کند.

مهاجرت به Visual Studio 2013

  • برای شروع ابتدا Visual Studio Express 2013 for Web یا Visual Studio 2013 را نصب کنید.
  • حال پروژه ایجاد شده را در نسخه جدید ویژوال استودیو باز کنید. اگر نسخه ای از SQL Server Express را روی سیستم خود نصب نکرده باشید، هنگام باز کردن پروژه پیغامی به شما نشان داده می‌شود. دلیل آن وجود رشته اتصالی است که از SQL Server Express استفاده می‌کند. برای رفع این مساله می‌توانید SQL Express را نصب کنید، و یا رشته اتصال را طوری تغییر دهید که از LocalDB استفاده کند.
  • فایل web.config را باز کرده و رشته اتصال را مانند تصویر زیر ویرایش کنید.

  • پنجره Server Explorer را باز کنید و مطمئن شوید که الگوی جداول و داده‌ها قابل رویت هستند.
  • سیستم ASP.NET Identity با نسخه 4.5 دات نت فریم ورک و بالا‌تر سازگار است. پس نسخه فریم ورک پروژه را به آخرین نسخه (4.5.1) تغییر دهید.

پروژه را Build کنید تا مطمئن شوید هیچ خطایی وجود ندارد.

نصب پکیج‌های NuGet

در پنجره Solution Explorer روی نام پروژه خود کلیک راست کرده، و گزینه Manage NuGet Packages را انتخاب کنید. در قسمت جستجوی دیالوگ باز شده، عبارت "Microsoft.AspNet.Identity.EntityFramework" را وارد کنید. این پکیج را در لیست نتایج انتخاب کرده و آن را نصب کنید. نصب این بسته، نیازمندهای موجود را بصورت خودکار دانلود و نصب می‌کند: EntityFramework و ASP.NET Identity Core. حال پکیج‌های زیر را هم نصب کنید (اگر نمی‌خواهید OAuth را فعال کنید، 4 پکیج آخر را نادیده بگیرید).
  • Microsoft.AspNet.Identity.Owin
  • Microsoft.Owin.Host.SystemWeb
  • Microsoft.Owin.Security.Facebook
  • Microsoft.Owin.Security.Google
  • Microsoft.Owin.Security.MicrosoftAccount
  • Microsoft.Owin.Security.Twitter

مهاجرت دیتابیس فعلی به سیستم ASP.NET Identity

قدم بعدی مهاجرت دیتابیس فعلی به الگویی است، که سیستم ASP.NET Identity به آن نیاز دارد. بدین منظور ما یک اسکریپت SQL را اجرا می‌کنیم تا جداول جدیدی بسازد و اطلاعات کاربران را به آنها انتقال دهد. فایل این اسکریپت را می‌توانید از لینک https://github.com/suhasj/SQLMembership-Identity-OWIN دریافت کنید.
این اسکریپت مختص این مقاله است. اگر الگوی استفاده شده برای جداول سیستم عضویت شما ویرایش/سفارشی-سازی شده باید این اسکریپت را هم بر اساس این تغییرات بروز رسانی کنید.
پنجره Server Explorer را باز کنید. گره اتصال ApplicationServices را باز کنید تا جداول را مشاهده کنید. روی گره Tables کلیک راست کرده و گزینه New Query را انتخاب کنید.

در پنجره کوئری باز شده، تمام محتویات فایل Migrations.sql را کپی کنید. سپس اسکریپت را با کلیک کردن دکمه Execute اجرا کنید.

ممکن است با اخطاری مواجه شوید مبنی بر آنکه امکان حذف (drop) بعضی از جداول وجود نداشت. دلیلش آن است که چهار عبارت اولیه در این اسکریپت، تمام جداول مربوط به Identity را در صورت وجود حذف می‌کنند. از آنجا که با اجرای اولیه این اسکریپت چنین جداولی وجود ندارند، می‌توانیم این خطاها را نادیده بگیریم. حال پنجره Server Explorer را تازه (refresh) کنید و خواهید دید که پنج جدول جدید ساخته شده اند.

لیست زیر نحوه Map کردن اطلاعات از جداول SQL Membership به سیستم Identity را نشان می‌دهد.

  • aspnet_Roles --> AspNetRoles
  • aspnet_Users, aspnet_Membership --> AspNetUsers
  • aspnet_UsersInRoles --> AspNetUserRoles

جداول AspNetUserClaims و AspNetUserLogins خالی هستند. فیلد تفکیک کننده (Discriminator) در جدول AspNetUsers باید مطابق نام کلاس مدل باشد، که در مرحله بعدی تعریف خواهد شد. همچنین ستون PasswordHash به فرم 'encrypted password|password salt|password format' می‌باشد. این شما را قادر می‌سازد تا از رمزنگاری برای ذخیره و بازیابی کلمه‌های عبور استفاده کنید. این مورد نیز در ادامه مقاله بررسی شده است.



ساختن مدل‌ها و صفحات عضویت

بصورت پیش فرض سیستم ASP.NET Identity برای دریافت و ذخیره اطلاعات در دیتابیس عضویت از Entity Framework استفاده می‌کند. برای آنکه بتوانیم با جداول موجود کار کنیم، می‌بایست ابتدا مدل هایی که الگوی دیتابیس را نمایندگی می‌کنند ایجاد کنیم. برای این کار مدل‌های ما یا باید اینترفیس‌های موجود در Identity.Core را پیاده سازی کنند، یا می‌توانند پیاده سازی‌های پیش فرض را توسعه دهند. پیاده سازی‌های پیش فرض در Microsoft.AspNet.Identity.EntityFramework وجود دارند.
در نمونه ما، جداول AspNetRoles, AspNetUserClaims, AspNetLogins و AspNetUserRole ستون هایی دارند که شباهت زیادی به پیاده سازی‌های پیش فرض سیستم Identity دارند. در نتیجه می‌توانیم از کلاس‌های موجود، برای Map کردن الگوی جدید استفاده کنیم. جدول AspNetUsers ستون‌های جدیدی نیز دارد. می‌توانیم کلاس جدیدی بسازیم که از IdentityUser ارث بری کند و آن را گسترش دهیم تا این فیلدهای جدید را پوشش دهد.
پوشه ای با نام Models بسازید (در صورتی که وجود ندارد) و کلاسی با نام User به آن اضافه کنید.

کلاس User باید کلاس IdentityUser را که در اسمبلی Microsoft.AspNet.Identity.EntityFramework وجود دارد گسترش دهد. خاصیت هایی را تعریف کنید که نماینده الگوی جدول AspNetUser هستند. خواص ID, Username, PasswordHash و SecurityStamp در کلاس IdentityUser تعریف شده اند، بنابراین این خواص را در لیست زیر نمی‌بینید.

  public class User : IdentityUser
    {
        public User()
        {
            CreateDate = DateTime.Now;
            IsApproved = false;
            LastLoginDate = DateTime.Now;
            LastActivityDate = DateTime.Now;
            LastPasswordChangedDate = DateTime.Now;
            LastLockoutDate = DateTime.Parse("1/1/1754");
            FailedPasswordAnswerAttemptWindowStart = DateTime.Parse("1/1/1754");
            FailedPasswordAttemptWindowStart = DateTime.Parse("1/1/1754");
        }

        public System.Guid ApplicationId { get; set; }
        public string MobileAlias { get; set; }
        public bool IsAnonymous { get; set; }
        public System.DateTime LastActivityDate { get; set; }
        public string MobilePIN { get; set; }
        public string Email { get; set; }
        public string LoweredEmail { get; set; }
        public string LoweredUserName { get; set; }
        public string PasswordQuestion { get; set; }
        public string PasswordAnswer { get; set; }
        public bool IsApproved { get; set; }
        public bool IsLockedOut { get; set; }
        public System.DateTime CreateDate { get; set; }
        public System.DateTime LastLoginDate { get; set; }
        public System.DateTime LastPasswordChangedDate { get; set; }
        public System.DateTime LastLockoutDate { get; set; }
        public int FailedPasswordAttemptCount { get; set; }
        public System.DateTime FailedPasswordAttemptWindowStart { get; set; }
        public int FailedPasswordAnswerAttemptCount { get; set; }
        public System.DateTime FailedPasswordAnswerAttemptWindowStart { get; set; }
        public string Comment { get; set; }
    }

حال برای دسترسی به دیتابیس مورد نظر، نیاز به یک DbContext داریم. اسمبلی Microsoft.AspNet.Identity.EntityFramework کلاسی با نام IdentityDbContext دارد که پیاده سازی پیش فرض برای دسترسی به دیتابیس ASP.NET Identity است. نکته قابل توجه این است که IdentityDbContext آبجکتی از نوع TUser را می‌پذیرد. TUser می‌تواند هر کلاسی باشد که از IdentityUser ارث بری کرده و آن را گسترش می‌دهد.

در پوشه Models کلاس جدیدی با نام ApplicationDbContext بسازید که از IdentityDbContext ارث بری کرده و از کلاس User استفاده می‌کند.

public class ApplicationDbContext : IdentityDbContext<User>
{
        
}

مدیریت کاربران در ASP.NET Identity توسط کلاسی با نام UserManager انجام می‌شود که در اسمبلی Microsoft.AspNet.Identity.EntityFramework قرار دارد. چیزی که ما در این مرحله نیاز داریم، کلاسی است که از UserManager ارث بری می‌کند و آن را طوری توسعه می‌دهد که از کلاس User استفاده کند.

در پوشه Models کلاس جدیدی با نام UserManager بسازید.

public class UserManager : UserManager<User>
{
        
}

کلمه عبور کاربران بصورت رمز نگاری شده در دیتابیس ذخیره می‌شوند. الگوریتم رمز نگاری SQL Membership با سیستم ASP.NET Identity تفاوت دارد. هنگامی که کاربران قدیمی به سایت وارد می‌شوند، کلمه عبورشان را توسط الگوریتم‌های قدیمی SQL Membership رمزگشایی می‌کنیم، اما کاربران جدید از الگوریتم‌های ASP.NET Identity استفاده خواهند کرد.

کلاس UserManager خاصیتی با نام PasswordHasher دارد. این خاصیت نمونه ای از یک کلاس را ذخیره می‌کند، که اینترفیس IPasswordHasher را پیاده سازی کرده است. این کلاس هنگام تراکنش‌های احراز هویت کاربران استفاده می‌شود تا کلمه‌های عبور را رمزنگاری/رمزگشایی شوند. در کلاس UserManager کلاس جدیدی بنام SQLPasswordHasher بسازید. کد کامل را در لیست زیر مشاهده می‌کنید.

public class SQLPasswordHasher : PasswordHasher
{
        public override string HashPassword(string password)
        {
            return base.HashPassword(password);
        }

        public override PasswordVerificationResult VerifyHashedPassword(string hashedPassword, string providedPassword)
        {
            string[] passwordProperties = hashedPassword.Split('|');
            if (passwordProperties.Length != 3)
            {
                return base.VerifyHashedPassword(hashedPassword, providedPassword);
            }
            else
            {
                string passwordHash = passwordProperties[0];
                int passwordformat = 1;
                string salt = passwordProperties[2];
                if (String.Equals(EncryptPassword(providedPassword, passwordformat, salt), passwordHash, StringComparison.CurrentCultureIgnoreCase))
                {
                    return PasswordVerificationResult.SuccessRehashNeeded;
                }
                else
                {
                    return PasswordVerificationResult.Failed;
                }
            }
        }

        //This is copied from the existing SQL providers and is provided only for back-compat.
        private string EncryptPassword(string pass, int passwordFormat, string salt)
        {
            if (passwordFormat == 0) // MembershipPasswordFormat.Clear
                return pass;

            byte[] bIn = Encoding.Unicode.GetBytes(pass);
            byte[] bSalt = Convert.FromBase64String(salt);
            byte[] bRet = null;

            if (passwordFormat == 1)
            { // MembershipPasswordFormat.Hashed 
                HashAlgorithm hm = HashAlgorithm.Create("SHA1");
                if (hm is KeyedHashAlgorithm)
                {
                    KeyedHashAlgorithm kha = (KeyedHashAlgorithm)hm;
                    if (kha.Key.Length == bSalt.Length)
                    {
                        kha.Key = bSalt;
                    }
                    else if (kha.Key.Length < bSalt.Length)
                    {
                        byte[] bKey = new byte[kha.Key.Length];
                        Buffer.BlockCopy(bSalt, 0, bKey, 0, bKey.Length);
                        kha.Key = bKey;
                    }
                    else
                    {
                        byte[] bKey = new byte[kha.Key.Length];
                        for (int iter = 0; iter < bKey.Length; )
                        {
                            int len = Math.Min(bSalt.Length, bKey.Length - iter);
                            Buffer.BlockCopy(bSalt, 0, bKey, iter, len);
                            iter += len;
                        }
                        kha.Key = bKey;
                    }
                    bRet = kha.ComputeHash(bIn);
                }
                else
                {
                    byte[] bAll = new byte[bSalt.Length + bIn.Length];
                    Buffer.BlockCopy(bSalt, 0, bAll, 0, bSalt.Length);
                    Buffer.BlockCopy(bIn, 0, bAll, bSalt.Length, bIn.Length);
                    bRet = hm.ComputeHash(bAll);
                }
            }

            return Convert.ToBase64String(bRet);
    }
}



دقت کنید تا فضاهای نام System.Text و System.Security.Cryptography را وارد کرده باشید.

متد EncodePassword کلمه عبور را بر اساس پیاده سازی پیش فرض SQL Membership رمزنگاری می‌کند. این الگوریتم از System.Web گرفته می‌شود. اگر اپلیکیشن قدیمی شما از الگوریتم خاصی استفاده می‌کرده است، همینجا باید آن را منعکس کنید. دو متد دیگر نیز بنام‌های HashPassword و VerifyHashedPassword نیاز داریم. این متدها از EncodePassword برای رمزنگاری کلمه‌های عبور و تایید آنها در دیتابیس استفاده می‌کنند.

سیستم SQL Membership برای رمزنگاری (Hash) کلمه‌های عبور هنگام ثبت نام و تغییر آنها توسط کاربران، از PasswordHash, PasswordSalt و PasswordFormat استفاده می‌کرد. در روند مهاجرت، این سه فیلد در ستون PasswordHash جدول AspNetUsers ذخیره شده و با کاراکتر '|' جدا شده اند. هنگام ورود کاربری به سایت، اگر کله عبور شامل این فیلدها باشد از الگوریتم SQL Membership برای بررسی آن استفاده می‌کنیم. در غیر اینصورت از پیاده سازی پیش فرض ASP.NET Identity استفاده خواهد شد. با این روش، کاربران قدیمی لازم نیست کلمه‌های عبور خود را صرفا بدلیل مهاجرت اپلیکیشن ما تغییر دهند.

کلاس UserManager را مانند قطعه کد زیر بروز رسانی کنید.

public UserManager()
            : base(new UserStore<User>(new ApplicationDbContext()))
        {
            this.PasswordHasher = new SQLPasswordHasher();
 }

ایجاد صفحات جدید مدیریت کاربران

قدم بعدی ایجاد صفحاتی است که به کاربران اجازه ثبت نام و ورود را می‌دهند. صفحات قدیمی SQL Membership از کنترل هایی استفاده می‌کنند که با ASP.NET Identity سازگار نیستند. برای ساختن این صفحات جدید به این مقاله مراجعه کنید. از آنجا که در این مقاله پروژه جدید را ساخته ایم و پکیج‌های لازم را هم نصب کرده ایم، می‌توانید مستقیما به قسمت Adding Web Forms for registering users to your application بروید.
چند تغییر که باید اعمال شوند:
  • فایل‌های Register.aspx.cs و Login.aspx.cs از کلاس UserManager استفاده می‌کنند. این ارجاعات را با کلاس UserManager جدیدی که در پوشه Models ساختید جایگزین کنید.
  • همچنین ارجاعات استفاده از کلاس IdentityUser را به کلاس User که در پوشه Models ساختید تغییر دهید.
  • لازم است توسعه دهنده مقدار ApplicationId را برای کاربران جدید طوری تنظیم کند که با شناسه اپلیکیشن جاری تطابق داشته باشد. برای این کار می‌توانید پیش از ساختن حساب‌های کاربری جدید در فایل Register.aspx.cs ابتدا شناسه اپلیکیشن را بدست آورید و اطلاعات کاربر را بدرستی تنظیم کنید.
مثال: در فایل Register.aspx.cs متد جدیدی تعریف کنید که جدول aspnet_Applications را بررسی میکند و شناسه اپلیکیشن را بر اساس نام اپلیکیشن بدست می‌آورد.
private Guid GetApplicationID()
{
    using (SqlConnection connection = new SqlConnection(ConfigurationManager.ConnectionStrings["ApplicationServices"].ConnectionString))
            {
                string queryString = "SELECT ApplicationId from aspnet_Applications WHERE ApplicationName = '/'"; //Set application name as in database

                SqlCommand command = new SqlCommand(queryString, connection);
                command.Connection.Open();

                var reader = command.ExecuteReader();
                while (reader.Read())
                {
                    return reader.GetGuid(0);
                }

            return Guid.NewGuid();
        }
}


  حال می‌توانید این مقدار را برای آبجکت کاربر تنظیم کنید.
var currentApplicationId = GetApplicationID();

User user = new User() { UserName = Username.Text,
ApplicationId=currentApplicationId, …};
در این مرحله می‌توانید با استفاده از اطلاعات پیشین وارد سایت شوید، یا کاربران جدیدی ثبت کنید. همچنین اطمینان حاصل کنید که کاربران پیشین در نقش‌های مورد نظر وجود دارند.
مهاجرت به ASP.NET Identity مزایا و قابلیت‌های جدیدی را به شما ارائه می‌کند. مثلا کاربران می‌توانند با استفاده از تامین کنندگان ثالثی مثل Facebook, Google, Microsoft, Twitter و غیره به سایت وارد شوند. اگر به سورس کد این مقاله مراجعه کنید خواهید دید که امکانات OAuth نیز فعال شده اند.
در این مقاله انتقال داده‌های پروفایل کاربران بررسی نشد. اما با استفاده از نکات ذکر شده می‌توانید پروفایل کاربران را هم بسادگی منتقل کنید. کافی است مدل‌های لازم را در پروژه خود تعریف کرده و با استفاده از اسکریپت‌های SQL داده‌ها را انتقال دهید.
مطالب
ایجاد جداول بهینه سازی شده برای حافظه در SQL Server 2014
پس از نگاهی به مفاهیم مقدماتی OLTP درون حافظه‌ای در SQL Server 2014، در ادامه به نحوه‌ی انجام تنظیمات خاص جداول بهینه سازی شده برای حافظه خواهیم پرداخت.


ایجاد یک بانک اطلاعاتی با پشتیبانی از جداول بهینه سازی شده برای حافظه

برای ایجاد جداول بهینه سازی شده برای حافظه، ابتدا نیاز است تا تنظیمات خاصی را به بانک اطلاعاتی آن اعمال کنیم. برای اینکار می‌توان یک بانک اطلاعاتی جدید را به همراه یک filestream filegroup ایجاد کرد که جهت جداول بهینه سازی شده برای حافظه، ضروری است؛ یا اینکه با تغییر یک بانک اطلاعاتی موجود و افزودن filegroup یاد شده نیز می‌توان به این مقصود رسید.
در اینگونه جداول خاص، اطلاعات در حافظه‌ی سیستم ذخیره می‌شوند و برخلاف جداول مبتنی بر دیسک سخت، صفحات اطلاعات وجود نداشته و نیازی نیست تا به کش بافر وارد شوند. برای مقاصد ذخیره سازی نهایی اطلاعات جداول بهینه سازی شده برای حافظه، موتور OLTP درون حافظه‌ای آن، فایل‌های خاصی را به نام checkpoint در یک filestream filegroup ایجاد می‌کند که از آن‌ها جهت ردیابی اطلاعات استفاده خواهد کرد و نحوی ذخیره سازی اطلاعات در آن‌ها از شیوه‌ی با کارآیی بالایی به نام append only mode پیروی می‌کند.
با توجه به متفاوت بودن نحوه‌ی ذخیره سازی نهایی اطلاعات اینگونه جداول و دسترسی به آن‌ها از طریق استریم‌ها، توصیه شده‌است که filestream filegroup‌های تهیه شده را در یک SSD یا Solid State Drive قرار دهید.

پس از اینکه بانک اطلاعاتی خود را به روش‌های معمول ایجاد کردید، به برگه‌ی خواص آن در management studio مراجعه کنید. سپس صفحه‌ی file groups را در آن انتخاب کرده و در پایین برگه‌ی آن، در قسمت جدید memory optimized data، بر روی دکمه‌ی Add کلیک کنید. سپس نام دلخواهی را وارد نمائید.


پس از ایجاد یک گروه فایل جدید، به صفحه‌ی files خواص بانک اطلاعاتی مراجعه کرده و بر روی دکمه‌ی Add کلیک کنید. سپس File type این ردیف اضافه شده را از نوع file stream data و file group آن‌را همان گروه فایلی که پیشتر ایجاد کردیم، تنظیم کنید. در ادامه logical name دلخواهی را وارد کرده و در آخر بر روی دکمه‌ی Ok کلیک کنید تا تنظیمات مورد نیاز جهت تعاریف جدول بهینه سازی شده برای حافظه به پایان برسد.


این مراحل را توسط دو دستور T-SQL ذیل نیز می‌توان سریعتر انجام داد:
USE [master]
GO
ALTER DATABASE [testdb2] 
      ADD FILEGROUP [InMemory_InMemory] CONTAINS MEMORY_OPTIMIZED_DATA 
GO
ALTER DATABASE [testdb2] 
      ADD FILE ( NAME = N'InMemory_InMemory', FILENAME = N'D:\SQL_Data\MSSQL11.MSSQLSERVER\MSSQL\DATA\InMemory_InMemory' ) 
      TO FILEGROUP [InMemory_InMemory]
GO

ساختار گروه فایل بهینه سازی شده برای حافظه

گروه فایل بهینه سازی شده برای حافظه، دارای چندین دربرگیرنده است که هر کدام چندین فایل را در خود جای خواهند داد:
- Root File که در برگیرنده‌ی متادیتای اطلاعات است.
- Data File که شامل ردیف‌های اطلاعات ثبت شده در جداول بهینه سازی شده‌ی برای حافظه هستند. این ردیف‌ها همواره به انتهای data file اضافه می‌شوند و دسترسی به آن‌ها ترتیبی است. کارآیی IO این روش نسبت به روش دسترسی اتفاقی به مراتب بالاتر است. حداکثر اندازه این فایل 128 مگابایت است و پس از آن یک فایل جدید ساخته می‌شود.
- Delta File شامل ردیف‌هایی است که حذف شده‌اند. به ازای هر ردیف، حداقل اطلاعاتی از آن را در خود ذخیره خواهد کرد؛ شامل ID ردیف حذف شده و شماره تراکنش آن. همانطور که پیشتر نیز ذکر شد، این موتور جدید درون حافظه‌ای، برای یافتن راه چاره‌ای جهت به حداقل رسانی قفل گذاری بر روی اطلاعات، چندین نگارش از ردیف‌ها را به همراه timestamp آن‌ها در خود ذخیره می‌کند. به این ترتیب، هر به روز رسانی به همراه یک حذف و سپس ثبت جدید است. به این ترتیب دیگر بانک اطلاعاتی نیازی نخواهد داشت تا به دنبال رکورد موجود برگردد و سپس اطلاعات آن‌را به روز نماید. این موتور جدید فقط اطلاعات به روز شده را در انتهای رکوردهای موجود با فرمت خود ثبت می‌کند.


ایجاد جداول بهینه سازی شده برای حافظه

پس از آماده سازی بانک اطلاعاتی خود و افزودن گروه فایل استریم جدیدی به آن برای ذخیره سازی اطلاعات جداول بهینه سازی شده برای حافظه، اکنون می‌توانیم اینگونه جداول خاص را در کنار سایر جداول متداول موجود، تعریف و استفاده نمائیم:
-- It is not a Memory Optimized
CREATE TABLE tblNormal
(
   [CustomerID] int NOT NULL PRIMARY KEY NONCLUSTERED, 
   [Name] nvarchar(250) NOT NULL,
   CustomerSince DATETIME not NULL
      INDEX [ICustomerSince] NONCLUSTERED
)

--  DURABILITY = SCHEMA_AND_DATA
CREATE TABLE tblMemoryOptimized_Schema_And_Data
(
    [CustomerID] INT NOT NULL 
PRIMARY KEY NONCLUSTERED HASH WITH (BUCKET_COUNT = 1000000),
    [Name] NVARCHAR(250) NOT NULL,
    [CustomerSince] DATETIME NOT NULL
INDEX [ICustomerSince] NONCLUSTERED
) WITH (MEMORY_OPTIMIZED = ON, DURABILITY = SCHEMA_AND_DATA)


-- DURABILITY = SCHEMA_ONLY
CREATE TABLE tblMemoryOptimized_Schema_Only
(
    [CustomerID] INT NOT NULL 
PRIMARY KEY NONCLUSTERED HASH WITH (BUCKET_COUNT = 1000000),
    [Name] NVARCHAR(250) NOT NULL,
    [CustomerSince] DATETIME NOT NULL
INDEX [ICustomerSince] NONCLUSTERED
) WITH (MEMORY_OPTIMIZED = ON, DURABILITY = SCHEMA_ONLY)
در اینجا سه جدول را مشاهده می‌کنید که در بانک اطلاعاتی آماده شده در مرحله‌ی قبل، ایجاد خواهند شد. مورد اول یک جدول معمولی است که از آن برای مقایسه سرعت ثبت اطلاعات با سایر جداول ایجاد شده، استفاده خواهد شد.
همانطور که مشخص است، دو جدول بهینه سازی شده برای حافظه، همان سه ستون جدول معمولی مبتنی بر دیسک سخت را دارا هستند؛ اما با این تفاوت‌ها:
- دارای ویژگی MEMORY_OPTIMIZED = ON می‌باشند. به این ترتیب اینگونه جداول نسبت به جداول متداول مبتنی به دیسک سخت متمایز خواهند شد.
- دارای ویژگی DURABILITY بوده و توسط مقدار SCHEMA_AND_DATA آن مشخص می‌کنیم که آیا قرار است اطلاعات و ساختار جدول، ذخیره شوند یا تنها قرار است ساختار جدول ذخیره گردد (حالت SCHEMA_ONLY).
- بر روی ستون Id آن‌ها یک hash index ایجاد شده‌است که وجود آن ضروری است و در کل بیش از 8 ایندکس را نمی‌توان تعریف کرد.
برخلاف ایندکس‌های B-tree جداول مبتنی بر سخت دیسک، ایندکس‌های جداول بهینه سازی شده برای حافظه، اطلاعات را تکرار نمی‌کنند. این‌ها صرفا اشاره‌گرهایی هستند به ردیف‌های اصلی اطلاعات. به این معنا که این ایندکس‌ها لاگ نشده و همچنین بر روی سخت دیسک ذخیره نمی‌شوند. کار بازسازی مجدد آن‌ها در اولین بار بازیابی بانک اطلاعاتی و آغاز آن به صورت خودکار انجام می‌شود. به همین جهت مباحثی مانند index fragmentation و نگهداری ایندکس‌ها دیگر در اینجا معنا پیدا نمی‌کنند.
دو نوع ایندکس را در اینجا می‌توان تعریف کرد. اولین آن‌ها hash index است و دومین آن‌ها range index. هش ایندکس‌ها برای حالاتی که در کوئری‌ها از عملگر تساوی استفاده می‌شود بسیار مناسب هستند. برای عملگرهای مقایسه‌ای از ایندکس‌های بازه‌ای استفاده می‌شود.
همچنین باید دقت داشت که پس از ایجاد ایندکس‌ها، دیگر امکان تغییر آن‌ها و یا تغییر ساختار جدول ایجاد شده نیست.
همچنین ایندکس‌های تعریف شده در جداول بهینه سازی شده برای حافظه، تنها بر روی ستون‌هایی غیرنال پذیر از نوع BIN2 collation مانند int و datetime قابل تعریف هستند. برای مثال اگر سعی کنیم بر روی ستون Name ایندکسی را تعریف کنیم، به این خطا خواهیم رسید:
 Indexes on character columns that do not use a *_BIN2 collation are not supported with indexes on memory optimized tables.
- در حین تعریف هش ایندکس‌ها، مقدار BUCKET_COUNT نیز باید تنظیم شود. هر bucket توسط مقداری که حاصل هش کردن یک ستون است مشخص می‌شود. کلیدهای منحصربفرد دارای هش‌های یکسان در bucketهای یکسانی ذخیره می‌شوند. به همین جهت توصیه شده‌است که حداقل مقدار bucket تعیین شده در اینجا مساوی یا بیشتر از مقدار تعداد کلیدهای منحصربفرد یک جدول باشد؛ مقدار پیش فرض 2 برابر توسط مایکروسافت توصیه شده‌است.
- نوع‌های قابل تعریف ستون‌ها نیز در اینجا به موارد ذیل محدود هستند و جمع طول آن‌ها از 8060 نباید بیشتر شود:
 bit, tinyint, smallint, int, bigint, money, smallmoney, float, real, datetime, smalldatetime, datetime2,
date, time, numberic, decimal, char(n),  varchar(n) ,nchar(n),  nvarchar(n), sysname, binary(n),
varbinary(n), and Uniqueidentifier


همچنین در management studio، گزینه‌ی جدید new -> memory optimized table نیز اضافه شده‌است و انتخاب آن سبب می‌شود تا قالب T-SQL ایی برای تهیه این نوع جداول، به صورت خودکار تولید گردد.


البته این گزینه تنها برای بانک‌های اطلاعاتی که دارای گروه فایل استریم مخصوص جداول بهینه سازی شده برای حافظه هستند، فعال می‌باشد.


ثبت اطلاعات در جداول معمولی و بهینه سازی شده برای حافظه و مقایسه کارآیی آن‌ها

در مثال زیر، 100 هزار رکورد را در سه جدولی که پیشتر ایجاد کردیم، ثبت کرده و سپس مدت زمان اجرای هر کدام از مجموعه عملیات را بر حسب میلی ثانیه بررسی می‌کنیم:
set statistics time off
SET STATISTICS IO Off
set nocount on
go
-----------------------------

Print 'insert into tblNormal'

DECLARE @start datetime = getdate()
declare @insertCount int = 100000
declare @startId int = 1
declare @customerID int = @startId

while @customerID < @startId + @insertCount
begin
    insert into tblNormal values (@customerID, 'Test', '2013-01-01T00:00:00')
    set @customerID +=1
end

Print DATEDIFF(ms,@start,getdate());
go
-----------------------------

Print 'insert into tblMemoryOptimized_Schema_And_Data'

DECLARE @start datetime = getdate()
declare @insertCount int = 100000
declare @startId int = 1
declare @customerID int = @startId

while @customerID < @startId + @insertCount
begin
    insert into tblMemoryOptimized_Schema_And_Data values (@customerID, 'Test', '2013-01-01T00:00:00')
    set @customerID +=1
end
Print DATEDIFF(ms,@start,getdate());
Go
-----------------------------

Print 'insert into tblMemoryOptimized_Schema_Only'

DECLARE @start datetime = getdate()
declare @insertCount int = 100000
declare @startId int = 1
declare @customerID int = @startId

while @customerID < @startId + @insertCount
begin
    insert into tblMemoryOptimized_Schema_Only values (@customerID, 'Test', '2013-01-01T00:00:00')
    set @customerID +=1
end
Print DATEDIFF(ms,@start,getdate());

Go
با این خروجی تقریبی که بر اساس توانمندی‌های سخت افزاری سیستم می‌تواند متفاوت باشد:
 insert into tblNormal
36423

insert into tblMemoryOptimized_Schema_And_Data
30516

insert into tblMemoryOptimized_Schema_Only
3176
و برای حالت select خواهیم داشت:
 set nocount on
print 'tblNormal'
set statistics time on
select count(CustomerID) from tblNormal
set statistics time off
go
print 'tblMemoryOptimized_Schema_And_Data'
set statistics time on
select count(CustomerID) from tblMemoryOptimized_Schema_And_Data
set statistics time off
go
print 'tblMemoryOptimized_Schema_Only'
set statistics time on
select count(CustomerID) from tblMemoryOptimized_Schema_Only
set statistics time off
go
با این خروجی
 tblNormal
 SQL Server Execution Times:
CPU time = 46 ms,  elapsed time = 52 ms.

tblMemoryOptimized_Schema_And_Data
 SQL Server Execution Times:
CPU time = 32 ms,  elapsed time = 33 ms.

tblMemoryOptimized_Schema_Only
 SQL Server Execution Times:
CPU time = 31 ms,  elapsed time = 30 ms.
تاثیر جداول بهینه سازی شده برای حافظه را در 350K inserts بهتر می‌توان با نمونه‌های متداول مبتنی بر دیسک مقایسه کرد.


برای مطالعه بیشتر

Getting started with SQL Server 2014 In-Memory OLTP
Introduction to SQL Server 2014 CTP1 Memory-Optimized Tables
Overcoming storage speed limitations with Memory-Optimized Tables for SQL Server
Memory-optimized Table – Day 1 Test
Memory-Optimized Tables – Insert Test
Memory Optimized Table – Insert Test …Again
مطالب
کوئری نویسی در EF Core - قسمت دوم - کوئری‌های ساده
پس از تشکیل ساختار بانک اطلاعاتی و مقدار دهی اولیه‌ی آن در قسمت قبل، در ادامه به بررسی نحوه‌ی انجام تعدادی کوئری‌های ساده و ابتدایی با EF Core خواهیم پرداخت. در قسمت‌های بعدی حالت‌های پیچیده‌تری را بررسی می‌کنیم.


مثال 1: تمام اطلاعات یک جدول را دریافت کنید.

هدف دریافت تمام اطلاعات جدول facilities است.


برای انجام اینکار فقط کافی‌است بر روی DbSet متناظر با آن، متد ToList فراخوانی شود:
var facilities = context.Facilities.ToList();
حاصل آن، کوئری زیر خواهد بود که در آن، تمام ستون‌های جدول Facilities به صورت خودکار قید می‌شوند:


یک نکته: به فراخوانی متد ToList، اصطلاحا materialization گفته می‌شود و هدف آن تبدیل یک IQueryable، به یک IEnumerable است. اطلاعات بیشتر


مثال 2: اطلاعات ستون‌های خاصی از یک جدول را دریافت کنید.

می‌خواهیم لیست نام امکانات مجموعه را به همراه هزینه‌ی مرتبط با آن‌ها، نمایش دهیم:
var facilities = context.Facilities.Select(x =>
                    new
                    {
                        x.Name,
                        x.MemberCost
                    }).ToList();
برای انتخاب ستون‌هایی خاص از یک جدول، نیاز است از متد Select استفاده کرد و سپس نام دقیق آن‌ها را ذکر نمود. در غیراینصورت همانند مثال1، تمام ستون‌ها بازگشت داده می‌شوند. در اینجا خروجی حاصل، یک anonymous list است که می‌توان آن‌را با یک کلاس و یا حتی یک tuple نیز جایگزین کرد.



مثال 3: نحوه‌ی بازگشت ردیف‌ها را کنترل کنید.

چگونه می‌توان لیست امکاناتی را بازگشت داد که برای کاربران رایگان نیستند؟
var facilities = context.Facilities.Where(x => x.MemberCost > 0).ToList();
برای فیلتر کردن ردیف‌هایی خاص می‌توان از متد Where استفاده کرد. در اینجا امکان نوشتن شرط مدنظر وجود دارد که به آن predicate هم گفته می‌شود و می‌تواند ترکیبی از چندین شرط نیز باشد. در این کوئری چون از متد Select استفاده نشده‌است، تمام ستون‌های جدول بازگشت داده می‌شوند:



مثال 4: نحوه‌ی بازگشت ردیف‌ها را کنترل کنید؛ قسمت دوم.

چگونه می‌توان لیست امکاناتی را بازگشت داد که برای کاربران رایگان نیستند و همچنین هزینه‌ی آن‌ها، 1/50 ام هزینه‌ی نگهداری ماهیانه‌ی آن‌ها است؟ خروجی این کوئری باید تنها به همراه ستون‌های FacId, Name, MemberCost, MonthlyMaintenance باشد.
var facilities = context.Facilities.Where(x => x.MemberCost > 0
                                                            && x.MemberCost < (x.MonthlyMaintenance / 50))
                                                    .Select(x =>
                                                        new
                                                        {
                                                            x.FacId,
                                                            x.Name,
                                                            x.MemberCost,
                                                            x.MonthlyMaintenance
                                                        }).ToList();


در این مثال نحوه‌ی ترکیب چند شرط را با هم در قسمت Where، مشاهده می‌کنید و همچنین با استفاده از متد Select، تعداد ستون‌های بازگشتی نیز کنترل شده‌اند.


مثال 5: جستجوهای ساده‌ی رشته‌ای

لیستی از امکاناتی را تهیه کنید که واژه‌ی «Tennis» در نام آن‌ها بکار رفته‌است.
var facilities = context.Facilities.Where(x => x.Name.Contains("Tennis")).ToList();
یک چنین جستجو‌هایی را می‌توان توسط متد Contains انجام داد که در EF-Core، خروجی زیر را تولید می‌کند:



مثال 6: ردیف‌هایی را که با چندین مقدار ممکن تطابق دارند، بازگشت دهید.

چگونه می‌توان امکانات دارای ID مساوی 1 و 5 را بازگشت داد؟ برای اینکار از ترکیب شرط‌ها با استفاده از OR استفاده نکنید.
int[] ids = { 1, 5 };
var facilities = context.Facilities.Where(x => ids.Contains(x.FacId)).ToList();
یک روش حل این مساله، رسیدن به یک کوئری دارای where facid = 1 or facid = 5 است. اگر تعداد این IDها بیشتر شد، روش Where In که بر روی یک لیست از آن‌ها کار می‌کند، مرسوم‌تر است که نحوه‌ی تهیه‌ی یک چنین کوئری‌هایی را با استفاده از تعریف یک آرایه و سپس فراخوانی متد Contains بر روی آن، در اینجا مشاهده می‌کنید.



مثال 7: نتایج بازگشت داده شده را طبقه بندی کنید.

گزارشی از امکانات را تهیه کنید که در آن اگر هزینه‌ی نگهداری ماهیانه‌ی امکاناتی بیشتر از 100 دلار بود، به صورت expensive و در غیراینصورت cheap، طبقه بندی شوند.
var facilities = context.Facilities
                        .Select(x =>
                                    new
                                    {
                                        x.Name,
                                        Cost = x.MonthlyMaintenance > 100 ? "expensive" : "cheap"
                                    }).ToList();
می‌توان بر روی هر کدام از ستون‌های ذکر شده‌ی در متد Select، شرط‌هایی را نیز اعمال کرد و توانایی آن تنها به ذکر نام ستون‌ها خلاصه نمی‌شود. برای مثال در اینجا اگر MonthlyMaintenance بیشتر از مقداری بود، برچسب خاصی بجای این مقدار اصلی، نمایش داده می‌شود و چون خروجی نهایی محاسباتی آن دیگر یک ستون اصلی جدول نیست، نیاز است نام دلخواهی را برای آن انتخاب کرد که در کوئری نهایی به صورت AS Cost ظاهر می‌شود؛ البته می‌توان اینکار را در مورد ستون Name نیز انجام داد و در صورت لزوم، نام ستون دلخواه دیگری را برای آن قید کرد.



مثال 8: کار با تاریخ و زمان

لیست کاربرانی را بازگشت دهید که پس از September 2012 عضو این مجموعه شده‌اند. این گزارش باید تنها به همراه ستون‌های MemId, Surname, FirstName, JoinDate باشد.
var date = new DateTime(2012, 09, 01);
var members = context.Members.Where(x => x.JoinDate >= date)
                                            .Select(x =>
                                                        new
                                                        {
                                                            x.MemId,
                                                            x.Surname,
                                                            x.FirstName,
                                                            x.JoinDate
                                                        }).ToList();
در EF Core امکان مقایسه‌ی معمولی خواصی از نوع DateTime با وهله‌ای/مقداری از این نوع وجود دارد که در نهایت یک چنین خروجی را تولید می‌کند:



مثال 9: نتایج تکراری را از اطلاعات بازگشتی حذف کرده و آن‌ها را مرتب کنید.

گزارشی را تهیه کنید که در آن تنها فیلد Surname مرتب شده‌ی کاربران وجود دارد. از لیست Surnameها، تنها 10 مورد غیر تکراری را بازگشت دهید.
var members = context.Members.OrderBy(x => x.Surname)
                                            .Select(x =>
                                                        new
                                                        {
                                                            x.Surname
                                                        })
                                            .Distinct()
                                            .Take(10)
                                            .ToList();
با استفاده از متد OrderBy، می‌توان نتایج حاصل از کوئری را بر اساس خاصیت مشخصی مرتب کرد. سپس تعداد ستون‌های بازگشتی، توسط متد Select مشخص شده‌اند و در آخر متد Distinct سبب بازگشت موارد غیرتکراری شده (به SELECT DISTINCT ترجمه می‌شود) و متد Take، تعداد ردیف‌های بازگشت داده شده را محدود می‌کند (به SELECT  TOP 10 ترجمه می‌شود).



مثال 10: نتایج چند کوئری را با هم ترکیب کنید.

لیست نام‌های امکانات و نام‌های اشخاص را با هم ترکیب کنید.
var names = context.Members.Select(m => m.Surname).ToList()
                            .Union(context.Facilities.Select(f => f.Name).ToList()) // For now we have to use `.ToList()` here
                            .ToList();
برای ترکیب نتایج کوئری حاصل از دو جدول یا بیشتر از union استفاده می‌شود (در قالب یک کوئری):
SELECT surname
FROM members
UNION
SELECT name
FROM facilities;
 اما ... EF-Core 3x فعلا از آن به صورت تولید تنها یک کوئری SQL پشتیبانی نمی‌کند. به همین جهت در اینجا ترکیبی از LINQ to Entities و LINQ to Objects را مشاهده می‌کنید. هر جائیکه متد ToList ذکر شده، یعنی تبدیل LINQ to Entities به نتیجه‌ی حاصل یا همان materialization و از اینجا به بعد با داشتن لیستی از اشیاء درون حافظه‌ای می‌توان از LINQ to Objects استفاده کرد که استفاده‌ی از تمام امکانات زبان #C در آن میسر است.
یعنی در مثال فوق، دوبار رفت و برگشت به بانک اطلاعاتی صورت گرفته (به ازای هر ToList ذکر شده) و سپس نتیجه‌ی حاصل، در سمت کلاینت با هم Union شده‌اند و نه در سمت دیتابیس.


مثال 11: محاسبات تجمعی ابتدایی

زمان ثبت نام آخرین عضو مجموعه چیست؟

برای حل این مثال می‌توان از روش‌های مختلفی استفاده کرد:

الف) استفاده از متد تجمعی Max برای یافتن بزرگترین مقدار JoinDate
var latest = context.Members.Max(x => x.JoinDate);


متد Max برای خواص nullable می‌تواند null را بازگشت دهد و همچنین اگر این مجموعه دارای مقداری نباشد و آن خاصیت نیز nullable نباشد، استثنای Sequence contains no element را صادر می‌کند. می‌توان این استثناء را به صورت زیر با استفاده از متد DefaultIfEmpty کنترل کرد:
var latest2 = context.Members.Select(m => m.JoinDate).DefaultIfEmpty().Max();
که به صورت خاص زیر ترجمه می‌شود:
SELECT MAX([m].[JoinDate])
FROM   (SELECT NULL AS [empty]) AS [empty]
       LEFT OUTER JOIN
       [Members] AS [m]
       ON 1 = 1;
یا حتی می‌توان JoinDate را که nullable نیست، به صورت nullable معرفی کرد و سبب شد تا در صورت عدم وجود ردیفی در جدول، نال بازگشت داده شود:
var latest3 = context.Members.Max(m => (DateTime?)m.JoinDate) ?? DateTime.Now;
این روش همان کوئری «SELECT MAX([m].[JoinDate]) FROM [Members] AS [m]» را تولید می‌کند و کنترل استثنای آن در سمت کلاینت صورت می‌گیرد.

ب) بجای استفاده از متد Max می‌توان ابتدا رکوردها را بر اساس JoinDate به صورت نزولی مرتب کرد و سپس اولین عضو حاصل را بازگشت داد؛ چون اکنون بر اساس مرتب سازی صورت گرفته، در بالای لیست قرار دارد:
var latest4 = context.Members.OrderByDescending(m => m.JoinDate).Select(m => m.JoinDate).FirstOrDefault();



مثال 12: مثالی دیگر از محاسبات تجمعی ابتدایی

در مثال قبلی، نام و نام خانوادگی آخرین شخص ثبت نام شده را نیز به گزارش اضافه کنید؛ یعنی Select انجام شده شامل x.FirstName, x.Surname, x.JoinDate باشد.

یک روش انجام اینکار، همان کوئری ب مثال قبلی است که اینبار فقط Select آن فرق می‌کند:
var lastMember = context.Members.OrderByDescending(m => m.JoinDate)
                            .Select(x => new { x.FirstName, x.Surname, x.JoinDate })
                            .FirstOrDefault();


روش دیگر آن نوشتن یک sub-query در قسمت Where است:
var members = context.Members.Select(x => new { x.FirstName, x.Surname, x.JoinDate })
                                    .Where(x => x.JoinDate == context.Members.Max(x => x.JoinDate))
                                    .ToList();
می‌توان ردیفی را بازگشت داد که JoinDate آن همان بزرگترین مقدار JoinDate جدول کاربران است. یک چنین کوئری خاصی که به همراه دوبار فراخوانی context است، با فراخوانی ToList انتهایی، تنها یک کوئری را تولید می‌کند:



کدهای کامل این قسمت را در اینجا می‌توانید مشاهده کنید.
مطالب
پردازش داده‌های جغرافیایی به کمک SQL Server و Entity framework
پشتیبانی SQL Server از Spatial data

از SQL Server 2008 به بعد، نوع داده جدیدی به نام geography به نوع‌های قابل تعریف ستون‌ها اضافه شده‌است. در این نوع ستون‌ها می‌توان طول و عرض جغرافیایی یک نقطه را ذخیره کرد و سپس به کمک توابع توکاری از آن‌ها کوئری گرفت.


در اینجا نمونه‌ای از نحوه‌ی تعریف و همچنین مقدار دهی این نوع ستون‌ها را مشاهده می‌کنید:
 CREATE TABLE [Geo](
[id] [int] IDENTITY(1,1) NOT NULL,
[Location] [geography] NULL
)

 insert into Geo( Location , long, lat ) values
( geography::STGeomFromText ('POINT(-121.527200 45.712113)', 4326))
متد geography::STGeoFromText یک SQL CLR function است. این متد در مثال فوق، مختصات یک نقطه را دریافت کرده‌است. همچنین نیاز دارد بداند که این نقطه توسط چه نوع سیستم مختصاتی ارائه می‌شود. عدد 4326 در اینجا یک SRID یا Spatial Reference System Identifier استاندارد است. برای نمونه اطلاعات ارائه شده توسط Google و یا Bing توسط این استاندارد ارائه می‌شوند.
در اینجا متدهای توکار دیگری مانند geography::STDistance برای یافتن فاصله مستقیم بین نقاط نیز ارائه شد‌ه‌اند. خروجی آن بر حسب متر است.


پشتیبانی از Spatial Data در Entity framework

پشتیبانی از نوع مخصوص geography، در EF 5 توسط نوع داده‌ای DbGeography ارائه شد. این نوع داده‌ای immutable است. به این معنا که پس از نمونه سازی، دیگر مقدار آن قابل تغییر نیست.
در اینجا برای نمونه مدلی را مشاهده می‌کنید که از نوع داده‌ای DbGeography استفاده می‌کند:
using System.Data.Entity.Spatial;

namespace EFGeoTests.Models
{
    public class GeoLocation
    {
        public int Id { get; set; }
        public DbGeography Location { get; set; }
        public string Name { get; set; }
        public string Type { get; set; }

        public override string ToString()
        {
            return string.Format("Name:{0}, Location:{1}", Name, Location);
        }
    }
}
به همراه یک Context، تا کلاس GeoLocation در معرض دید EF قرار گیرد:
using System;
using System.Data.Entity;
using EFGeoTests.Models;

namespace EFGeoTests.Config
{
    public class MyContext : DbContext
    {
        public DbSet<GeoLocation> GeoLocations { get; set; }

        public MyContext()
            : base("Connection1")
        {
            this.Database.Log = sql => Console.Write(sql);
        }
    }
}
برای مقدار دهی خاصیت Location از نوع DbGeography می‌توان از متد ذیل استفاده کرد که بسیار شبیه به متد geography::STGeoFromText عمل می‌کند:
   private static DbGeography createPoint(double longitude, double latitude,  int coordinateSystemId = 4326)
  {
       var text = string.Format(CultureInfo.InvariantCulture.NumberFormat,"POINT({0} {1})", longitude, latitude);
       return DbGeography.PointFromText(text, coordinateSystemId);
  }


تهیه منبع داده‌ی جغرافیایی

برای تدارک یک مثال واقعی جغرافیایی، نیاز به اطلاعاتی دقیق داریم. این نوع اطلاعات عموما توسط یک سری فایل مخصوص به نام Shapefiles که حاوی اطلاعات برداری جغرافیایی هستند ارائه می‌شوند. برای نمونه اطلاعات جغرافیایی به روز ایران را از آدرس ذیل می‌توانید دریافت کنید:
http://download.geofabrik.de/asia/iran.html
http://download.geofabrik.de/asia/iran-latest.shp.zip

پس از دریافت این فایل، به تعدادی فایل با پسوندهای shp، shx و dbf خواهیم رسید.
فایل‌های shp بیانگر فرمت اشکال ذخیره شده هستند. فایل‌های shx یک سری ایندکس بوده و فایل‌های dbf از نوع بانک اطلاعاتی dBase IV می‌باشند.
همچنین اگر فایل‌های prj را باز کنید، یک چنین اطلاعاتی در آن موجودند:
GEOGCS["GCS_WGS_1984",DATUM["D_WGS_1984",SPHEROID["WGS_1984",6378137,298.257223563]],PRIMEM["Greenwich",0],UNIT["Degree",0.017453292519943295]]
نکته‌ی مهمی که در اینجا باید مدنظر داشت، استاندارد GCS_WGS_1984 آن است. این استاندارد معادل است با استاندارد EPSG 4326. عدد 4326 آن جهت ثبت این اطلاعات در یک بانک اطلاعاتی SQL Server حائز اهمیت است (پارامتر coordinateSystemId در متد createPoint) و ممکن است از هر فایلی به فایل دیگر متفاوت باشد.



خواند‌ن فایل‌های shp در دات نت

پس از دریافت فایل‌های shp و بانک‌های اطلاعاتی مرتبط با اطلاعات جغرافیایی ایران، اکنون نوبت به پردازش این فایل‌های مخصوص با فرمت بانک اطلاعاتی فاکس پرو مانند، رسیده‌است. برای این منظور می‌توان از پروژه‌ی سورس باز ذیل استفاده کرد:

این پروژه در خواندن فایل‌های shp بدون نقص عمل می‌کند اما توانایی خواندن نام‌های فارسی وارد شده در این نوع بانک‌های اطلاعاتی را ندارد. برای رفع این مشکل، سورس آن را از Codeplex دریافت کنید. سپس فایل Shapefile.cs را گشوده و ابتدای خاصیت Current آن‌را به نحو ذیل تغییر دهید:
        /// <summary>
        /// Gets the current shape in the collection
        /// </summary>
        public Shape Current
        {
            get 
            {
                if (_disposed) throw new ObjectDisposedException("Shapefile");
                if (!_opened) throw new InvalidOperationException("Shapefile not open.");
               
                // get the metadata
                StringDictionary metadata = null;
                if (!RawMetadataOnly)
                {
                    metadata = new StringDictionary();
                    for (int i = 0; i < _dbReader.FieldCount; i++)
                    {
                        string value = _dbReader.GetValue(i).ToString();
                        if (_dbReader.GetDataTypeName(i) == "DBTYPE_WVARCHAR")
                        {
                            // برای نمایش متون فارسی نیاز است
                            value = Encoding.UTF8.GetString(Encoding.GetEncoding(720).GetBytes(value));
                        }
                        metadata.Add(_dbReader.GetName(i),
                            value);
                    }
                }
در اینجا فقط سطر استفاده از Encoding خاصی با شماره 720 و تبدیل آن به UTF8 اضافه شده‌است. پس از آن بدون مشکل می‌توان برچسب‌های فارسی را از فایل‌های dBase IV این نوع بانک‌های اطلاعاتی استخراج کرد (اصلاح شده‌ی آن در فایل پیوست مطلب موجود است).
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using Catfood.Shapefile;

namespace EFGeoTests
{
    public class MapPoint
    {
        public Dictionary<string, string> Metadata { set; get; }
        public double X { set; get; }
        public double Y { set; get; }
    }

    public static class ShapeReader
    {
        public static IList<MapPoint> ReadShapeFile(string path)
        {
            var results = new List<MapPoint>();

            using (var shapefile = new Shapefile(path))
            {
                foreach (var shape in shapefile)
                {
                    if (shape.Type != ShapeType.Point)
                        continue;

                    var shapePoint = shape as ShapePoint;
                    if (shapePoint == null)
                        continue;


                     var metadataNames = shape.GetMetadataNames();
                    if(!metadataNames.Any())
                        continue;

                    var metadata = new Dictionary<string, string>();
                    foreach (var metadataName in metadataNames)
                    {
                        metadata.Add(metadataName,shape.GetMetadata(metadataName));
                    }

                    results.Add(new MapPoint
                    {
                        Metadata = metadata,
                        X = shapePoint.Point.X,
                        Y = shapePoint.Point.Y
                    });
                }
            }

            return results;
        }
    }
}
در کدهای فوق به کمک کتابخانه‌ی C# Esri Shapefile Reader، اطلاعات نقاط بانک اطلاعاتی shape files را خوانده و به صورت لیست‌هایی از MapPoint بازگشت می‌دهیم. نکته‌ی مهم آن، Metadata است که از هر فایلی به فایل دیگر می‌توان متفاوت باشد. به همین جهت این اطلاعات را به شکل ویژگی‌های key/value در این نوع بانک‌های اطلاعاتی ذخیره می‌کنند.


افزودن اطلاعات جغرافیایی به بانک اطلاعاتی SQL Server به کمک Entity framework

فایل places.shp را در مجموعه فایل‌هایی که در ابتدای بحث عنوان شدند، می‌توانید مشاهده کنید. قصد داریم اطلاعات نقاط آن‌را به مدل GeoLocation انتساب داده و سپس ذخیره کنیم:
            var points = ShapeReader.ReadShapeFile("IranShapeFiles\\places.shp");
            using (var context = new MyContext())
            {
                context.Configuration.AutoDetectChangesEnabled = false;
                context.Configuration.ProxyCreationEnabled = false;
                context.Configuration.ValidateOnSaveEnabled = false;

                if (context.GeoLocations.Any())
                    return;

                foreach (var point in points)
                {
                    context.GeoLocations.Add(new GeoLocation
                    {
                        Name = point.Metadata["name"],
                        Type = point.Metadata["type"],
                        Location = createPoint(point.X, point.Y)
                    });
                }

                context.SaveChanges();
            }
تعریف متد createPoint را که بر اساس X و Y نقاط، معادل قابل پذیرش آن‌را جهت SQL Server تهیه می‌کند، در ابتدای بحث مشاهده کردید.
در فایل‌های مرتبط با places.shp، متادیتا name، معادل نام شهرهای ایران است و type آن بیانگر شهر، روستا و امثال آن می‌باشد.
پس از اینکه اطلاعات مکان‌های ایران، در SQL Server ذخیره شدند، نمایش بصری آن‌ها را در management studio نیز می‌توان مشاهده کرد:



کوئری گرفتن از اطلاعات جغرافیایی

فرض کنید می‌خواهیم مکان‌هایی را با فاصله کمتر از 5 کیلومتر از تهران پیدا کنیم:
            var tehran = createPoint(51.4179604, 35.6884243);

            using (var context = new MyContext())
            {
                // find any locations within 5 kilometers ordered by distance
                var locations = context.GeoLocations
                    .Where(loc => loc.Location.Distance(tehran) < 5000)
                    .OrderBy(loc => loc.Location.Distance(tehran))
                    .ToList();

                foreach (var location in locations)
                {
                    Console.WriteLine(location.Name);
                }
            }
همانطور که پیشتر نیز عنوان شد، متد Distance بر اساس متر کار می‌کند. به همین جهت برای تعریف 5 کیلومتر به نحو فوق عمل شده‌است. همچنین نحوه‌ی مرتب سازی اطلاعات نیز بر اساس فاصله از یک مکان مشخص صورت گرفته‌است.
و یا اگر بخواهیم دقیقا بر اساس مختصات یک نقطه، مکانی را بیابیم، می‌توان از متد SpatialEquals استفاده کرد:
            var tehran = createPoint(51.4179604, 35.6884243);
            using (var context = new MyContext())
            {
                // find any locations within 5 kilometers ordered by distance
                var tehranLocation = context.GeoLocations.FirstOrDefault(loc => loc.Location.SpatialEquals(tehran));
                if (tehranLocation != null)
                {
                    Console.WriteLine(tehranLocation.Type);
                }
            }

کدهای کامل این مثال را از اینجا می‌توانید دریافت کنید:
EFGeoTests.zip
 
نظرات مطالب
ایجاد جداول بهینه سازی شده برای حافظه در SQL Server 2014
مباحث جداول بهینه سازی شده برای حافظه، روی این سیستم تهیه شدند:
select @@VERSION
با این خروجی (که مشخصات instance جاری را بر می‌گرداند؛ در مثال شما 'instance ' TFS-SERVER باید بررسی شود که چه نگارشی دارد)
Microsoft SQL Server 2014 - 12.0.2254.0 (X64) 
Jul 25 2014 18:52:51 
Copyright (c) Microsoft Corporation
Developer Edition (64-bit) on Windows NT 6.3 <X64> (Build 9600: )
مطالب
استفاده از خواص راهبری در Entity framework بجای Join نویسی
یکی از مزایای مهم استفاده از Entity framework، خواص راهبری (navigation properties) آن هستند که امکان تهیه کوئری‌های بین جداول را به سادگی و به نحوی منطقی فراهم می‌کنند.
برای مثال دو جدول شهر‌ها و افراد را درنظر بگیرید. مقصود از تعریف جدول شهر‌ها در اینجا، مشخص سازی محل تولد افراد است:
    public class Person
    {
        public int Id { get; set; }
        public string Name { get; set; }

        [ForeignKey("BornInCityId")]
        public virtual City BornInCity { get; set; }
        public int BornInCityId { get; set; }
    }

    public class City
    {
        public int Id { get; set; }
        public string Name { get; set; }

        public virtual ICollection<Person> People { get; set; }
    }
در ادامه این کلاس‌ها را در معرض دید EF Code first قرار داده:
    public class MyContext : DbContext
    {
        public DbSet<City> Cities { get; set; }
        public DbSet<Person> People { get; set; }
    }


و همچنین تعدادی رکورد آغازین را نیز به جداول مرتبط اضافه می‌کنیم:
    public class Configuration : DbMigrationsConfiguration<MyContext>
    {
        public Configuration()
        {
            AutomaticMigrationsEnabled = true;
            AutomaticMigrationDataLossAllowed = true;
        }

        protected override void Seed(MyContext context)
        {
            var city1 = new City { Name = "city-1" };
            var city2 = new City { Name = "city-2" };
            context.Cities.Add(city1);
            context.Cities.Add(city2);

            var person1 = new Person { Name = "user-1", BornInCity = city1 };
            var person2 = new Person { Name = "user-2", BornInCity = city1 };
            context.People.Add(person1);
            context.People.Add(person2);

            base.Seed(context);
        }
    }
در این حالت برای نمایش لیست نام افراد به همراه محل تولد آن‌ها، بنابر روال سابق SQL نویسی، نوشتن کوئری LINQ زیر بسیار متداول است:
    public static class Test
    {
        public static void RunTests()
        {
            Database.SetInitializer(new MigrateDatabaseToLatestVersion<MyContext, Configuration>());

            using (var context = new MyContext())
            {
                var peopleAndCitiesList = from person in context.People
                           join city in context.Cities
                           on person.BornInCityId equals city.Id
                           select new
                           {
                              PersonName = person.Name,
                              CityName = city.Name
                           };

                foreach (var item in peopleAndCitiesList)
                {
                    Console.WriteLine("{0}:{1}", item.PersonName, item.CityName);
                }
            }
        }
    }
که حاصل آن اجرای کوئری ذیل بر روی بانک اطلاعاتی خواهد بود:
SELECT 
          [Extent1].[BornInCityId] AS [BornInCityId], 
          [Extent1].[Name] AS [Name], 
          [Extent2].[Name] AS [Name1]
FROM  [dbo].[People] AS [Extent1]
INNER JOIN [dbo].[Cities] AS [Extent2] ON [Extent1].[BornInCityId] = [Extent2].[Id]
این نوع کوئری‌های join دار را به نحو ساده‌تری نیز می‌توان در EF با استفاده از خواص راهبری و بدون join نویسی مستقیم تهیه کرد:
var peopleAndCitiesList = context.People
                                  .Select(person => new
                                                         {
                                                             PersonName = person.Name,
                                                             CityName = person.BornInCity.Name
                                                         });
که دقیقا همان خروجی SQL یاد شده را تولید می‌کند.

مثال دوم:
می‌خواهیم لیست شهرها را بر اساس تعداد کاربر متناظر به صورت نزولی مرتب کنیم:
var citiesList = context.Cities.OrderByDescending(x => x.People.Count());
foreach (var item in citiesList)
{
    Console.WriteLine("{0}", item.Name);
}
همانطور که مشاهده می‌کنید از خواص راهبری در قسمت order by هم می‌شود استفاده کرد. خروجی SQL کوئری فوق به صورت زیر است:
SELECT 
[Project1].[Id] AS [Id], 
[Project1].[Name] AS [Name]
FROM ( SELECT 
        [Extent1].[Id] AS [Id], 
        [Extent1].[Name] AS [Name], 
        (SELECT 
                COUNT(1) AS [A1]
                FROM [dbo].[People] AS [Extent2]
                WHERE [Extent1].[Id] = [Extent2].[BornInCityId]) AS [C1]
        FROM [dbo].[Cities] AS [Extent1]
)  AS [Project1]
ORDER BY [Project1].[C1] DESC

مثال سوم:
در ادامه قصد داریم لیست شهرها را به همراه تعداد نفرات متناظر با آن‌ها نمایش دهیم:
 var peopleAndCitiesList = context.Cities
                                     .Select(city => new
                                                 {
                                                     InUseCount = city.People.Count(),
                                                     CityName = city.Name
                                                 });

foreach (var item in peopleAndCitiesList)
{
     Console.WriteLine("{0}:{1}", item.CityName, item.InUseCount);
}
در اینجا از خاصیت راهبری People برای شمارش تعداد اعضای متناظر با هر شهر استفاده شده است.
خروجی SQL کوئری فوق به نحو ذیل است:
SELECT 
[Extent1].[Id] AS [Id], 
(SELECT 
        COUNT(1) AS [A1]
        FROM [dbo].[People] AS [Extent2]
        WHERE [Extent1].[Id] = [Extent2].[BornInCityId]) AS [C1], 
[Extent1].[Name] AS [Name]
FROM [dbo].[Cities] AS [Extent1]
مطالب
Func یا Expression Func در EF
با بررسی کدهای مختلف Entity framework گاهی از اوقات در امضای توابع کمکی نوشته شده، <>Func مشاهده می‌شود و در بعضی از موارد <<>Expression<Func و ... به نظر استفاده کنندگان دقیقا نمی‌دانند که تفاوت این دو در چیست و کدامیک را باید/یا بهتر است بکار برد.

ابتدا مثال کامل ذیل را در نظر بگیرید:
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Data.Entity;
using System.Data.Entity.Migrations;
using System.Linq;
using System.Linq.Expressions;

namespace Sample
{
    public abstract class BaseEntity
    {
        public int Id { set; get; }
    }

    public class Receipt : BaseEntity
    {
        public int TotalPrice { set; get; }
    }

    public class MyContext : DbContext
    {
        public DbSet<Receipt> Receipts { get; set; }
    }

    public class Configuration : DbMigrationsConfiguration<MyContext>
    {
        public Configuration()
        {
            AutomaticMigrationsEnabled = true;
            AutomaticMigrationDataLossAllowed = true;
        }

        protected override void Seed(MyContext context)
        {
            if (!context.Receipts.Any())
            {
                for (int i = 0; i < 20; i++)
                {
                    context.Receipts.Add(new Receipt { TotalPrice = i });
                }
            }
            base.Seed(context);
        }
    }

    public static class EFUtils
    {
        public static IList<T> LoadEntities<T>(this DbContext ctx, Expression<Func<T, bool>> predicate) where T : class
        {
            return ctx.Set<T>().Where(predicate).ToList();
        }

        public static IList<T> LoadData<T>(this DbContext ctx, Func<T, bool> predicate) where T : class
        {
            return ctx.Set<T>().Where(predicate).ToList();
        }
    }

    public static class Test
    {
        public static void RunTests()
        {
            startDB();

            using (var context = new MyContext())
            {
                var list1 = context.LoadEntities<Receipt>(x => x.TotalPrice == 10);
                var list2 = context.LoadData<Receipt>(x => x.TotalPrice == 20);
            }
        }

        private static void startDB()
        {
            Database.SetInitializer(new MigrateDatabaseToLatestVersion<MyContext, Configuration>());
            // Forces initialization of database on model changes.
            using (var context = new MyContext())
            {
                context.Database.Initialize(force: true);
            }
        }
    }
}
در این مثال ابتدا کلاس Receipt تعریف شده و سپس توسط کلاس MyContext در معرض دید EF قرار گرفته است. در ادامه توسط کلاس Configuration نحوه آغاز بانک اطلاعاتی مشخص گردیده است؛ به همراه ثبت تعدادی رکورد نمونه.
نکته اصلی مورد بحث، کلاس کمکی EFUtils است که در آن دو متد الحاقی LoadEntities و LoadData تعریف شده‌اند. در متد LoadEntities، امضای متد شامل Expression Func است و در متد LoadData فقط Func ذکر شده است.
در ادامه اگر برنامه را توسط فراخوانی متد RunTests اجرا کنیم، به نظر شما خروجی SQL حاصل از list1 و list2 چیست؟
احتمالا شاید عنوان کنید که هر دو یک خروجی SQL دارند (با توجه به اینکه بدنه متدهای LoadEntities و LoadData دقیقا/یا به نظر یکی هستند) اما یکی از پارامتر 10 استفاده می‌کند و دیگری از پارامتر 20. تفاوت دیگری ندارند.
اما ... اینطور نیست!
خروجی SQL متد LoadEntities در متد RunTests به صورت زیر است:
 SELECT
[Extent1].[Id] AS [Id],
[Extent1].[TotalPrice] AS [TotalPrice]
FROM [dbo].[Receipts] AS [Extent1]
WHERE 10 = [Extent1].[TotalPrice]
و ... خروجی متد LoadData به نحو زیر:
 SELECT
[Extent1].[Id] AS [Id],
[Extent1].[TotalPrice] AS [TotalPrice]
FROM [dbo].[Receipts] AS [Extent1]
بله. در لیست دوم هیچ فیلتری انجام نشده (در حالت استفاده از Func خالی) و کل اطلاعات موجود در جدول Receipts، بازگشت داده شده است.
چرا؟
Func اشاره‌گری است به یک متد و Expression Func بیانگر ساختار درختی عبارت lambda نوشته شده است. این ساختار درختی صرفا بیان می‌کند که عبارت lambda منتسب، چه کاری را قرار است یا می‌تواند انجام دهد؛ بجای انجام واقعی آن.
 public static IQueryable<TSource> Where<TSource>(this IQueryable<TSource> source, Expression<Func<TSource, bool>> predicate);
public static IEnumerable<TSource> Where<TSource>(this IEnumerable<TSource> source, Func<TSource, bool> predicate);
اگر از Expression Func استفاده شود، از متد Where ایی استفاده خواهد شد که خروجی IQueryable دارد. اگر از Func استفاده شود، از overload دیگری که خروجی و ورودی  IEnumerable دارد به صورت خودکار استفاده می‌گردد.
بنابراین هرچند بدنه دو متد LoadEntities و LoadData به ظاهر یکی هستند، اما بر اساس نوع ورودی Where ایی که دریافت می‌کنند، اگر Expression Func باشد، EF فرصت آنالیز و ترجمه عبارت ورودی را خواهد یافت اما اگر Func باشد، ابتدا باید کل اطلاعات را به صورت یک لیست IEnumerable دریافت و سپس سمت کلاینت، خروجی نهایی را فیلتر کند.
اگر برنامه را اجرا کنید نهایتا هر دو لیست یک و دو، بر اساس شرط عنوان شده عمل خواهند کرد و فیلتر خواهند شد. اما در حالت اول این فیلتر شدن سمت بانک اطلاعاتی است و در حالت دوم کل اطلاعات بارگذاری شده و سپس سمت کاربر فیلتر می‌شود (که کارآیی پایینی دارد).


نتیجه گیری
به امضای متد Where ایی که در حال استفاده است دقت کنید. همینطور در مورد Sum ، Count و یا موارد مشابه دیگری که predicate قبول می‌کنند.
مطالب
مشکل همزمانی خواندن و به روز رسانی اطلاعات در برنامه‌های وب
فرض کنید در برنامه‌ی خود «کیف پولی» را طراحی کرده‌اید که بر اساس آن، کاربر می‌تواند خرید کند. این کیف پول، از Id کاربر و موجودی فعلی او تشکیل می‌شود:
CREATE TABLE accounts (
user_id INTEGER PRIMARY KEY,
balance INTEGER NOT NULL
);
و برای مثال موجودی فعلی کاربر 1، مقدار 300 است:
INSERT INTO accounts(user_id, balance)
VALUES (1, 300);
اکنون کوئری‌های متداول زیر را که از یک read و سپس update تشکیل شده‌اند، درنظر بگیرید:
DECLARE @amount INT;

SET @amount = (
SELECT balance
FROM accounts
WHERE user_id = 1
);

SELECT @amount as 'balance'

UPDATE accounts
SET balance =  @amount - 100
WHERE user_id = 1;

SELECT balance as 'balance after shopping'
FROM accounts
WHERE user_id = 1
- دو عمل read و سپس update صورت گرفته‌ی فوق، مربوط به یک درخواست خرید است.
- در اینجا مقدار متغیر amount در ابتدای کار، مساوی 300 است که مربوط به همان insert ابتدایی است.
- سپس از این مقدار در کوئری دومی (برای مثال حاصل از خرید شماره یک)، 100 واحد کم می‌شود (برای مثال قیمت کل خرید است).
- در این حالت نتیجه‌ی آن یا همان موجودی جدید کاربر، 200 خواهد بود.

معادل این عملیات در EF-Core چنین دستورات متداولی است:
var account1 =  context.Accounts.First(x => x.UserId == 1);
account1.Balance -= 100;
context.SaveChanges();

سؤال: اگر کوئری‌های فوق را در یک برنامه‌ی ذاتا چند ریسمانی وب، دوبار به صورت همزمان اجرا کنیم، یعنی دو عمل خرید موازی را شبیه سازی کنیم، چه اتفاقی رخ می‌دهد؟ آیا موجودی نهایی اینبار برای مثال 100 می‌شود (با فرض 300 بودن موجودی ابتدایی)؟
پاسخ خیر است! و آن‌را می‌توانید در تصویر زیر مشاهده کنید:



در اینجا برای شبیه سازی اجرای موازی دو کوئری، از دستور WAITFOR TIME استفاده شده‌است که برای برای آزمایش آن می‌توانید مقدار آن‌را به یک دقیقه بعد تنظیم کرده و سپس آن‌را در دو پنجره‌ی SQL server management studio اجرا کنید.
همانطور که مشاهده می‌کنید، با اجرای موازی این دو کوئری، یعنی دوبار خرید کردن همزمان، 100 واحد گم شده‌است ! به این مشکل همزمانی read و سپس update رخ داده، یک «race condition» گفته می‌شود و این روزها که مطالب منتشر شده‌ی از آسیب پذیری‌های برنامه‌های وب ایرانی را بررسی می‌کنم، این مورد در صدر آن‌ها قرار دارد!
علت اینجا است که عموما برنامه نویس‌ها، برنامه‌های وب را در یک تک سشن باز شده‌ی توسط مرورگر خود آزمایش می‌کنند و در این حالت، همه چیز خوب است و اعمال آن به ترتیب پیش می‌روند. اما فراموش می‌کنند که می‌توان قسمت‌های مختلف برنامه‌های وب را به صورت همزمان، موازی و چندباره نیز اجرا کرد؛ حتی اگر آن قسمت متعلق به یک کاربر باشد.


سؤال: آیا استفاده تراکنش‌ها این مشکل را حل نمی‌کنند؟!

عموما برنامه نویس‌ها تصور می‌کنند که می‌توانند تمام اینگونه مشکلات را با تراکنش‌ها حل کنند:



همانطور که مشاهده می‌کنید، اینبار هرچند هر دو عملیات خرید داخل BEGIN TRAN و COMMIT TRAN قرار گرفته‌اند، اما ... مشکل همزمانی هنوز پابرجا است! چون نوع پیش‌فرض تراکنش مورد استفاده، READ COMMITTED isolation level است و عدم دقت به آن ممکن است این تصور را ایجاد کند که با تعریف تراکنش‌ها، تمام مشکلات همزمانی برطرف می‌شوند.


راه‌حل‌های پیشنهادی جهت حل مشکل همزمانی عملیات read/update

برای حل مشکلات مرتبط با race condition و همزمانی درخواست‌های read/update، می‌توان از یکی از روش‌های زیر استفاده کرد:
الف) بجای اینکه یکبار کوئری read و یکبار کوئری update به صورت جداگانه صادر شوند، فقط یکبار کوئری update داشته باشیم.
ب) پیاده سازی Row level locking؛ در صورت پشتیبانی بانک اطلاعاتی مورد استفاده از آن
ج) استفاده از تراکنش‌هایی از نوع SERIALIZABLE
د) پیاده سازی optimistic locking

این موارد را در ادامه با توضیحات بیشتری بررسی می‌کنیم.


الف) پرهیز از خواندن و به روز رسانی جداگانه

بجای اینکه مانند اعمال فوق، یکبار select داشته باشیم و یکبار  update، بهتر است فقط یک دستور update بکارگرفته شود:
UPDATE accounts
SET balance =  balance - 100
WHERE user_id = 1;


اینبار با خلاصه شدن دو دستور select و update به یک دستور update، دیگر پس از دو خرید همزمان، 100 واحد گم شده مشاهده نمی‌شود (!) و موجودی نهایی صحیح است.


ب) پیاده سازی Row level locking

همیشه امکان تغییر عملیات مورد نیاز، به سادگی حالت الف نیست. در یک چنین حالت‌هایی جهت حداقل شدن تغییرات مورد نیاز، می‌توان از row level locking استفاده کرد:
WAITFOR TIME '13:47:00';

SET NOCOUNT, XACT_ABORT ON;

BEGIN TRAN;

DECLARE @amount INT;

SET @amount = (
 SELECT balance
 FROM accounts WITH (UPDLOCK, HOLDLOCK)
 WHERE user_id = 1
 );

SELECT @amount as 'initial user''s balance'

UPDATE accounts
SET balance =  @amount - 100
WHERE user_id = 1;

SELECT balance as 'user''s balance after shopping 1'
FROM accounts
WHERE user_id = 1;

COMMIT TRAN;



در اینجا اضافه شدن WITH (UPDLOCK, HOLDLOCK) را به Select تعریف شده، مشاهده می‌کنید که به آن‌ها locking hints هم گفته می‌شود و داخل BEGIN TRAN و COMMIT TRAN عمل می‌کنند (که نوع پیش‌فرض آن READ COMMITTED isolation level است). کار UPDLOCK، تبدیل shared lock پیش‌فرض، به update lock است و کار HOLDLOCK، نگه داشتن قفل صورت گرفته تا پایان کار تراکنش تعریف شده‌است.
با این تغییرات، هر تراکنش همزمان دیگری، تا زمانیکه قفل صورت گرفته‌ی بر روی ردیف select، رها نشود (یعنی تا زمانیکه تراکنش قفل کننده، به COMMIT TRAN برسد)، نمی‌تواند آن‌را تغییر دهد. به همین جهت است که در تصویر فوق، هرچند هر دو عملیات همزمان اجرا شده‌اند، اما یکی موجودی ابتدایی 300 را می‌بیند و دیگری پس از صبر کردن تا پایان تراکنش و رها شدن قفل، موجودی تغییر یافته‌ی جدیدی را مشاهده کرده و از آن استفاده می‌کند. به این ترتیب دیگر 100 واحدی که در اولین تصویر این مطلب مشاهده کردید، گم نشده‌است.


ج) استفاده از تراکنش‌هایی از نوع SERIALIZABLE

بجای استفاده از روش row level locking یاد شده، روش دیگری را که می‌توان استفاده کرد، تغییر نوع پیش‌فرض تراکنش مورد استفاده‌است. برای مثال اگر از یک SERIALIZABLE transaction استفاده کنیم؛ یعنی SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL SERIALIZABLE  را در ابتدای کار ذکر کنیم و برای مثال دو تراکنش همزمان را اجرا کنیم، اگر در تراکنش اول اطلاعاتی خوانده شود، در هیچ تراکنش دیگری نمی‌توان این اطلاعات خوانده شده را تا پایان کار تراکنش اول، تغییر داد:




د) پیاده سازی optimistic locking

پیاده سازی optimistic locking و یا Optimistic concurrency control عموما در سمت برنامه رخ می‌دهد و توسط ORMها زیاد مورد استفاده قرار می‌گیرد؛ مانند اضافه کردن ستون اضافی version و یا timestamp به جداول تعریف شده. در این حالت تمام updateها به همراه یک where اضافی هستند تا بررسی کنند که آیا version دریافتی در حین خواندن ردیف در حال به روز رسانی، تغییر کرده‌است یا خیر؟ اگر تغییر کرده‌است، تراکنش را با خطایی خاتمه خواهند داد. این روش برخلاف حالت‌های ب و ج، حتی خارج از یک تراکنش نیز کار می‌کند و مشکلات قفل کردن طولانی مدت رکوردها توسط آن‌ها را به همراه ندارد.
نظرات اشتراک‌ها
نگارش نهایی SQL Server 2016 منتشر شد
- خیر. LocalDB 2016 هم فقط X64 است.
در مورد محصول‌های سرور:
- از Windows Server 2008 R2 به بعد تمام ویندوزهای سرور مایکروسافت 64 بیتی هستند. بنابراین ضرورتی به ارائه‌ی نسخه‌ی 32 بیتی یک محصول سرور وجود ندارد؛ زمانیکه سرور 32 بیتی دیگر ارائه نمی‌شود.
- «خیلی از کاربران» با این مساله مشکلی نخواهند داشت؛ چون کلاینت‌های آن‌ها بر اساس پروتکل TCP-IP با سرور کار می‌کنند و معماری CPU سرور در اینجا برای کلاینت‌های متصل، اهمیتی ندارد.