Entity Framework Core

Célkitűzés

ORM-alapú adatbáziskezelés alapjainak elsajátítása CRUD-műveletek írásán keresztül. LINQ to Entities-lekérdezések írásának gyakorlása.

Előfeltételek

A labor elvégzéséhez szükséges eszközök:

• Microsoft SQL Server (LocalDB vagy Express edition)
• SQL Server Management Studio
• Visual Studio 2022 .NET 6 SDK-val telepítve
• Adatbázis létrehozó script: mssql.sql

Amit érdemes átnézned:

• EF Core előadás anyaga
• SQL nyelv
• Microsoft SQL Server használata segédlet és videó
• A használt adatbázis sémája

Felkészülés ellenőrzése:

• A gyakorlatra való felkészüléshez használható ezen kérdőív.
• A gyakorlaton beugróként ugyanezen kérdőívet fogjuk használni, legalább 50% elérése szükséges.
  • Gyakorlatvezetői instrukció: a hallgató nyissa meg a kérdőívet és töltse ki. A válaszok megadása után az utolsó oldalon a "View results" gombra kattintva megtekinthető az eredmény és az elért pontszám. A hallgató ezen az oldalon álljon meg és mutassa meg eredményét a gyakorlatvezetőnek.

Gyakorlat menete

Az utolsó feladatot leszámítva a feladatokat a gyakorlatvezetővel együtt oldjuk meg. Az utolsó feladat önálló munka, amennyiben marad rá idő. A közös feladatok megoldásai megtalálhatóak az útmutatóban is. Előbb azonban próbáljuk magunk megoldani a feladatot!

Feladat 0: Adatbázis létrehozása, ellenőrzése

Az adatbázis az adott géphez kötött, ezért nem biztos, hogy a korábban létrehozott adatbázis most is létezik. Ezért először ellenőrizzük, és ha nem találjuk, akkor hozzuk létre újra az adatbázist. (Ennek mikéntjét lásd a Tranzakciókezelés gyakorlat anyagában.)

Feladat 1: EF-alapinfrastruktúra kialakítása

Az EF, mint ORM-eszköz használatához az alábbi összetevőkre van szükség:

• objektummodel a kódban
• relációs modell az adatbázisban - ez már kész
• leképezés (mapping) az előbbi kettő között, szintén a kódban megadva
• maga az Entity Framework Core, mint komponens
• Entity Framework Core-kompatibilis adatbázisdriver
• adatbáziskapcsolódási adatok, connection string formátumban

Az objektummodellt és a leképezést generáltatni fogjuk az adatbázis alapján - ez az ún. Reverse Engineering modellezési módszer.

1. Hozzunk létre Visual Studióban egy .NET 6 alapú C# nyelvű konzolalkalmazást. Ehhez válasszuk ki a C# nyelvű konzolalkalmazás sablonok közül a simát (ne a .NET Framework jelölésűt). Futtatókörnyezetként válasszuk a .NET 6-ot. Próbáljuk ki, hogy működik-e, kiíródik-e a "Hello, World!". .NET 6-ban nem kell Main függvényt írni, a belépési pontnak szánt kódfájlban (jelenleg a Program.cs-ben) írhatunk egyből utasításokat, nem kell se függvényt, se osztályt létrehoznunk.
2. Nyissuk meg a Package Manager Console-t (PMC) a Tools ➡️ NuGet Package Manager ➡️ Package Manager Console menüponttal
3. Telepítsük fel az EF-kódgenerátor eszközt projektfüggőségként, illetve az SQL Server adatbázisdrivert. A generátoreszköznek már kapcsolódnia kell az adatbázishoz, amihez szüksége van a driverre. PMC-ben hajtsuk végre:

Install-Package Microsoft.EntityFrameworkCore.Tools -Version 6.0.28
Install-Package Microsoft.EntityFrameworkCore.SqlServer -Version 6.0.28

Ezek a csomagok függőségként magát az Entity Framework Core-t is telepítik.

4. Generáltassuk az adatbázismodellt az alábbi paranccsal. Paraméterei: kapcsolódási adatok (Connection), adatbázis driver neve (Provider), a projekten belül a generálandó fájlok könyvtára (OutputDir), a generálandó adatbáziskontextus neve (Context). Dokumentáció itt. A connection stringben ne felejtsük el átírni az értékeket, pl. a Neptun-kódot kitölteni. A connection string szerkezete SQL Server esetén: kulcs=érték-párok pontosvesszővel elválasztva. Nekünk most az alábbi adatok kellenek:

• Server - a szerver neve
• Database - adatbázis neve a szerveren belül (ez ennél a gyakorlatnál a neptun kód lesz)
• Trusted_Connection=True - ez a Windows authentikációt takarja
• NoPluralize - a táblák eléréshez többesszámosított property nevek generálódnának alapból, viszont ez csak angol nyelvű táblaneveknél működne jól, ezért ezt a funkciót kikapcsoljuk

A connection string szerkezete gyártónként eltér és elég sok paramétere lehet. Bővebben itt.

Szintén PMC-ben:

Scaffold-DbContext -Connection "Server=(localdb)\mssqllocaldb;Database=<neptun>;Trusted_Connection=True;" -Provider Microsoft.EntityFrameworkCore.SqlServer -OutputDir Models -Context ACMEShop -NoPluralize

A generált kódban figyeljük meg az alábbiakat:

• az egyes táblabeli soroknak (rekordoknak) megfelelő C#-osztályokat (pl. Termek.cs), azon belül az oszlopoknak megfelelő egyszerű property-ket és a kapcsolódó tábláknak megfelelő más osztályok típusával rendelkező navigációs property-ket (pl. Termek.Afa). Ezek alkotják az objektummodellt.
• a kontextusosztályt (pl. ACMEShop.cs), ami az általunk megadott névvel jött létre és magának az adatbázisnak a leképezése. Tartalmazza:
  • a tábláknak megfelelő DbSet<RekordTipus> propertyket, ezek a tábláknak felelenek meg
  • az adatbázisszintű konfigurációt (OnConfiguring függvény), pl. kapcsolódási adatokat, bár azt inkább külön konfig fájlban szoktuk tárolni, nem a kódban (erre van is figyelmeztetés a generált kódban)
  • a leképezések kódját az OnModelCreating függvényben. Minden rekordtípus minden property-jére megadja, hogy melyik tábla melyik oszlopára lépződik. Navigációs property-knél megadja a kapcsolat egyes résztvevőinek számosságát (1-N-es, N-N-es), valamint ha van, akkor az idegenkulcs-kényszert is.

Mindezzel minden összetevőt létrehoztunk az EF-alapinfrastruktúrához.

Feladat 2: Hello, EF!

Írjuk meg az első EF Core-lekérdezésünket. Az SQL-mérés alapján itt is kérdezzük le az összes vevőt, majd írjuk ki azonosítójukat, nevüket és felhasználói nevüket is.

A Program.cs-be:

using (var ctx = new ACMEShop()) // Context létrehozása. Using blokk, mert használat után illik az adatbáziskapcsolatot lezárni.
{
    foreach (var vevo in ctx.Vevo) // A ctx.Vevo a lekérdezésünk, ami a Vevo táblát reprezentálja.
    {
        Console.WriteLine($"{vevo.Nev} ({vevo.Id}, {vevo.Login})");
    }
}

Próbáljuk ki, és örvendezzünk, hogy milyen egyszerű és elegáns a kód. Semmilyen SQL stringet / SQL-kódot nem kellett írnunk.

Feladat 3: Nyomkövetés (trace)

Minden olyan ORM használatakor, ahol az ORM állítja elő az SQL-t, elementárisan fontos, hogy lássuk, milyen SQL fut le az adatbázisszerveren. Nyomkövetni lehet az adatbázis oldalán (adatbáziseszközzel), illetve a programunk oldalán (nyomkövető komponenssel) is. Előbbire példa SQL Server esetén az SQL Server Profiler Trace eszköze. Mi most az utóbbi irányt követjük. A context OnConfiguring függvényébe:

optionsBuilder.UseSqlServer("connection string") //ez a rész maradjon változatlan
	.LogTo(message => System.Diagnostics.Debug.WriteLine(message),LogLevel.Information); //ez a rész ékelődjön be a ; elé

A debug kimenet az Output ablakra van kötve - viszont csak akkor, ha a Visual Studio debugger csatlakoztatva van. Ezért fontos, hogy ha látni akarjuk az EF naplókat, akkor Debug módban (zöld nyíl, F5 billentyű) futtassuk az alkalmazást.

Próbáljuk ki, az Output ablak alján meg kell jelennie egy hasonló SQL-nek:

info: [időbélyeg] RelationalEventId.CommandExecuted[20101] (Microsoft.EntityFrameworkCore.Database.Command)

    Executed DbCommand (26ms) [Parameters=[], CommandType='Text', CommandTimeout='30']

    SELECT [v].[ID], [v].[Email], [v].[Jelszo], [v].[KozpontiTelephely], [v].[Login], [v].[Nev], [v].[Szamlaszam]

    FROM [Vevo] AS [v]

Ha hibakeresés miatt részletesebb naplóra van szükség, akkor a LogLevel típusú paramétert (ideiglenesen) állítsuk Loglevel.Debug-ra.

Feladat 4: CRUD-műveletek (közös)

Minden részfeladatot a using blokkon belül írjunk. Ha zavar a többi részfeladat kódja, kommentezzük ki őket. Minden részfeladatnál ellenőrizzük a kiírt eredményt az adatbázisadatok alapján is (pl. Management Studio-ban) és figyeljük meg a generált SQL-t is az Output ablak alján.

1. Kérdezze le az összes vevőt, írja ki a nevüket, azonosítójukat és felhasználónevüket! - Ezt már megoldottuk!

   Megoldás

   foreach (Vevo vevo in ctx.Vevo)
   {
     Console.WriteLine($"{vevo.Nev} ({vevo.Id}, {vevo.Login})");
   }

2. Listázza ki, hogy eddig milyen nevű termékeket rendeltek!

   Megoldás

   //bármelyik jó a két alábbi lekérdezés közül
   var termeknevek = ctx.MegrendelesTetel.Select(mt => mt.Termek.Nev).Distinct(); //MegrendelesTetel -> Termek
   //var termeknevek = ctx.Termek.Where(mt => mt.MegrendelesTetel.Any()).Select(t => t.Nev); //Termek -> MegrendelesTetel
   foreach (string? tn in termeknevek)
   {
     Console.WriteLine(tn);
   }

   Használjuk a navigációs property-ket és a System.Linq névtérben található LINQ operátorokat. Kiindulhatunk a termék, illetve a megrendeléstétel táblából (DbSet-ből) is. Érdemes kipróbálni mind a két változatot - nem ugyanolyan SQL generálódik.

   A string utáni kérdőjel nem kötelező, azzal jelezzük, hogy az érték lehet null is. Hiszen a terméknév nem kötelező adat az adatbázisban.

3. Hány nem teljesített megrendelésünk van (a státusz alapján)?

   Megoldás

   Console.WriteLine(ctx.Megrendeles.Count(mr => mr.Statusz.Nev != "Kiszállítva"));

   Ez ujjgyakorlat navigációs propertyt használva.

4. Melyek azok a fizetési módok, amiket soha nem választottak a megrendelőink?

   Megoldás

   var fmList=ctx.FizetesMod.Where(fm => !fm.Megrendeles.Any()).Select(fm=>fm.Mod);
   foreach (string? fm in fmList)
   {
       Console.WriteLine(fm);
   }

5. Rögzítsünk egy új vevőt! Írjuk ki az újonnan létrejött rekord kulcsát!

   Megoldás

   var ujvevo = new Vevo 
   { 
      Nev = "Teszt Elek",
      Login = "t.elek",
      Jelszo = "******",
      Email = "t.elek@email.com"
   };
   ctx.Add(ujvevo);
   ctx.SaveChanges();
   Console.WriteLine(ujvevo.Id);

   Az adatváltozásokat (pl. beszúrások) a kontext gyűjti. Az Add sor után a kontext nyilvántartja az új példányunkat új rekordként, de még nem csinál az adatbázison semmit. A SaveChanges a felgyűlt módosításokat egy füst alatt érvényesíti az adatbázison és vissza is frissíti az érintett C# oldali objektumokat - így a SaveChanges után az új vevő azonosítója ki lesz töltve. Debuggerrel láthatjuk is, ahogy a SaveChanges soron átjutva kitöltődik az azonosító. Ellenőrizzük a változást az adatbázisban.

   A megoldás után ezt a részt kommentezzük ki, ne szúrjunk be minden kipróbálásnál új sort.

6. A kategóriák között hibásan szerepel a Fajáték kategórianév. Javítsuk át a kategória nevét Fakockákra!

   Megoldás

   var fakocka = ctx.Kategoria.Single(k => k.Nev == "Fajáték");
   fakocka.Nev = "Fakockák";
   ctx.SaveChanges();

   Első lépésként le kell kérdeznünk a módosítandó entitást, elvégezni a módosítást, amit a kontext megint csak nyilvántart, végül érvényesíteni a módosításokat. A Watch ablakban figyeljük meg a kontext által nyilvántartott állapot változását a ctx.Entry(fakocka).State kifejezés figyelésével. Ellenőrizzük a változást az adatbázisban.

   A megoldás után ezt a részt kommentezzük ki, ha nincs az adatbázisban fajáték, a Single kivételt fog dobni, mivel pontosan egy darab rekordot vár.

   Sajnos ez a művelet így két SQL parancs (egy SELECT és egy UPDATE), jelenleg az EF Core nem tudja ezt egy utasításként megoldani, bár vannak hozzá kiterjesztések erre a célra.

7. Mely kategóriákban van a legtöbb termék? Írjuk ki ezen kategóriák nevét.

   Megoldás

   //naív megoldás, csak egy eredmény
   Console.WriteLine(ctx.Kategoria.OrderByDescending(k => k.Termek.Count())
    			  .Select(k=>k.Nev).First());
   
   //navigációs propertyvel - kivételt dob!   
   var maxkat=ctx.Kategoria
   	.Where(k => k.Termek.Count == ctx.Kategoria.Max(kk=>kk.Termek.Count))
    .Select(k=>k.Nev);
   foreach (var k in maxkat)
   {
     Console.WriteLine(k);
   }
   
   //navigációs propertyvel - működik, de két lekérdezés
   var maxkat = ctx.Kategoria.Select(kk => kk.Termek.Count)
    .AsEnumerable() // ez elsüti a lekérdezést, minden kategória termékszámát lekérdezzük
    .Max();
   var ktg = ctx.Kategoria.Where(k => k.Termek.Count == maxkat).Select(k=>k.Nev);
   foreach (var k in ktg)
   {
      Console.WriteLine(k);
   }
   
   //másik megközelítés: azokat a kategóriákat keressük, amiknél nincs több termékes kategória
   //egy lekérdezés és működik is
   var maxkat= ctx.Kategoria
    .Where(k1=>!ctx.Kategoria.Any(k2=> k2.Termek.Count > k1.Termek.Count))
        .Select(k=>k.Nev);
   foreach (var k in maxkat)
   {
      Console.WriteLine(k);
   }      

   Sajnos elég nehéz olyan lekérdezést összerakni C#-ban, ami az SQL összerakásánál ne dobna kivételt vagy ne több lekérdezésből állna 😰. Nem minden logikailag helyes, forduló LINQ kód alakítható SQL-lé, ráadásul ez csak futási időben derül ki. Érdemes ilyenkor megírni a sima SQL-t és ahhoz hasonlóan összerakni a C# kódot, plusz minden lekérdezést legalább egyszer erősen ajánlott kipróbálni futás közben is.

8. Az egyes telephelyekre hány rendelés volt eddig? Írjuk ki a telephelyek azonosítóját és a rendelések számát!

   Megoldás

    var tmegrList = ctx.Telephely.Select(t => new { t.Id, MegrendelesSzam = t.Megrendeles.Count });
    foreach (var tmegr in tmegrList)
    {
        Console.WriteLine($"{tmegr.Id}-{tmegr.MegrendelesSzam}");
    }      

   Gyakran alkalmazzuk a Select operátorban az anonim típusokat. Ezekben a típusokban mi mondjuk meg, hogy milyen nevű property-k legyenek és azok hogyan töltődjelenek fel. Bár a típus nevét nem ismerjük (anonim), de tudunk hivatkozni a property-jeire a megadott névvel.

Feladat 5: Lekérdezések (önálló)

1. Mely termék(ek) áfakulcsa 15%-os? Írjuk ki ezen termék(ek) nevét!

2. Melyik város(ok)ba kérték a legtöbb rendelést? (Nehéz! 😱)

   Tipp

   Lásd a közös feladatokból a hasonlót. Egy lehetséges megoldás, ha először a megrendeléseket csoportosítjuk a kapcsolódó város neve szerint a GroupBy operátorral, majd vesszük minden csoport kulcsát és a csoport számosságát. Ezután ezen allekérdezésből kiindulva kell kikeresni, hogy melyek azok az allekérdezés elemek, amelyeknél nincsenek nagyobb számosságú más allekérdezés elem.

3. Melyek azok a vevők, akik legalább 2-szer rendeltek már? Írjuk ki ezen vevők nevét és hogy hányszor rendeltek! (Nehéz! 😱).

   Tipp

   Így használhatjuk a SelectMany LINQ operátort egy v vevő összes rendelésének összeszedésére: v.Telephely.SelectMany(t => t.Megrendeles). A SelectMany-t akkor használjuk, ha egy kollekció minden elemhez egy kollekciót rendelünk, de az eredményt nem listák listájaként szeretnénk megkapni, hanem csak sima kilapított listaként

4. Mely számlá(k)nál nem egyezik meg a kiállítás és teljesítés dátuma? Írjuk ki ezen számla/számlák azonosítóját!

5. Írjuk ki a 2008. februári rendelések azonosítóját és ezen rendelések dátumát!

6. Írjuk ki azon rendelés(ek) azonosítóját, dátumát és határidejét, amely(ek)nél a határidő 5 napnál szűkebb a rendelés dátumához képest! (Nehéz! 😱, TIPP: EF.Functions.DateDiffDay(<dátum>,<határidő>) megadja a dátum és határidő között eltelt napok számát)

7. Hány vevőnek van gmailes e-mail címe?

8. Melyik vevőknek van egynél több telephelye? Írjuk ki ezen vevők nevét és telephelyeik számát!

9. Mely vevő(k) adták le a legtöbb tételből álló rendelést? (Több ilyen is lehet!) Írjuk ki ezen vevők nevét! (Nehéz! 😱)

   Tipp

   Lásd a közös feladatokból a hasonlót. Egy lehetséges megoldás, ha először minden megrendeléshez kiszámoljuk a kapcsolódó vevő nevét és a megrendelés tételeinek számát. Ezután ezen allekérdezésből kiindulva kell kikeresni, hogy melyek azok az allekérdezés elemek, emelyeknél nincsenek nagyobb tételszámú más allekérdezés elem.

---

Az itt található oktatási segédanyagok a BMEVIAUBB04 tárgy hallgatóinak készültek. Az anyagok oly módú felhasználása, amely a tárgy oktatásához nem szorosan kapcsolódik, csak a szerző(k) és a forrás megjelölésével történhet.

Az anyagok a tárgy keretében oktatott kontextusban értelmezhetőek. Az anyagokért egyéb felhasználás esetén a szerző(k) felelősséget nem vállalnak.