C# 数据库访问与ORM框架全面指南：从ADO.NET到Entity Framework Core

在现代应用开发中，数据持久化是核心需求之一。作为.NET生态系统中的主力语言，C#提供了丰富多样的数据库访问技术和工具。本文将全面探讨C#中的数据库访问方式，重点介绍三种主流ORM（对象关系映射）框架：Entity Framework Core、Dapper和NHibernate，帮助开发者根据项目需求做出合理的技术选型。

第一部分：基础数据库访问 - ADO.NET

1.1 ADO.NET架构概述

ADO.NET是.NET平台数据访问的基石，提供了一套面向连接的、断开式的数据访问模型。其主要组件包括：

• Connection：建立与数据库的连接

• Command：执行SQL命令

• DataReader：高效的前向只读数据流

• DataAdapter：在数据源和DataSet之间架桥

• DataSet：内存中的数据库表示

1.2 典型使用模式

// 连接字符串示例
string connStr = "Server=.;Database=Northwind;Integrated Security=True;";using (SqlConnection conn = new SqlConnection(connStr))
{// 打开连接conn.Open();// 执行查询string sql = "SELECT ProductID, ProductName FROM Products WHERE CategoryID = @CategoryID";using (SqlCommand cmd = new SqlCommand(sql, conn)){cmd.Parameters.AddWithValue("@CategoryID", 1);using (SqlDataReader reader = cmd.ExecuteReader()){while (reader.Read()){Console.WriteLine($"{reader["ProductID"]}: {reader["ProductName"]}");}}}// 执行插入string insertSql = "INSERT INTO Products (ProductName, CategoryID) VALUES (@Name, @CatID)";using (SqlCommand cmd = new SqlCommand(insertSql, conn)){cmd.Parameters.AddWithValue("@Name", "New Product");cmd.Parameters.AddWithValue("@CatID", 1);int rowsAffected = cmd.ExecuteNonQuery();Console.WriteLine($"插入了 {rowsAffected} 行");}
}

1.3 ADO.NET优缺点分析

优点：

• 最接近数据库底层的访问方式

• 性能最佳

• 完全控制SQL语句

• 适合复杂查询和存储过程调用

缺点：

• 需要手动编写大量样板代码

• 容易产生SQL注入漏洞

• 对象关系映射需要手动实现

• 维护成本高

第二部分：现代ORM框架

2.1 Entity Framework Core

2.1.1 EF Core概述

Entity Framework Core是微软官方推出的ORM框架，是.NET生态中最流行的数据访问解决方案。

2.1.2 核心概念

• DbContext：数据库会话，工作单元模式的实现

• DbSet：实体集合，对应数据库表

• 迁移(Migrations)：代码优先的数据库架构管理

• LINQ提供程序：将LINQ转换为SQL

2.1.3 完整示例

// 定义实体
public class Blog
{public int BlogId { get; set; }public string Url { get; set; }public int Rating { get; set; }public List<Post> Posts { get; set; }
}public class Post
{public int PostId { get; set; }public string Title { get; set; }public string Content { get; set; }public int BlogId { get; set; }public Blog Blog { get; set; }
}// 定义DbContext
public class BloggingContext : DbContext
{public DbSet<Blog> Blogs { get; set; }public DbSet<Post> Posts { get; set; }protected override void OnConfiguring(DbContextOptionsBuilder options)=> options.UseSqlServer("Server=.;Database=BloggingDemo;Trusted_Connection=True;");
}// 使用示例
using (var db = new BloggingContext())
{// 创建var blog = new Blog { Url = "http://example.com", Rating = 5 };db.Blogs.Add(blog);db.SaveChanges();// 查询var topBlogs = db.Blogs.Where(b => b.Rating > 3).OrderByDescending(b => b.Rating).ToList();// 更新var firstBlog = db.Blogs.First();firstBlog.Url = "http://updated.com";db.SaveChanges();// 删除var lastBlog = db.Blogs.OrderBy(b => b.BlogId).Last();db.Blogs.Remove(lastBlog);db.SaveChanges();
}

2.1.4 EF Core高级特性

• 延迟加载：virtual导航属性+代理

• 预先加载：Include/ThenInclude

• 显式加载：Entry(...).Collection(...).Load()

• 全局查询过滤器：modelBuilder.Entity<T>().HasQueryFilter(...)

• 影子属性：模型中未定义的列

• 值转换器：自定义类型映射

2.2 Dapper

2.2.1 Dapper概述

Dapper是Stack Overflow开发的高性能微型ORM，在ADO.NET基础上提供了简单的对象映射功能。

2.2.2 核心特点

• 轻量级（单个文件）

• 几乎零学习成本

• 性能接近原生ADO.NET

• 支持多映射和存储过程

2.2.3 完整示例

using Dapper;
using System.Data.SqlClient;// 基本查询
string connectionString = "Server=.;Database=Northwind;Integrated Security=True;";using (var connection = new SqlConnection(connectionString))
{var products = connection.Query<Product>("SELECT * FROM Products WHERE CategoryID = @CatID",new { CatID = 1 });foreach (var product in products){Console.WriteLine(product.ProductName);}
}// 多映射示例
var sql = @"SELECT p.*, c.* FROM Products p INNER JOIN Categories c ON p.CategoryID = c.CategoryIDWHERE p.ProductID = @Id";using (var connection = new SqlConnection(connectionString))
{var product = connection.Query<Product, Category, Product>(sql,(prod, cat) => { prod.Category = cat; return prod; },new { Id = 1 },splitOn: "CategoryID").FirstOrDefault();Console.WriteLine($"{product.ProductName} 属于 {product.Category.CategoryName}");
}// 执行存储过程
using (var connection = new SqlConnection(connectionString))
{var parameters = new DynamicParameters();parameters.Add("@CategoryID", 1);parameters.Add("@ProductCount", dbType: DbType.Int32, direction: ParameterDirection.Output);var products = connection.Query<Product>("CustOrderHist",parameters,commandType: CommandType.StoredProcedure);int productCount = parameters.Get<int>("@ProductCount");
}

2.3 NHibernate

2.3.1 NHibernate概述

NHibernate是.NET平台上的成熟ORM框架，移植自Java的Hibernate，功能全面但配置复杂。

2.3.2 核心概念

• SessionFactory：线程安全，应用生命周期单例

• Session：工作单元，非线程安全

• 映射文件：.hbm.xml或Fluent配置

• HQL：Hibernate查询语言

• Criteria API：类型安全的查询构建

2.3.3 完整示例

<!-- Product.hbm.xml -->
<hibernate-mapping xmlns="urn:nhibernate-mapping-2.2"><class name="Product" table="Products"><id name="Id" column="ProductID"><generator class="identity" /></id><property name="Name" column="ProductName" /><property name="Price" /><many-to-one name="Category" column="CategoryID" /></class>
</hibernate-mapping>

// 配置和用法
var cfg = new Configuration();
cfg.Configure(); // 读取hibernate.cfg.xml
cfg.AddAssembly(typeof(Product).Assembly);var sessionFactory = cfg.BuildSessionFactory();using (var session = sessionFactory.OpenSession())
using (var tx = session.BeginTransaction())
{// 保存var newProduct = new Product { Name = "New Product", Price = 9.99m,Category = session.Load<Category>(1)};session.Save(newProduct);// 查询var products = session.CreateCriteria<Product>().Add(Restrictions.Like("Name", "N%")).List<Product>();// HQL查询var hqlProducts = session.CreateQuery("FROM Product WHERE Price > :price").SetDecimal("price", 5m).List<Product>();tx.Commit();
}

第三部分：技术选型指南

3.1 比较矩阵

特性	ADO.NET	Dapper	EF Core	NHibernate
学习曲线	高	低	中	高
性能	最高	高	中	中
开发速度	低	中	高	中
功能丰富度	低	低	高	最高
LINQ支持	无	有限	完整	部分
迁移工具	无	无	有	有
社区支持	高	高	最高	中

3.2 推荐场景

选择ADO.NET当：

• 需要极致性能

• 项目简单，表结构稳定

• 需要完全控制SQL

• 使用复杂存储过程

选择Dapper当：

• 需要接近原生性能

• 项目使用微服务架构

• 已有良好设计的SQL

• 需要轻量级解决方案

选择EF Core当：

• 开发速度是关键因素

• 使用代码优先开发

• 需要LINQ支持

• 项目中等复杂度

选择NHibernate当：

• 需要最丰富的ORM功能

• 项目非常复杂

• 需要二级缓存等高级特性

• 团队有Hibernate经验

第四部分：最佳实践与性能优化

4.1 通用最佳实践

1. 连接管理：始终确保连接被正确关闭（使用using语句）

2. 参数化查询：永远使用参数防止SQL注入

3. 错误处理：实现适当的重试机制

4. 日志记录：记录关键数据库操作

5. 分页处理：大数据集必须分页

4.2 EF Core特定优化

1. 批量操作：

   // 不好的做法
   foreach (var item in items)
   {context.Add(item);context.SaveChanges(); // 每次保存
   }// 好的做法
   context.AddRange(items);
   context.SaveChanges(); // 批量保存

2. 选择合适的数据加载方式：

   // 预先加载（查询时）
   var blogs = context.Blogs.Include(b => b.Posts).ToList();// 显式加载（需要时）
   var blog = context.Blogs.First();
   context.Entry(blog).Collection(b => b.Posts).Load();// 延迟加载（访问时，需配置）
   public class Blog
   {public virtual ICollection<Post> Posts { get; set; }
   }

3. 禁用跟踪：

   var blogs = context.Blogs.AsNoTracking() // 只读操作使用.ToList();

4. 使用原始SQL优化复杂查询：

   var blogs = context.Blogs.FromSqlRaw("SELECT * FROM Blogs WHERE Rating > {0}", 3).ToList();

4.3 Dapper优化技巧

1. 使用多映射减少查询次数：

   var sql = @"SELECT * FROM Orders o INNER JOIN Customers c ON o.CustomerID = c.CustomerIDWHERE o.OrderDate > @Date";var orders = connection.Query<Order, Customer, Order>(sql,(order, customer) => { order.Customer = customer; return order; },new { Date = DateTime.Now.AddDays(-30) },splitOn: "CustomerID");

2. 批量插入：

   var sql = "INSERT INTO Products (Name, Price) VALUES (@Name, @Price)";
   connection.Execute(sql, products); // products是对象列表

结语

C#生态系统提供了从底层到高层的完整数据库访问解决方案。对于大多数应用场景，Entity Framework Core提供了最佳的生产力和功能平衡；对性能敏感的场景，Dapper是不二之选；而复杂的企业级应用可能会从NHibernate的丰富功能中受益。无论选择哪种技术，理解底层原理和遵循最佳实践都是构建高效、可维护数据访问层的关键。

希望这篇全面指南能帮助您在C#项目中做出明智的数据库访问技术决策。根据项目需求、团队技能和性能要求选择最适合的工具，并记住：没有放之四海而皆准的解决方案，只有最适合特定场景的选择。