深入理解IEnumerable和IQueryable两接口的区别

Posted 2022-08-02 躬匠

无论是在ado.net EF或者是在其他的Linq使用中，我们经常会碰到两个重要的静态类Enumerable、Queryable，他们在System.Linq命名空间下。那么这两个类是如何定义的，又是来做什么用的呢？特别是Queryable类，它和EF的延迟加载技术有什么联系呢？

好，带着上面的问题开始我们今天的学习。

首先介绍两个类的定义

（1）Enumerable类，对继承了IEnumerable<T>接口的集合进行扩展；

（2）Queryable类，针对继承了IQueryable<T>接口的集合进行扩展。

在继续学习之前，我们先来看一下EF中定义的实体集DbSet<T>

 

 

通过上面的截图我们可以看到 DbSet<T>实现了IQueryable<T>、IEnumerable<T>接口。

与上面的两句话结合起来意思就是可以通过两个静态类对DbSet<T>进行扩展操作。其实查看两个类的源码可以知道，这两个类对实现了IQueryable<T>、IEnumerable<T>接口的集合进行了很多方法的扩展。

 

 

可能你还不知道如何进行扩展方法的定义以及操作，没事儿，请参考另外一篇文章：C#扩展方法的理解

但是那么的扩展方法不都是我们需要的，我们在ado.net EF中最常用的就是扩展的Where方法。

两个类中Where扩展方法的定义分别如下

（1）Enumerable类

 

        public static IEnumerable<TSource> Where<TSource>(this IEnumerable<TSource> source, Func<TSource, bool> predicate);
        public static IEnumerable<TSource> Where<TSource>(this IEnumerable<TSource> source, Func<TSource, int, bool> predicate);

观察Where方法，可以看到第一个参数是实现了IEnumable接口的类，第二个参数是一个Func<T>委托类型
 

 

（2）Queryable类

 

        public static IQueryable<TSource> Where<TSource>(this IQueryable<TSource> source, Expression<Func<TSource, bool>> predicate);
        public static IQueryable<TSource> Where<TSource>(this IQueryable<TSource> source, Expression<Func<TSource, int, bool>> predicate);

观察Where方法，可以看到第一个参数是实现了IEnumable接口的类，第二个参数是一个Expresssion类型
很显然，两个类扩展的Where方法是不同的，那具体有什么不同呢？那么这种不同又导致什么结果呢？

 

OK，带着疑问继续往下学习。

为了便于大家好学习，在这里，我们编写一段代码，通过监视工具查看两者的区别。

先上代码

 

        private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)
        
            using (DemoContext context = new DemoContext())
            
                var customer = context.cunstomer.Where(c => c.Name == "牡丹");
                foreach (var item in customer)
                
                    MessageBox.Show(item.Id.ToString());
                
            
        

 

至于代码中的上下文定义以及实体集大家不必纠结，我们在这里要透过表象看本质。在上面的程序中添加断点，同时启动sql server profiler监视工具，运行程序。

 

程序会在断点处停下来，如下所示

 

 

上面只是到点断点处，当然断点处的语句还有执行，继续单步执行。

 

 

执行过断点处所在的语句，观察监视工具还是什么都没有。

咦，是不是出什么问题了呢？为什么没有查询语句执行呢？真的是监视工具出问题了吗？

继续单步调试

 

 

咦，这个时候怎么出现sql查询语句了。很奇怪吧，这就是ado.net EF的延迟加载技术，这里面很重要的一部分就是通过IQueryable接口实现的（具体我们放到最后再说）。

讲过了Queryable类的Where方法，接下来我们再来看一下Enumable类的Where方法。

修改上面的代码如下所示

 

        private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)
        
            using (DemoContext context = new DemoContext())
            
                var customer = context.cunstomer.Where(c => c.Name == "牡丹").AsEnumerable();
                foreach (var item in customer)
                
                    MessageBox.Show(item.Id.ToString());
                
            
        

 

 

 

 

同样是打开监视工具，添加断点，运行程序

 

 

单步调试，继续运行

 

 

执行过断点所在的语句及执行了查询语句。

关于上面的两个测试总结如下。

 

（1）所有对于IEnumerable的过滤，排序等操作，都是在内存中发生的。也就是说数据已经从数据库中获取到了内存中，只是在内存中进行过滤和排序操作。

（2）所有对于IQueryable的过滤，排序等操作，只有在数据真正用到的时候才会到数据库中查询。这也是Linq的延迟加载核心所在。

那最后一个问题，IQueryable接口为何那么特殊呢？

观察它的定义

 

    // 摘要:
    //     提供对未指定数据类型的特定数据源的查询进行计算的功能。
    public interface IQueryable : IEnumerable
    
        // 摘要:
        //     获取在执行与 System.Linq.IQueryable 的此实例关联的表达式树时返回的元素的类型。
        //
        // 返回结果:
        //     一个 System.Type，表示在执行与之关联的表达式树时返回的元素的类型。
        Type ElementType  get; 
        //
        // 摘要:
        //     获取与 System.Linq.IQueryable 的实例关联的表达式树。
        //
        // 返回结果:
        //     与 System.Linq.IQueryable 的此实例关联的 System.Linq.Expressions.Expression。
        Expression Expression  get; 
        //
        // 摘要:
        //     获取与此数据源关联的查询提供程序。
        //
        // 返回结果:
        //     与此数据源关联的 System.Linq.IQueryProvider。
        IQueryProvider Provider  get; 
    

 

该接口有三个特殊的属性，具体内容代码已经介绍了，那查询时具体又是如何执行呢？

答案是该接口会把查询表达式先缓存到表达式树中，只有当真正遍历发生的时候，才会由IQueryProvider解析表达式树，生成sql语句执行数据库查询操作。

哎呀，写到现在终于差不多快写完了。

上面介绍了两个接口的区别与联系，具体使用哪种就看自己的项目需求了。

最后补充一下List.Where()方法，还是以代码说明。

 

List<string> fruits =
    new List<string>  "apple", "passionfruit", "banana", "mango", 
                    "orange", "blueberry", "grape", "strawberry" ;

IEnumerable<string> query = fruits.Where(fruit => fruit.Length < 6);

foreach (string fruit in query)

    Console.WriteLine(fruit);

 

 

查看List<T>的定义，如下图所示

 

它也是继承了IEnumerable接口，因此，他也不存在延迟加载。

OK，到此，所有工作完成。