A tutorial and analysis of LINQ and the .NET Entities Framework

1. LINQ
Language INtegrated Query
Giovanni Lagorio
lagorio@disi.unige.it
JUG Genova, 14 Luglio 2009

2. Licenza
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1. Venga citata la fonte originale
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3. Cosa vedremo?
• LINQ
– Cos’è? Requisiti, pubblicità 
– Accenni di cosa succede “dietro le quinte”
• LINQ to Objects
• LINQ to SQL
• Panoramica di ADO Entity Framework
• Conclusioni

4. Cos’è LINQ?
Uno strumento per interrogare in modo
uniforme
– Oggetti in memoria (LINQ to Objects)
– Database relazionali (LINQ to SQL)
– Documenti XML (LINQ to XML)
– Modelli E/R (LINQ to Entities)
– ...altro... LINQ to Flickr, LINQ to whatever 
LINQ non è ORM, ma è un’ottima interfaccia per
interrogarli

5. Cos’ha di tanto speciale LINQ?
• Uniformità ed Estensibilità
• Query a livello di linguaggio
– Type checking
– Nell’IDE:
• Intellisense
• Refactoring
– Non serve escaping 
niente più (SQL) injection

6. Cosa serve?
• .NET 3.5/Visual Studio 2008
– C# 3 C# 2 + “quello che serve per LINQ”
– il risultato è compatibile con .NET 2.0
• Quindi, tutta “compiler magic”
– type inference, quanto basta, e
– zucchero sintattico come se piovesse 
• Quindi, è realistico che arrivi in Java
– Java 6 = Java 5 C# 2
– Per Java 7 si parla di closure...

7. LINQ to Objects
string[] strings = { "g", null, "gENoVa", "jug" };
var query = from s in strings
where s.Length>2
orderby s descending
select s.ToUpper();
var query2 = from s in query
where s.StartsWith("G")
select s.Length;
strings[1] = "a";
Sum=6
int sum = query2.Sum();
Console.WriteLine("Sum={0}n", sum);
JUG
foreach (string s in query) Console.WriteLine(s); GENOVA

8. Var
• Solo per dichiarare variabili locali, il tipo (inferito) è
quello dell’inizializzatore
• Esempio:
int i = 0;
var i = 0; // equivalenti, finché non cambia inizializz.
• E’ chiaramente molto comoda con i generici...
List<List<string>> lls =
new List<List<string>>();
var lls = new List<List<string>>();
• Non solo per i pigri, essenziale in alcuni casi

9. LINQ to SQL
using (var context = new JUGDataContext()) {
var q = from user in context.Users
where user.lastname.Length>1
select user;
q = from user in q
orderby user.lastname
select user;
foreach (var x in q) // esegue una DB query
Console.WriteLine(x.lastname + " " +
x.firstname);
}

10. ToList/ToArray
var q = from user in context.Users
orderby user.lastname
select user;
// esegue 10 volte la query
for (int a = 0; a < 10; ++a)
foreach (var x in q) // ...
List<User> l = q.ToList();
// esegue una sola volta sul DB
for (int a = 0; a < 10; ++a)
foreach (var x in l) // ...

11. Proiezioni e Tipi anonimi
var q = from user in context.Users
orderby user.lastname
select new { user.firstname, user.lastname,
fullName = user.firstname+" "+user.lastname } ;
foreach (var x in q)
Console.WriteLine("nome={0}, cognome={1}, nome
completo={2}", x.firstname, x.lastname, x.fullName);
Qui var diventa obbligatorio! Che tipo ha x?
Un tipo anonimo, sappiamo solo che ha un campo firstname di
tipo string, ecc.

12. Scorciatoie varie...
var array = new[] { "ciao", "mondo" };
var anA = new A(3) { G=3 };
var anotherA = new A { F=5, G=3 };
var something = new { Answer = 42 };
Nei primi tre casi, al posto di var avrei
potuto usare: string [], A e A

13. Esempio con groupby
string[] strings = { "Gio", "Java", "Genova", "JUG", "Zorro" };
var query = from s in strings
group s by s[0] into sameFirstLGroup
orderby sameFirstLGroup.Count() ascending FirstLetter = Z
select new { FirstLetter = sameFirstLGroup.Key, Words =
Words = sameFirstLGroup }; Zorro
FirstLetter = G
foreach (var g in query) { Words =
Console.WriteLine("FirstLetter = {0}", Gio
g.FirstLetter); Genova
Console.WriteLine("Words = "); FirstLetter = J
foreach (var w in g.Words) Words =
Console.WriteLine("t{0}", w); Java
} JUG

14. Altro zucchero sintattico...
var ls = new List<string>()
{ "qui", "quo", "qua" };
var d = new Dictionary<int, string>()
{ { 1, "pippo" }, { 2, "pluto" } };
Auto-implemented properties:
int pippo { get; set; }

15. Cos’è davvero una query?
• Qualcosa che “trasforma” una sequenza in un’altra
– string[] strings = { "qui", "quo", "qua" };
var q = from s in strings select s.Length;
• Ok…cos’è una sequenza?
– tutte le “robe foreach-abili”: IEnumerable<T>

16. Sequenze di “cosi”
• IEnumerable<T> • java.lang.Iterable<T>
– IEnumerator<T> – Iterator<T>
GetEnumerator() iterator()
• IEnumerator<T> • java.lang.Iterator<T>
– bool MoveNext() – hasNext()
– T Current { get; } – next()
– (... Reset e Dispose che non ci – (... e remove che non ci
interessano) interessa)
...

17. Esempi
Se il risultato è una sequenza di oggetti di tipo R, il tipo della
query sarà IEnumerable<R>
• string[] strings = {"qui", "quo", "qua"};
IEnumerable<int> q1 = from s in strings
select s.Length;
• IEnumerable<string> q2 = from s in strings select s;
• IEnumerable<string> q3 = strings;
• IEnumerable<bool> q4 = from i in
(from s in strings select s.Length)
select i > 0;

18. Troppa magia... come funziona?!?
var q = from user in
/* un certo IEnumerable<User> */
where user.firstname == "Giovanni"
select user;
foreach (var x in q)
Console.WriteLine(x.firstname);
Come può generare il codice corretto?!? La
condizione deve diventare del codice .NET, una
clausola WHERE in SQL o che altro?
Dipende dal provider... che non conosciamo!

19. C’è il trucco ;-)
1. Esiste una traduzione che trasforma le query LINQ
in una serie di chiamate di metodo
– Traduzione puramente sintattica: il risultato viene poi
compilato con le regole usuali
2. La sorgente può essere più specifica di quanto
detto prima, per esempio:
interface IQueryable<T> : IEnumerable<T>, ...
rappresenta, terminologia mia, le sequenze
“LINQ-aware”

20. Versione tradotta,
senza “zucchero sintattico”
var q = /* ... un IEnumerable/IQueryable ... */
.Where(user => user.firstname == "Giovanni")
.Select(user => user);
Ora sì che va meglio! Al posto di un problema ne
abbiamo due 
1. Cosa sono Where e Select? Sembrano metodi ma
non fanno parte di IEnumerable...
2. Cosa gli passiamo?

21. Extension methods
• E’ possibile aggiungere metodi
(implementati) a una qualunque
classe/interfaccia
• Visti dall’intellisense (quasi)
come gli altri
• Meccanismo molto potente,
ricorda l’Aspect Oriented
Programming
– sembra fin troppo facile abusarne

22. Extension methods: come?
• Si usa this come modificatore del primo
parametro di un metodo statico
public static int m(this T x, int k, ...)
• Il compilatore trasforma le chiamate
expr.m(1, 2, 3)
dove expr ha tipo T (e non c’è nessun metodo
migliore) in:
MiaClasseStatica.MioExtMethod(expr, 1, 2, 3)

23. Esempio di estensione
(totalmente inutile)
public static class MyStringExtension {
public static int TwiceLength(this string s) {
return s.Length * 2;
}
}
...
Console.WriteLine("ciao".TwiceLength());
// stampa 8, trasformata dal compilatore in:
Console.WriteLine(MyStringExtension.
TwiceLength("ciao"));

24. Lambda Expressions (Closures)
• Fanno finta di essere λ-astrazioni del λ-calcolo ,
ovvero definizioni di funzioni “inline”
Esempi:
– (int x, int y) => x + y
rappresenta la funzione che somma x e y
– a => a * a
rappresenta la funzione quadrato
– (x, y) => { if (x < y) return x; else return y; }
rappresenta la funzione che restituisce il minimo
• Il tipo dei parametri può essere inferito
– Se il parametro è uno solo, non servono le parentesi

25. Lambda Expression (cont.)
Una lambda-expression è, di per sé, totalmente
inutile (!) ma può essere convertita in:
• un delegate, in sostanza, in codice .NET che
valuta la funzione, oppure in
• un Expression tree, (codice .NET che costruisce)
una struttura dati che rappresenta l’espressione,
che il provider trasformerà in una qualche forma
più furba per l’esecuzione (per esempio, una
query SQL per un DB relazionale)

26. Esempio expression tree

27. Riprendiamo la versione “dietetica”
var q = /* ... */
.Where(user => user.firstname == "Giovanni")
.Select(user => user);
In base al tipo della sorgente:
public static IEnumerable<T> Where<T>(
this IEnumerable<T> source,
Func<T, bool> predicate)
public static IQueryable<T> Where<T>(
this IQueryable<T> source,
Expression<Func<T, bool>> predicate)

28. Ma allora, cosa devo usare?
IEnumerable<T>
IQueryable<T>
Dipende, comunque un IEnumerable si
converte facilmente con asQueryable
Non è (sempre) un cast:
int[] ints = { 1, 2, 3 };
IQueryable<int> iq = ints.AsQueryable();

29. Limiti dell’approccio
• Alcune espressioni possibili solo con LINQ to
Objects, per esempio in LINQ to SQL:
var q = from user in context.Users
where user.MyMethod()>0 /* boom */
select user.MyMethod() /* ok */ ;
– Comunque, molti (tutti?) metodi standard di
numeri/stringhe/date vengono tradotti
• Mi sembra sconsigliabile, ma limitandosi a LINQ
to Objects è possibile modificare gli oggetti
visitati

30. ADO ENTITIES FRAMEWORK

31. ADO Entities Framework
• E’ un ORM, al di là di quello che sostiene M$
• Permette di lavorare a livello di Modello E/R
(ereditarietà, relazioni molti-a-molti, ...)
• Si può interrogare via:
– Entities SQL (SQL), per esempio:
SELECT VALUE c FROM E.Contacts AS c
WHERE c.FirstName='Pippo'
– LINQ to Entities
La sintassi è quella che vi aspettate

32. Mapping
• Descritto da tre file XML
– Ma VS li nasconde abbastanza
Modello Store
Concettuale Mapping
Schema
(E/R) .MSL
Mapping .SSDL
.CSDL Specification
Language
Store Schema
Definition
Conceptual Schema Language
Definition Language
(tipicamente)
DB
Oggetti Relazionale

33. Esempio: Entities vs DB Schema

34. EntityContext
Dai file XML otteniamo:
• Le classi (parziali) corrispondenti ai tipi entità
• Una classe QualcosaEntityContext (che
estende ObjectContext) che ci permette di
dialogare con il modello, tramite:
– proprietà che corrispondono agli insiemi entità
– metodi AddTo
Il contesto materializza gli oggetti e traccia i
cambiamenti, salvati con SaveChanges

35. Esempio di inserimento dati
using (var context = new JUGEntities()) {
User u = new User() { username = "Gio",
firstname="g", lastname="l" };
Role r = new Role() { rolename = "Admin" };
u.Roles.Add(r);
Document d = new ToDo() { Author = u,
title = "demo", what="boh" };
context.AddToDocuments(d);
context.SaveChanges();
// tutti gli oggetti vengono salvati e
// l'ordine delle insert e` automatico
}

36. Esempio di interrogazione
using (var context = new JUGEntities()) {
var q = from d in context.Documents.Include("Author.Roles")
where d.Author.username=="Gio"
select d;
var aDoc = q.First();
//aDoc.AuthorReference.Load();
User author = aDoc.Author;
Console.WriteLine("Author: {0}nRoles:", author.firstname);
//author.Roles.Load();
foreach (Role r in author.Roles)
Console.WriteLine("t{0}", r.rolename);
}

37. Esempio di modifica/cancellazione
using (var context = new JUGEntities()) {
var todos = (from d in context.Documents.OfType<ToDo>()
select d).ToArray();
context.DeleteObject(todos[0]);
todos[1].what = "blabla";
context.SaveChanges();
}

38. LINQ to SQL vs LINQ to Entities
Visto che, alla fin fine, si parla di DB relazionali,
un confronto è inevitabile.
Alcune domande abbastanza ovvie sono:
• LINQ to SQL è un ORM?
• Quanto si assomigliano?
• Posso passare dall’uno all’altro con facilità?

39. LINQ to... SQL Entities
E’ un ORM No Sì
Cosa si “vede”? Delle tabelle, relazioni 1-n Entità e Relazioni (anche n-m)
Ereditarietà No (sì ma...) Sì
Transazioni No (ma basta wrappare in Si (su DB singolo, se non basta:
ScopeTransaction) ScopeTransaction)
Query SQL generate Ragionevoli A volte ragionevoli
Da modello a DB e No (ma avrebbe senso?) Solo da VS 2010, purtroppo
viceversa?
Sincronizzazione No (mi sembra, VS2010?), Sì
schema DB? non grave: classi parziali
Editor Visuale Sì Sì al 90% (speriamo in VS
2010...)
Lazy/eager loading Per context/implicito Per query/esplicito
Locking ottimistico Di default su tutto Sì, ma di default su nulla
Single/SingleOrDefault Sì No! (Eccezione a runtime)

40. Conclusioni
• Oggi: LINQ to
– Objects: molto comodo
– XML: esiste, non l’ho mai usato
– SQL: ok, ma alle “ORMeggia”  a sproposito
– Entities: interessante, probabilmente immaturo
• Domani?
– LINQ in Java?
– LINQ to (N)Hibernate: abbastanza non-m$ per essere
apprezzato da tutti?
– PLINQ, un .AsParallel() rende la query parallela!

41. Grazie per l’attenzione
...domande?