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プログラミングとインフラエンジニアリングの覚え書き

[C#] Entity Framework Core の役割を理解する

C# , .NET , Entity Framework Core bucket-sort

前回まで、ADO.NET を使って接続、コマンド、データ読み取り、更新、トランザクション、一括投入を扱いました。

ADO.NET は、SQL とデータベース操作を明示的に扱える強力な仕組みです。
一方で、アプリケーションの規模が大きくなると、SQL の組み立て、読み取り結果のモデル変換、変更追跡、リレーションの扱いなどを毎回手で書くのは大変になります。

そこで登場するのが Entity Framework Core です。

オブジェクトとテーブルのずれ

C# のアプリケーションでは、データをクラスとして扱います。

public sealed class Car
{
    public int Id { get; set; }
    public string Make { get; set; } = "";
    public string Color { get; set; } = "";
    public string PetName { get; set; } = "";
}

一方、リレーショナルデータベースでは、データをテーブルの行として扱います。

CREATE TABLE Inventory
(
    Id INT NOT NULL PRIMARY KEY,
    Make NVARCHAR(50) NOT NULL,
    Color NVARCHAR(50) NOT NULL,
    PetName NVARCHAR(50) NOT NULL
);

アプリケーション側では「Car オブジェクト」、データベース側では「Inventory テーブルの行」です。
この 2 つの世界には、次のようなずれがあります。

  • クラスとテーブル
  • プロパティと列
  • オブジェクト参照と外部キー
  • コレクションと 1 対多のリレーション
  • 継承とテーブル設計
  • null の扱い
  • 変更検知の仕組み

このずれを埋める仕組みが ORM です。

ORM とは

ORM は、オブジェクトとリレーショナルデータベースを対応付けるための仕組みです。

Entity Framework Core を使うと、C# のクラスを中心にデータベースを扱えます。

await using AutoLotContext context = new AutoLotContext();

List<Car> cars = await context.Cars
    .Where(car => car.Make == "Honda")
    .OrderBy(car => car.PetName)
    .ToListAsync();

このコードでは SQL を直接書いていません。
しかし、EF Core は LINQ 式を解析し、データベースへ送る SQL を生成します。

概念的には、次のような SQL になります。

SELECT Id, Make, Color, PetName
FROM Inventory
WHERE Make = N'Honda'
ORDER BY PetName;

つまり、EF Core は「C# の式」と「SQL」の橋渡しをしてくれます。

EF Core が担当すること

EF Core は、主に次のような処理を担当します。

モデルとテーブルの対応付け

どのクラスをどのテーブルに対応させるか、どのプロパティをどの列に対応させるかを管理します。

クエリの変換

LINQ で書いた問い合わせを、データベースが理解できる SQL に変換します。

変更追跡

取得したオブジェクトが変更されたかどうかを追跡します。
SaveChanges() を呼ぶと、変更内容に応じて INSERT / UPDATE / DELETE が実行されます。

リレーションの扱い

1 対多、多対多、所有される値オブジェクトなど、テーブル間の関係を C# のオブジェクトとして扱いやすくします。

マイグレーション

モデルの変更からデータベーススキーマの変更履歴を作成し、データベースへ適用できます。

ADO.NET との違い

ADO.NET では、SQL と読み取り処理を明示的に書きます。

await using SqlCommand command = connection.CreateCommand();
command.CommandText = """
    SELECT Id, Make, Color, PetName
    FROM Inventory
    WHERE Make = @make
    """;

command.Parameters.AddWithValue("@make", "Honda");

await using SqlDataReader reader = await command.ExecuteReaderAsync();

EF Core では、LINQ とモデルを中心に書けます。

List<Car> cars = await context.Cars
    .Where(car => car.Make == "Honda")
    .ToListAsync();

どちらが優れている、という話ではありません。
用途が違います。

ADO.NET が向いている場面:

  • SQL を細かく制御したい
  • 大量投入など低レベルな最適化が必要
  • 単純で小さなデータアクセスだけで済む
  • ORM の変換を挟みたくない

EF Core が向いている場面:

  • ドメインモデルを中心に開発したい
  • CRUD 処理が多い
  • LINQ で問い合わせを書きたい
  • 変更追跡やリレーション管理を任せたい
  • マイグレーションでスキーマ変更を管理したい

実務では、EF Core を基本にしつつ、必要な場所だけ ADO.NET や生 SQL を使う設計もよくあります。

最小構成の例

EF Core を使うには、まずパッケージを追加します。

dotnet add package Microsoft.EntityFrameworkCore
dotnet add package Microsoft.EntityFrameworkCore.SqlServer

モデルです。

public sealed class Car
{
    public int Id { get; set; }
    public string Make { get; set; } = "";
    public string Color { get; set; } = "";
    public string PetName { get; set; } = "";
}

データベースとの窓口になるクラスです。

using Microsoft.EntityFrameworkCore;

public sealed class AutoLotContext : DbContext
{
    public DbSet<Car> Cars => Set<Car>();

    protected override void OnConfiguring(DbContextOptionsBuilder optionsBuilder)
    {
        optionsBuilder.UseSqlServer(
            "Server=localhost,1433;Database=AutoLot;User Id=sa;Password=YourStrong!Passw0rd;TrustServerCertificate=True;");
    }

    protected override void OnModelCreating(ModelBuilder modelBuilder)
    {
        modelBuilder.Entity<Car>().ToTable("Inventory");
    }
}

問い合わせです。

await using AutoLotContext context = new AutoLotContext();

List<Car> cars = await context.Cars
    .OrderBy(car => car.Id)
    .ToListAsync();

foreach (Car car in cars)
{
    Console.WriteLine($"{car.Id}: {car.Color} {car.Make} ({car.PetName})");
}

この時点で、EF Core は Car と Inventory テーブルの対応を使って SQL を生成します。

接続文字列は設定へ逃がす

サンプルでは分かりやすくするために接続文字列をコードに書きました。
実務では設定から渡します。

public sealed class AutoLotContext : DbContext
{
    public AutoLotContext(DbContextOptions<AutoLotContext> options)
        : base(options)
    {
    }

    public DbSet<Car> Cars => Set<Car>();
}

ASP.NET Core や Generic Host では、DI に登録できます。

builder.Services.AddDbContext<AutoLotContext>(options =>
{
    options.UseSqlServer(
        builder.Configuration.GetConnectionString("AutoLot"));
});

この形にすると、接続文字列やテスト用設定を差し替えやすくなります。

EF Core を使うときの心構え

EF Core は便利ですが、魔法ではありません。
LINQ で書いた処理は、最終的に SQL としてデータベースで実行されます。

次の点を意識すると、トラブルを避けやすくなります。

  • 生成される SQL を確認する
  • 必要以上に大量データを読み込まない
  • Include の使いすぎに注意する
  • 更新対象の状態を理解する
  • トランザクション境界を意識する
  • 追跡あり/なしを使い分ける

EF Core は、データベースを知らなくてよくする道具ではありません。
データベースの知識を前提に、C# から扱いやすくする道具です。

まとめ

Entity Framework Core は、C# のオブジェクトとリレーショナルデータベースを対応付けるための ORM です。
LINQ による問い合わせ、変更追跡、リレーション管理、マイグレーションなどを提供します。

ADO.NET より高い抽象度でデータアクセスを書けますが、最終的には SQL が実行されます。
次回は、EF Core の基本部品であるコンテキスト、データ集合、変更追跡を詳しく見ていきます。

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