Cтратегия отображения типов и производительность EF

Entity Framework (EF) — это популярный ORM-фреймворк для работы с базами данных в .NET-приложениях. EF поддерживает разные стратегии отображения сущностей, каждая из которых влияет на схему базы данных и взаимодействие EF с иерархией типов .NET. В этой статье мы рассмотрим, как эти стратегии влияют на производительность в SQL Server.

Стратегии отображения в Entity Framework

В официальной документации Microsoft описаны три стратегии:

• Table-per-hierarchy (TPH);
• Table-per-class (TPC);
• Table-per-type (TPT).

Из моего опыта существует ещё одна стратегия, которую я называю TPH с JSON. Суть её в том, что свойства дочерних классов сериализуются в JSON и сохраняются в одну колонку.

Рассмотрим следующую иерархию:

public class Root { }

public class ChildA : Root { }

public class ChildB : Root { }

public class ChildC : Root { }

Схемы баз данных для этой иерархии будут следующими:

TPH	TPC	TPT	TPH с JSON

Описание:

• В TPH все свойства всех сущностей находятся в одной таблице.
• В TPC дочерние таблицы не связаны с родительской таблицей.
• В TPT дочерние таблицы содержат только специфичные для типа столбцы и связаны с родительской.
• В TPH с JSON все специфичные свойства упакованы в одну колонку Payload, а тип хранится в колонке PayloadType.

Теперь посмотрим, как это влияет на производительность.

Бенчмарк

В проекте бенчмарка есть 4 экземпляра DbContext, по одному для каждой стратегии. TPH, TPC, TPT стандартные. Для TPH с JSON требуется дополнительный обёрточный класс:

public class RootWrapper : Root
{
    public string Payload { get; set; } = string.Empty;

    [NotMapped]
    public Root OriginalEntity { get; set; }

    public PayloadTypes PayloadType { get; set; }

    public enum PayloadTypes
    {
        Root,
        ChildA,
        ChildB,
        ChildC,
    }
}

Для генерации тестовых данных использовалась библиотека Bogus, для замеров — BenchmarkDotNet.

Проводились два теста: на INSERT и SELECT данных.

Результаты

Вот результаты. Как видно:

• TPT показывает худшие результаты для SELECT и INSERT.
• TPC чуть быстрее при выборке, но медленнее при вставке по сравнению с TPH.
• TPH с JSON показал лучшую производительность.

TPH против TPH с JSON

Чтобы разобраться, почему TPH с JSON быстрее TPH, я провёл дополнительный бенчмарк: разные сущности содержали от 3 до 21 свойства.

Причины ухудшения производительности TPH:

1. EF Core создаёт отдельный INSERT для каждого типа.
2. EF Core создаёт параметр для каждого свойства.

Для TPH с JSON создаётся один INSERT, а количество параметров в 4 раза меньше.

Выборка данных

Для выборки (SELECT) ситуация чуть иная:

Если свойств меньше 8, TPH с JSON быстрее, если больше — выигрывает обычный TPH.

Вывод

Результаты можно свести в таблицу: