1. 引言
Maintains a list of objects affected by a business transaction and coordinates the writing out of changes and the resolution of concurrency problems. Unit of Work --Martin Fowler
Unit Of Work模式，由马丁大叔提出，是一种数据访问模式。UOW模式的作用是在业务用例的操作中跟踪对象的所有更改（增加、删除和更新），并将所有更改的对象保存在其维护的列表中。在业务用例的终点，通过事务，一次性提交所有更改，以确保数据的完整性和有效性。总而言之，UOW协调这些对象的持久化及并发问题。
2. UOW的本质
通过以上的介绍，我们可以总结出实现UOW的几个要点：
- UOW跟踪变化
- UOW维护了一个变更列表
- UOW将跟踪到的已变更的对象保存到变更列表中
- UOW借助事务一次性提交变更列表中的所有更改
- UOW处理并发
而对于这些要点，EF中的DBContext已经实现了。
3. EF中的UOW
每个DbContext类型实例都有一个ChangeTracker用来跟踪记录实体的变化。当调用SaveChanges时，所有的更改将通过事务一次性提交到数据库。
我们直接看个EF Core的测试用例：
public ApplicationDbContext InMemorySqliteTestDbContext
{
get
{
// In-memory database only exists while the connection is open
var connection = new SqliteConnection("DataSource=:memory:");
connection.Open();
var options = new DbContextOptionsBuilder<ApplicationDbContext>()
.UseSqlite(connection)
.Options;
var context = new ApplicationDbContext(options);
context.Database.EnsureCreated();
return context;
}
}
[Fact]
public void Test_Ef_Implemented_Uow()
{
//新增用户
var user = new ApplicationUser()
{
UserName = "shengjie",
Email = "[email protected]"
};
InMemorySqliteTestDbContext.Users.Add(user);
//创建用户对应客户
var customer = new Customer()
{
ApplicationUser = user,
NickName = "圣杰"
};
InMemorySqliteTestDbContext.Customers.Add(customer);
//添加地址
var address = new Address("广东省", "深圳市", "福田区", "下沙街道", "圣杰", "135****9309");
InMemorySqliteTestDbContext.Addresses.Add(address);
//修改客户对象的派送地址
customer.AddShippingAddress(address);
InMemoryTestDbContext.Entry(customer).State = EntityState.Modified;
//保存
var changes = InMemorySqliteTestDbContext.SaveChanges();
Assert.Equal(3, changes);
var savedCustomer = InMemorySqliteTestDbContext.Customers
.FirstOrDefault(c => c.NickName == "圣杰");
Assert.Equal("shengjie", savedCustomer.ApplicationUser.UserName);
Assert.Equal(customer.ApplicationUserId, savedCustomer.ApplicationUserId);
Assert.Equal(1, savedCustomer.ShippingAddresses.Count);
}
首先这个用例是绿色通过的。该测试用例中我们添加了一个User，并为User创建对应的Customer，同时为Customer添加一条Address。从代码中我们可以看出仅做了一次保存，新增加的User、Customer、Address对象都成功持久化到了内存数据库中。从而证明EF Core是实现了Uow模式的。但很显然应用程序与基础设施层高度耦合，那如何解耦呢？继续往下看。
4. DDD中的UOW
那既然EF Core已经实现了Uow模式，我们还有必要自行实现一套Uow模式吗？这就视具体情况而定了，如果你的项目简单的增删改查就搞定了的，就不用折腾了。
在DDD中，我们会借助仓储模式来实现领域对象的持久化。仓储只关注于单一聚合的持久化，而业务用例却常常会涉及多个聚合的更改，为了确保业务用例的一致型，我们需要引入事务管理，而事务管理是应用服务层的关注点。我们如何在应用服务层来管理事务呢？借助UOW。这样就形成了一条链：Uow->仓储-->聚合-->实体和值对象。即Uow负责管理仓储处理事务，仓储管理单一聚合，聚合又由实体和值对象组成。
下面我们就先来定义实体和值对象，这里我们使用层超类型。
4.1. 定义实体
/// <summary>
/// A shortcut of <see cref="IEntity{TPrimaryKey}"/> for most used primary key type (<see cref="int"/>).
/// </summary>
public interface IEntity : IEntity<int>
{
}
/// <summary>
/// Defines interface for base entity type. All entities in the system must implement this interface.
/// </summary>
/// <typeparam name="TPrimaryKey">Type of the primary key of the entity</typeparam>
public interface IEntity<TPrimaryKey>
{
/// <summary>
/// Unique identifier for this entity.
/// </summary>
TPrimaryKey Id { get; set; }
}
4.2. 定义聚合
namespace UnitOfWork
{
public interface IAggregateRoot : IAggregateRoot<int>, IEntity
{
}
public interface IAggregateRoot<TPrimaryKey> : IEntity<TPrimaryKey>
{
}
}
4.3. 定义泛型仓储
namespace UnitOfWork
{
public interface IRepository<TEntity> : IRepository<TEntity, int>
where TEntity : class, IEntity, IAggregateRoot
{
}
public interface IRepository<TEntity, TPrimaryKey>
where TEntity : class, IEntity<TPrimaryKey>, IAggregateRoot<TPrimaryKey>
{
IQueryable<TEntity> GetAll();
TEntity Get(TPrimaryKey id);
TEntity FirstOrDefault(TPrimaryKey id);
TEntity Insert(TEntity entity);
TEntity Update(TEntity entity);
void Delete(TEntity entity);
void Delete(TPrimaryKey id);
}
}
因为仓储是管理聚合的，所以我们需要限制泛型参数为实现IAggregateRoot的类。
4.4. 实现泛型仓储
amespace UnitOfWork.Repositories
{
public class EfCoreRepository<TEntity>
: EfCoreRepository<TEntity, int>, IRepository<TEntity>
where TEntity : class, IEntity, IAggregateRoot
{
public EfCoreRepository(UnitOfWorkDbContext dbDbContext) : base(dbDbContext)
{
}
}
public class EfCoreRepository<TEntity, TPrimaryKey>
: IRepository<TEntity, TPrimaryKey>
where TEntity : class, IEntity<TPrimaryKey>, IAggregateRoot<TPrimaryKey>
{
private readonly UnitOfWorkDbContext _dbContext;
public virtual DbSet<TEntity> Table => _dbContext.Set<TEntity>();
public EfCoreRepository(UnitOfWorkDbContext dbDbContext)
{
_dbContext = dbDbContext;
}
public IQueryable<TEntity> GetAll()
{
return Table.AsQueryable();
}
public TEntity Insert(TEntity entity)
{
var newEntity = Table.Add(entity).Entity;
_dbContext.SaveChanges();
return newEntity;
}
public TEntity Update(TEntity entity)
{
AttachIfNot(entity);
_dbContext.Entry(entity).State = EntityState.Modified;
_dbContext.SaveChanges();
return entity;
}
public void Delete(TEntity entity)
{
AttachIfNot(entity);
Table.Remove(entity);
_dbContext.SaveChanges();
}
public void Delete(TPrimaryKey id)
{
var entity = GetFromChangeTrackerOrNull(id);
if (entity != null)
{
Delete(entity);
return;
}
entity = FirstOrDefault(id);
if (entity != null)
{
Delete(entity);
return;
}
}
protected virtual void AttachIfNot(TEntity entity)
{
var entry = _dbContext.ChangeTracker.Entries().FirstOrDefault(ent => ent.Entity == entity);
if (entry != null)
{
return;
}
Table.Attach(entity);
}
private TEntity GetFromChangeTrackerOrNull(TPrimaryKey id)
{
var entry = _dbContext.ChangeTracker.Entries()
.FirstOrDefault(
ent =>
ent.Entity is TEntity &&
EqualityComparer<TPrimaryKey>.Default.Equals(id, ((TEntity)ent.Entity).Id)
);
return entry?.Entity as TEntity;
}
}
}
因为我们直接使用EF Core进行持久化，所以我们直接通过构造函数初始化DbContex实例。同时，我们注意到Insert、Update、Delete方法都显式的调用了SaveChanges方法。
至此，我们完成了从实体到聚合再到仓储的定义和实现，万事俱备，只欠Uow。
4.5. 实现UOW
通过第3节的说明我们已经知道，EF Core已经实现了UOW模式。而为了确保领域层透明的进行持久化，我们对其进行了更高一层的抽象，实现了仓储模式。但这似乎引入了另外一个问题，因为仓储是管理单一聚合的，每次做增删改时都显式的提交了更改（调用了SaveChanges），在处理多个聚合时，就无法利用DbContext进行批量提交了。那该如何是好？一不做二不休，我们再对其进行一层抽象，抽离保存接口，这也就是Uow的核心接口方法。
我们抽离SaveChanges方法，定义IUnitOfWork接口。
namespace UnitOfWork
{
public interface IUnitOfWork
{
int SaveChanges();
}
}
因为我们是基于EFCore实现Uow的，所以我们只需要依赖DbContex，就可以实现批量提交。实现也很简单：
namespace UnitOfWork
{
public class UnitOfWork<TDbContext> : IUnitOfWork where TDbContext : DbContext
{
private readonly TDbContext _dbContext;
public UnitOfWork(TDbContext context)
{
_dbContext = context ?? throw new ArgumentNullException(nameof(context));
}
public int SaveChanges()
{
return _dbContext.SaveChanges();
}
}
}
既然Uow接手保存操作，自然我们需要：注释掉EfCoreRepository中Insert、Update、Delete方法中的显式保存调用_dbContext.SaveChanges();。
那如何确保操作多个仓储时，最终能够一次性提交所有呢？
确保Uow和仓储共用同一个DbContex即可。这个时候我们就可以借助依赖注入。
4.6. 依赖注入
我们直接使用.net core 提供的依赖注入，依次注入DbContext、UnitOfWork和Repository。
//注入DbContext
services.AddDbContext<UnitOfWorkDbContext>(
options =>options.UseSqlServer(
Configuration.GetConnectionString("DefaultConnection")));
//注入Uow依赖
services.AddScoped<IUnitOfWork, UnitOfWork<UnitOfWorkDbContext>>();
//注入泛型仓储
services.AddTransient(typeof(IRepository<>), typeof(EfCoreRepository<>));
services.AddTransient(typeof(IRepository<,>), typeof(EfCoreRepository<,>));
这里我们限定了DbContext和UnitOfWork的生命周期为Scoped，从而确保每次请求共用同一个对象。如何理解呢？就是整个调用链上的需要注入的同类型对象，使用是同一个类型实例。
4.7. 使用UOW
下面我们就来实际看一看如何使用UOW，我们定义一个应用服务：
namespace UnitOfWork.Customer
{
public class CustomerAppService : ICustomerAppService
{
private readonly IUnitOfWork _unitOfWork;
private readonly IRepository<Customer> _customerRepository;
private readonly IRepository<ShoppingCart.ShoppingCart> _shoppingCartRepository;
public CustomerAppService(IRepository<ShoppingCart> shoppingCartRepository,
IRepository<Customer> customerRepository, IUnitOfWork unitOfWork)
{
_shoppingCartRepository = shoppingCartRepository;
_customerRepository = customerRepository;
_unitOfWork = unitOfWork;
}
public void CreateCustomer(Customer customer)
{
_customerRepository.Insert(customer);//创建客户
var cart = new ShoppingCart.ShoppingCart() {CustomerId = customer.Id};
_shoppingCartRepository.Insert(cart);//创建购物车
_unitOfWork.SaveChanges();
}
//....
}
}
通过以上案例，我们可以看出，我们只需要通过构造函数依赖注入需要的仓储和Uow即可完成对多个仓储的持久化操作。
5. 最后
对于Uow模式，有很多种实现方式，大多过于复杂抽象。EF和EF Core本身已经实现了Uow模式，所以在实现时，我们应避免不必要的抽象来降低系统的复杂度。
最后，重申一下： Uow模式是用来管理仓储处理事务的，仓储用来解耦的（领域层与基础设施层）。而基于EF实现Uow模式的关键：确保Uow和Reopository之间共享同一个DbContext实例。
最后附上基于.Net Core和EF Core实现的源码： GitHub--UnitOfWork
React
Typescript
Django
Laravel
Facebook
Microsoft
Google
Alibaba
D3
Tencent