.NET平台开源项目速览(7)关于NoSQL数据库LiteDB的分页查询解决过程
在文章：这些.NET开源项目你知道吗？让.NET开源来得更加猛烈些吧!（第二辑） 与 .NET平台开源项目速览(3)小巧轻量级NoSQL文件数据库LiteDB中，介绍了LiteDB的基本使用情况以及部分技术细节，我还没有在实际系统中大量使用，但文章发布后，有不少网友( loogn)反应在实际项目中使用过，效果还可以吧。同时也有人碰到了关于LiteDB关于分页的问题，还不止一个网友，很显然这个问题从我的思考上来说，作者不可能不支持，同时也翻了一下源码，发现Find方法有skip和limite参数，直觉告诉我，这就是的。但是网友进一步提问，这个方法并不是很好用，它也没有实现的分页的情况。所以就亲自操刀，看看到底是神马情况？不看不知道，这个过程还真的不是那么回事，不过还是能解决啊。
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1.关于数据库排序与分页
在实际的项目中，对于关系型数据库，数据查询与排序都应该好办，升序或者降序呗，但是对数据库的分页应该不是直接的函数支持，也需要自己的应用程序中进行处理，然后使用top或者limite之类的来查询一定范围内的数据，作为一页，给前台。例如下面的SQL语句：
Select top PageSize * from TableA where Primary_Key not in (select top (n-1)*PageSize Primary_Key from TableA )
数据的分页过程中，我们也看到在根据指定条件查询后，就是记录集的筛选，所以对于NoSQL数据库来说，因为没有了SQL，这些问题不会像常规关系型数据库那么突出，毕竟你选择了NoSQL，在大数据面前，如果动不动就查几千条数据来分页，也是明显不合适的。在我的观点中，要尽量避免无谓的查询浪费，也不会有人专门去看几千甚至几万条记录，如果有，也只是从中找到一部分数据，既然这样何必不一开始就增加条件，过滤掉那些没用的数据呢。所以数据库的那些事，业务的合理性也很重要，数据库也是机器，他们能力也有限，动不动就仍那么多沉重的任务给它，也会受不了啊。
2.LiteDB的查询排序
2.1 测试前准备工作
为了便于本文的相关代码演示，我们使用如下的一个实体类，注意Id的问题我们在前面一篇文章中已经说过了，默认是自增的，不需要处理。加进来是为了方便查询和分页。实体类基本代码如下：
public class Customer
{
/// <summary>自增Id，编号</summary>
public int Id { get; set; }
/// <summary>年龄</summary>
public int Age { get; set; }
/// <summary>姓名</summary>
public string Name { get; set; }
}
然后我们使用如下的方法插入20条记录，注意该函数是数据初始化，只需要运行一次即可。会在bin目录生成Sample数据库文件。我们只拿这些数据做测试。至于以后大数据的查询以及分页效率问题，暂时不考虑，我们只单独处理分页的情况。
static void InitialDB()
{
//打开或者创建新的数据库
using (var db = new LiteDatabase("sample.db"))
{
//获取 customers 集合，如果没有会创建，相当于表
var col = db.GetCollection<Customer>("customers");
for (int i = 0; i < 20; i++)
{
//创建 customers 实例
var customer = new Customer
{ //名字循环改变
Name = i % 2 == 1 ? "Jim1_" + i.ToString() : "Jim2" + i.ToString(),
Age = i,
};
// 将新的对象插入到数据表中，Id是自增，自动生成的
col.Insert(customer);
}
}
}
上面的Name是交替改变的，Jim1和Jim2加上编号，而Age是默认逐步增加了，主要是为了测试排序的情况。
2.2 基本查询与分页问题
我们在前面介绍LiteDB的基础文章。。中，对基本查询做了介绍。方法很灵活。针对上面的例子，我们假设一个查询分页的需求：
查Customer表中，Name以"Jim1"开头的人集合，按Age降序排列，每3条记录一页，打印每一页的Age列表。
针对上面问题，我们需要先简单分析一下问题：
1.查询获取记录的总数，可以使用Find或者Count方法直接获取；
2.查询条件的是Name，可以使用Linq或者Query来进行；
3.由于LiteDB是NoSQL的，所以不支持内部直接排序了，只能使用Linq的OrderBy或者OrderByDescending了；
4.关于分页，还是选择和SQL数据库类型的方法，使用linq的skip方法来跳过一些记录。这里留个疑问，因为自己技术有限，平时也只使用基本的linq操作，所以只想到了Skip，知道的朋友接着往下看，别吐槽。解决问题的最终结果可能很简单，但是过程还是值得回味的，一步步也是学习和总结优化的过程。
3.LiteDB分页之渐入佳境
由于Linq的Take以前不知道，所有走了一些弯路，同时LiteDB的Find方法中的重载函数之一，skip参数也有一些问题，下一节讲到具体问题。
3.1 第一次小试牛刀
考虑到类似SQL的limite和top查询，我们也在LiteDB中使用这种方式。由于Linq有一个Skip方法，所以选择它来完成具体数据的选择，相当于每次都选择最后几条。看代码：
//打开或者创建新的数据库
using (var db = new LiteDatabase("sample.db"))
{
//获取 customers 集合，如果没有会创建，相当于表
var col = db.GetCollection<Customer>("customers");
//1.计算总的数量
var totalCount = col.Count(Query.StartsWith("Name", "Jim1"));
//2.计算总的分页数量
Int32 pageSize = 3 ;//每一页的数量
var pages = (int)Math.Ceiling((double)totalCount / (double)pageSize);
//3.循环获取每一页的数据
Int32 current = int.MaxValue;
for (int i = 0; i < pages; i++)
{ //查找条件，附加了Id的范围，第一次是最大，后面进行更新
var data = col.Find(n => n.Name.StartsWith("Jim1") && n.Id < current)
.OrderBy(n => n.Age) //要求是降序，由于要选择最后的，只能先升序
.Skip(totalCount - (i + 1) * pageSize)//跳过前面页的记录
.OrderByDescending(n => n.Age); //降序排列
current = data.Last().Id;//更新当前查到的最大Id
//把Id按照页的顺序打印出来
String res = String.Empty;
foreach (var item in data.Select(n => n.Age)) res += (item.ToString() + " , ");
Console.WriteLine(res);
}
}
结果如下：
最后1也只有1条记录，总共10条记录也是正常的，总共20条，交替插入的。缺点有几个：
1.效率比较低，每次都选最后的
2.只能从第1页获取，不能获取单独页的，因为上一次的Id不能得到
3.2 完全使用Linq分页
后来发现了Take方法，虽然我猜测应该有，但苦于自己疏忽，导致寻找的时候错过了，后来自己打算重新写一个的时候，又去确认一遍的时候才发现。因为skip都可以实现，没道理Take不实现啊，原理都是一样的。如果实现也很简单的。那看看改进版的基于Linq的分页。没有上面那么麻烦了：
//根据页面号直接获取
static void SplitPageByPageIndex(int index)
{
using (var db = new LiteDatabase("sample.db"))
{
var col = db.GetCollection<Customer>("customers");
//1.计算总的数量
var totalCount = col.Count(Query.StartsWith("Name", "Jim1"));
//2.计算总的分页数量
Int32 pageSize = 3;//每一页的数量
var pages = (int)Math.Ceiling((double)totalCount / (double)pageSize);
//查询条件
var data = col.Find(n => n.Name.StartsWith("Jim1"))
.OrderByDescending(n => n.Age)//降序
.Skip(index * pageSize) //跳过前面页数数量的记录
.Take(pageSize); //选择前面的记录作为当前页
//把id按照顺序打印出来
String res = String.Empty;
foreach (var item in data.Select(n => n.Age)) res += (item.ToString() + " , ");
Console.WriteLine(res);
}
}
结果如下：
和上面是一样的，但这个显然要简洁多了。更加灵活，而且不用降序和升序直接转换，一次就够。
3.3 终极解决之扩展分页方法
根据上面方法，我们可以扩展到LiteDB中去，虽然我一直认为这一点可以做到，但是研究了很久的源码，测试一直不成功，详细内容第4节介绍。
我选择直接在源代码里面扩展，当然也可以单独写一个扩展方法，不过源码里面更好用，相当于给Find增加一个重载方法，我们在源代码的Find.cs中增加下面的方法，详细看注释：
/// <summary>分页获取记录</summary>
/// <typeparam name="TOder">排序字段类型</typeparam>
/// <param name="predicate">linq查询表达式</param>
/// <param name="orderSelector">排序表达式</param>
/// <param name="isDescending">是否降序,true降序</param>
/// <param name="pageSize">每页大小</param>
/// <param name="pageIndex">要获取的页码，从1开始</param>
/// <returns>分页后的数据</returns>
public IEnumerable<T> FindBySplitePage<TOder>(Expression<Func<T, bool>> predicate,
Func<T, TOder> orderSelector, Boolean isDescending, int pageSize, int pageIndex)
{
var allCount = Count(predicate);//计算总数
var pages = (int)Math.Ceiling((double)allCount / (double)pageSize);//计算页码
if (pageIndex > pages) throw new Exception("页面数超过预期");
if (isDescending)//降序
{
return Find(predicate)
.OrderByDescending(orderSelector)
.Skip((pageIndex - 1) * pageSize)
.Take(pageSize);
}
else //升序
{
return Find(predicate)
.OrderBy(orderSelector)
.Skip((pageIndex - 1) * pageSize)
.Take(pageSize);
}
}
下面还是使用上面的例子，直接进行调用：
var db = new LiteDatabase("sample.db");
var col = db.GetCollection<Customer>("customers");
//取第二页，降序
var data = col.FindBySplitePage<Int32>(n => n.Name.StartsWith("Jim1"), n => n.Age, true, 3, 2).ToList();
//把id按照顺序打印出来
String res = String.Empty;
foreach (var item in data.Select(n => n.Age)) res += (item.ToString() + " , ");
Console.WriteLine(res);
Console.WriteLine("任务完成");
结果如下，调用总体比较简单，直接使用linq，输入页面数量和页码就可以了。当然不需要排序也可以，大家可以根据实际情况优化一下。
到这里，分页的问题基本是解决了，但还得说一下研究LiteDB遇到的坑。
4.LiteDB的疑问
先看看下面一段普通的代码，查询出来的记录的Id的变化情况，没有排序：
using (var db = new LiteDatabase("sample.db"))
{
var col = db.GetCollection<Customer>("customers");
var data = col.Find(n => n.Name.StartsWith("Jim1"));//普通查询
//把Id按照页的顺序打印出来
String res = String.Empty;
foreach (var item in data.Select(n => n.Id)) res += (item.ToString() + " , ");
Console.WriteLine(res);
}
结果如下：
2 , 12 , 14 , 16 , 18 , 20 , 4 , 6 , 8 , 10 ,
是不是很奇怪？没有想象的是按照顺序输出。所以这个坑花了我好长时间，怎么试就是不行，既然这样的话，那么使用LiteDB自带的下面这个方法：
public IEnumerable<T> Find(Expression<Func<T, bool>> predicate, int skip = 0, int limit = int.MaxValue)
就有问题。这个方法skip的是按照上述顺序的。所以追根到底，还是因为直接的使用排序的方法?这里打个问号吧，说不定有，我没找到。如果有人比较熟悉的，可以告知一下，非常感谢。但是使用linq的方式也很容易的解决问题，应该差不了多少。
5.资源
本文的代码比较简单，所有代码都已经贴在上面了。所以就不放具体代码了，我打算好好把LiteDB的源码研究一下，为以后正式的抛弃Sqlite做准备。大家关注博客，如果研究比较深入，会把相关代码托管到github。这里研究还不够深入，代码比较简单，就省略了吧。