LINQ:创建IQueryable Provider<1>
这是一个教你创建一个LINQ IQueryable Provider的系列教程，总共13篇,来源于The Wayward WebLog，翻译中除去了一部分作者的琐碎之语，如有翻译不当之处，请指出，谢谢！
系列索引：
Part I - Reusable IQueryable base classes
Part II - Where and reusable Expression tree visitor
Part II - Local variable references
Part V - Improved Column binding
Part VII - Join and SelectMany
Part IX - Removing redundant subqueries
Part X – GroupBy and Aggregates
Part XII - Relationships and the IQ Toolkit
Part XIII - Updates and Batch Processing
Part XIV - Mapping and Providers
Part XV - Transactions, Sessions and Factories
Part XVI - Performance and Caching
Part XVII - Automatic Caching and Loading Policies
现在你可以通过CodePlex上查看这个项目。
http://www.codeplex.com/IQToolkit
balabalbala。。。
首先提示大家IQueryable接口在LINQ Beta2中发生了变化，从单接口IQueryable分解为两个：IQueryable和IQueryProvider。我们先粗略过一下这些知识。
如果你使用Visual Studio “转到定义”功能，你就可以看到这些东西：
public interface IQueryable : IEnumerable
{
Type ElementType { get; }
Expression Expression { get; }
IQueryProvider Provider { get; }
}
public interface IQueryable<T> : IEnumerable<T>, IQueryable, IEnumerable
{
}
（balabala：IQueryable本来很有料，但是现在里面的好东西全部被拆分到IQueryProvider中去了，想当年我开始研究LINQ的时候，这个类还是很值得一看的。）
IQueryable接口中包含了三个只读的属性:
- ElementType：指示元素类型（在IQueryable<T>中也是)；
注意：所有实现IQueryable接口的类都必须实现IQueryable<T>.IQueryable<T>将会使用的更多，非泛型实现只是用来提供一种创建dynamic query时的弱类型入口。如果你更深入的研究下IQueryable基础实现（System.Linq.Queryable），你会发现它只不过是是一种自动构建ExpressionTree的机制。
- Expression：
IQueryable接口典型的要素，包含着一个由LINQ查询操作符和函数调用组成的树形结构。
使用Queryable.Where方法，就是在IQueryable的表达式顶端添加一个函数调用ExpressionNode，最终仍返回其本身。
- Provider： 返回IQueryProvider的实例。
public interface IQueryProvider {
IQueryable CreateQuery(Expression expression);
IQueryable<TElement> CreateQuery<TElement>(Expression expression);
object Execute(Expression expression);
TResult Execute<TResult>(Expression expression);
}
看到这个接口你可以看到它实际上只有两个操作符：CreateQuery和Execute，只不过提供了泛型和非泛型两种实现。
CreateQuery方法通过特定的ExpressionTree创建一个新的IQueryable查询实例。
Execute方法是真正执行查询表达式的Provider的入口。
通过IQueryable和IQueryProvider分离的方式，我们可以只需要实现一个IQueryable，并且在任何Provider中使用。我们先创建一个实现IQueryable<T>和其他必须接口的类Query<T>。
public class Query<T> : IQueryable<T>, IQueryable, IEnumerable<T>, IEnumerable, IOrderedQueryable<T>, IOrderedQueryable {
QueryProvider provider;
Expression expression;
public Query(QueryProvider provider) {
if (provider == null) {
throw new ArgumentNullException("provider");
}
this.provider = provider;
this.expression = Expression.Constant(this);
}
public Query(QueryProvider provider, Expression expression) {
if (provider == null) {
throw new ArgumentNullException("provider");
}
if (expression == null) {
throw new ArgumentNullException("expression");
}
if (!typeof(IQueryable<T>).IsAssignableFrom(expression.Type)) {
throw new ArgumentOutOfRangeException("expression");
}
this.provider = provider;
this.expression = expression;
}
Expression IQueryable.Expression {
get { return this.expression; }
}
Type IQueryable.ElementType {
get { return typeof(T); }
}
IQueryProvider IQueryable.Provider {
get { return this.provider; }
}
public IEnumerator<T> GetEnumerator() {
return ((IEnumerable<T>)this.provider.Execute(this.expression)).GetEnumerator();
}
IEnumerator IEnumerable.GetEnumerator() {
return ((IEnumerable)this.provider.Execute(this.expression)).GetEnumerator();
}
public override string ToString() {
return this.provider.GetQueryText(this.expression);
}
}
IQueryable实现很浅显，仅仅是持有一个Expression Tree和Provider。
接下来我们提供一些Provider的实现，我先实现一个抽象基类，真正的Provider都可以从这个类派生而来。
public abstract class QueryProvider : IQueryProvider {
protected QueryProvider() {
}
IQueryable<S> IQueryProvider.CreateQuery<S>(Expression expression) {
return new Query<S>(this, expression);
}
IQueryable IQueryProvider.CreateQuery(Expression expression) {
Type elementType = TypeSystem.GetElementType(expression.Type);
try {
return (IQueryable)Activator.CreateInstance(typeof(Query<>).MakeGenericType(elementType), new object[] { this, expression });
}
catch (TargetInvocationException tie) {
throw tie.InnerException;
}
}
S IQueryProvider.Execute<S>(Expression expression) {
return (S)this.Execute(expression);
}
object IQueryProvider.Execute(Expression expression) {
return this.Execute(expression);
}
public abstract string GetQueryText(Expression expression);
public abstract object Execute(Expression expression);
}
还有一个辅助类：
internal static class TypeSystem {
internal static Type GetElementType(Type seqType) {
Type ienum = FindIEnumerable(seqType);
if (ienum == null) return seqType;
return ienum.GetGenericArguments()[0];
}
private static Type FindIEnumerable(Type seqType) {
if (seqType == null || seqType == typeof(string))
return null;
if (seqType.IsArray)
return typeof(IEnumerable<>).MakeGenericType(seqType.GetElementType());
if (seqType.IsGenericType) {
foreach (Type arg in seqType.GetGenericArguments()) {
Type ienum = typeof(IEnumerable<>).MakeGenericType(arg);
if (ienum.IsAssignableFrom(seqType)) {
return ienum;
}
}
}
Type[] ifaces = seqType.GetInterfaces();
if (ifaces != null && ifaces.Length > 0) {
foreach (Type iface in ifaces) {
Type ienum = FindIEnumerable(iface);
if (ienum != null) return ienum;
}
}
if (seqType.BaseType != null && seqType.BaseType != typeof(object)) {
return FindIEnumerable(seqType.BaseType);
}
return null;
}
}
真正的动作在Execute中执行，只有在这里才会执行Expression Tree。我们在下一节中再说。