ORM性能测试Benchmark（最终版）

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ORM性能测试Benchmark（最终版）

本测试聚焦 ORM 在查询过程中，对查询表达式解析、数据映射、流程处理的性能差异。 由于 SQL 的实际执行由数据库引擎负责，ORM 无法改变数据库层面的执行逻辑；不同 ORM 的差异主要体现在 SQL 拼接、表达式解析和数据映射等实现细节（例如插入操作可通过生成 SQL 或使用 BulkCopy 实现）。 因此，本测试不对实现方式完全不同的操作（如 BulkCopy）进行比较，而是重点衡量表达式解析与数据映射两方面的运行效率与内存占用。

测试声明

本测试不代表任何立场和原作者也没任何关系，仅是在研究、学习、优化、测试，对内部项目myTest整理过程中形成的测试，有其它测式可下载源码自行添加实现。

测试环境

项目说明
测试框架BenchmarkDotNet
测试数据库SQLite（单机性能优，波动较小）
.NET 版本.NET 6.0+
测试硬件Intel Core i5-8265U CPU 1.60GHz

测试的ORM

下面列出了近年收集到的ORM，除Dapper外，未涉及到表达式解析的ORM没有加入此测试

<PackageReference Include="Chloe.SQLite" Version="5.55.0" />
    <PackageReference Include="Dapper" Version="2.1.66" />
    <PackageReference Include="FreeSql.Provider.Sqlite" Version="3.5.305" />
    <PackageReference Include="Microsoft.EntityFrameworkCore.Sqlite" Version="8.0.0-preview.6.23329.4" />
    <PackageReference Include="SqlSugarCore" Version="5.1.4.212-preview02" />
    <PackageReference Include="linq2db" Version="6.2.0" />
    <Reference Include="Fast.Framework">

具体测试项目如下

  1. 对表达式解析进行测试 testQueryCondition
  2. 对查询返回结果进行数据映射测试 testQueryResult
  3. 自定义数据映射测试 testQueryAnonymousResult
  4. 循环读取指定数据测试 testQueryLoop

测试代码明细

对表达式解析进行测试 testQueryCondition

指定了查询条件和返回结果筛选 这里可以反映表达式解析生成SQL效率，ORM技术核心最困难的部份，非常考验代码组织和逻辑

query.Where(b => b.F_String == "111" && b.F_Decimal > 0 && b.F_Bool == true && b.F_String.StartsWith("abc")).Select(b => new { b.F_Float, b.F_Bool, b.F_Double, b.F_Byte, b.F_String, b.F_Decimal, b.F_Int64 }).ToSqlString();

对查询返回结果进行数据映射测试 testQueryResult

返回指定的数量的数据进行数据映射，以测试映射效率和内存使用情况

query.Take(100).ToList();

自定义数据映射测试 testQueryAnonymousResult

指定数据映射的结构，以测试解析和映射效率、内存使用情况 这里使用了匿名对象，是一个比较特殊的处理

query.Take(100).Select(b => new
           {
               b.Id,
               b.F_Float,
               b.F_Bool,
               b.F_DateTime,
               b.F_Decimal,
               b.F_Double,
               b.F_Int64
           }).ToList();

循环读取指定数据测试 testQueryLoop

循环多次查询，以测试查询和映射效率 这里验证数据连接效率和查询效率，虽然每次查询的数据量很小，但循环多次会放大差异，能更明显的看出差别

for (var i = 0; i < 20; i++)
   {
       var item = query.Where(b => b.Id == i).ToList();
   }

Benchmark测试代码样例

[MemoryDiagnoser]
   public class ConditionTest : TestBase
   {
       [Benchmark]
       public void TestCondition()
       {
           Invoke(b => b.testQueryCondition());
       }
   }

以下是具体测试结果,仅供参考

表格字段说明：

  • Mean: 所有测量值的算术平均值 ns纳秒 μs微秒 ms毫秒。
  • Error: 99.9% 置信区间的一半。
  • StdDev: 所有测量值的标准差。
  • Gen0: 第 0 代 GC 每 1000 次操作收集一次。
  • Gen1: 第 1 代 GC 每 1000 次操作收集一次。
  • Gen2: 第 2 代 GC 每 1000 次操作收集一次。
  • Allocated: 每次操作分配的内存（仅托管内存，包含所有内容，1KB = 1024B）。

TestCondition

Dapper由于没有表达式解析，空跑，最低和最高不管是效率和内存占用差了一数量级 提示：拼接SQL会导致注入风险，除了语法字符外还有字符编码问题

MethodProvideTypeMeanErrorStdDevGen0Gen1Allocated
TestConditionChloeTest90.75 μs1.020 μs0.954 μs5.3711-16.68 KB
TestConditionEfSqlliteTest217.38 μs2.950 μs2.615 μs19.5313-61.19 KB
TestConditionFastFrameworkTest94.90 μs0.807 μs0.630 μs6.7139-20.71 KB
TestConditionFreeSqlTest779.56 μs12.514 μs11.706 μs9.76563.906362.56 KB
TestConditionLinqToDbTest103.50 μs2.002 μs2.056 μs6.1035-18.79 KB
TestConditionMyTest43.00 μs0.505 μs0.395 μs4.8218-14.95 KB
TestConditionSqlSugarTest366.82 μs7.205 μs6.016 μs33.6914-103.83 KB

TestResult

强类型直接转换，最低和最高差别两倍，EF效率比大部份好

MethodProvideTypeMeanErrorStdDevGen0Gen1Allocated
TestResultChloeTest582.8 μs10.02 μs8.37 μs22.4609-70.68 KB
TestResultDapperTest500.8 μs3.14 μs2.94 μs16.6016-52.68 KB
TestResultEfSqlliteTest1,127.4 μs15.77 μs14.75 μs64.4531-202.9 KB
TestResultFastFrameworkTest11,561.9 μs119.70 μs93.46 μs46.8750-153.21 KB
TestResultFreeSqlTest1,300.0 μs24.25 μs22.68 μs31.250011.718896.32 KB
TestResultLinqToDbTest1,273.8 μs20.71 μs18.36 μs17.5781-54.77 KB
TestResultMyTest600.5 μs11.94 μs11.16 μs15.6250-48.34 KB
TestResultSqlSugarTest1,408.5 μs27.42 μs38.44 μs46.8750-147.57 KB

TestAnonymousResult

Dapper由于没有结果筛选，同TestResult(SqlSugar内存溢出？)

MethodProvideTypeMeanErrorStdDevGen0Gen1Allocated
TestAnonymousResultChloeTest552.7 μs5.48 μs4.86 μs20.5078-65.54 KB
TestAnonymousResultDapperTest484.2 μs4.71 μs4.18 μs17.5781-55.8 KB
TestAnonymousResultEfSqlliteTest692.2 μs11.48 μs10.74 μs33.2031-103.18 KB
TestAnonymousResultFastFrameworkTest7,838.4 μs67.26 μs52.51 μs31.2500-122.4 KB
TestAnonymousResultFreeSqlTest1,940.9 μs20.24 μs18.93 μs70.312511.7188225.84 KB
TestAnonymousResultLinqToDbTest1,241.1 μs18.58 μs14.51 μs15.6250-53.21 KB
TestAnonymousResultMyTest473.4 μs4.67 μs4.14 μs12.6953-39.89 KB
TestAnonymousResultSqlSugarTest8,667.7 μs133.08 μs111.13 μs1046.8750-3210.65 KB

TestQueryLoop

循环多次查询调用，由于调用sqlite驱动不同，时间差别较大，但从内存使用上能看出差别

MethodProvideTypeMeanErrorStdDevGen0Gen1Allocated
TestQueryLoopChloeTest2.535 ms0.0427 ms0.0379 ms74.2188-231.78 KB
TestQueryLoopDapperTest1.433 ms0.0274 ms0.0243 ms17.5781-54.7 KB
TestQueryLoopEfSqlliteTest5.410 ms0.0697 ms0.0618 ms375.0000-1156.31 KB
TestQueryLoopFastFrameworkTest230.424 ms4.5239 ms4.0103 ms666.6667-2332.27 KB
TestQueryLoopFreeSqlTest16.176 ms0.3208 ms0.6257 ms93.750031.2500664.93 KB
TestQueryLoopLinqToDbTest16.881 ms0.2541 ms0.2252 ms125.0000-406.34 KB
TestQueryLoopMyTest2.058 ms0.0405 ms0.0379 ms46.8750-148.13 KB
TestQueryLoopSqlSugarTest4.210 ms0.0739 ms0.0655 ms210.9375-651.17 KB

引入不同数据库实现的方式

本次测试使用的sqlite数据库，各种引入的方式也不相司，大致分为三类：

  1. 引用相关数据库的项目扩展包(ORM主体+扩展+数据库驱动)
  2. 直接包含所有支持的数据库驱动(ORM主体+数据库驱动*N)
  3. 按需自动或手动配置引入的数据库驱动(ORM主体+按需数据库驱动)

对于第一种，多数项目都采用这种方式，缺点是需要引入多个包，增加了依赖关系，并且强绑定了数据库驱动 对于第二种，虽然可以支持多种数据库，但会增加项目的体积，并且可能引入不必要的依赖，也强绑定了数据库驱动 对于第三种，封装度最高，虽然可以按需引入数据库驱动，减少了项目的体积和依赖复杂度，但由于没有强依赖，部份实现可能由于驱动不一致而实现复杂，如 BulkCopy

以LinqToDb为例，直接引入LinqToDb包，手动配置连接串 new DataOptions().UseConnectionString(ProviderName.SQLite, ITest.sqlLiteDb) 它就能自别识别当前项目引入的sqlite驱动，并且对特殊方法也进行了封装（BulkCopy），不管是哪种数据库，引入驱动后所有方法行为一至，无其它依赖。

各种测试项目的引入方式如下表所示：

ProvideType引入方式
ChloeTest扩展包&手动配置
DapperTest扩展包
EfSqlliteTest扩展包
FastFrameworkTest手动配置
FreeSqlTest扩展包
MyTest手动或自动配置
SqlSugarTest全包含
LinqToDbTest自动配置

如何使用此测试

  1. 使用Release发布此项目
  2. 运行dbTest.exe
  3. 输入序号选择需要运行测试的方法,示例如下
---------------------[ Program ]---------------------
[1]  testQueryResult               [2]  testQueryAnonymousResult
[3]  testQueryCondition            [4]  testQueryLoop
[5]  testMethod
---------------------[ invokeAll ]---------------------
[6]  invokeAll
invoke method:
  1. 输入序号后回车，等待测试完成，测试结果会输出到控制台，并在运行目录生成BenchmarkDotNet.Artifacts文件夹，里面有详细的测试结果和分析报告
  2. 运行效果截图 dbTest.gif

测试项目代码

gitee.com/hubro/dbTes…

参考

使用 BenchmarkDotNet 对 .NET 代码进行性能基准测试 cloud.tencent.com/developer/a… mysql注入-字符编码技巧 developer.aliyun.com/article/165…

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