ADO.NET实用技巧两则
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ADO.NET实用技巧两则
要想充分发挥ADO.NET的优势，不仅需要全面、深入理解ADO.NET编程模型，及时总结经验、技巧也十分重要。ADO已经有多年的实践经验，ADO.NET以此为基础，提供了更加丰富、强大的工具；尽管如此，ADO.NET的设计目标毕竟不是提供一个即插即用的工具，它不会把所有的编程工作简化到仅靠鼠标点击就可以完成的程度。
ADO.NET包含了一大堆代表数据访问模型中各种逻辑实体的对象，其中尤以连接、事务这两个对象最为重要。连接的作用是建立一个与后端数据库通信的通道，创建连接对象必须以特定的.NET数据提供者为基础。事务对象可以在已有的连接对象上创建，也可以通过显式地执行一个BEGIN TRAN SQL语句创建。虽然理论很简单，但实际上，围绕连接、事务的不确定因素很多，而且它们对应用整体的稳定性和效率有着至关紧要的影响。
如何保存连接字符串，保护连接字符串中可能包含的敏感信息（例如密码）？怎样设计一个完善的数据访问策略，既考虑到安全性（即身份验证、授权），却又不至于对性能和可伸缩性造成太大的影响？如果需要用到事务，那么如何高效地实现和控制事务？采用自动事务还是手动事务？在使用ADO.NET时，这些问题都必须仔细考虑。
一、连接字符串，连接池
数据库连接是一种重要的、有限的、开销昂贵的资源，因此用好连接对象是任何应用的最基本的要求。使用数据库连接的要点可总结如下：
保存连接字符串应注意安全。
打开连接应迟，关闭连接应早。
连接字符串是访问数据库的钥匙。连接字符串除了说明要访问的数据之外，还包含了用户为什么可以访问那些数据的身份证明。在执行数据库操作时，用户身份证明是确定数据访问权限的最重要的因素。
1.1 保存连接字符串
目前，硬编码的连接字符串具有最好的性能，因为它们直接编译进了应用的代码之中。然而，硬编码的字符串影响程序的灵活性，一旦连接字符串改变，应用程序必须重新编译。
将连接字符串保存到外部提高了灵活性，代价是访问外部字符串需要付出额外的开销。但在绝大多数情况下，由此导致的性能开销可以忽略不计，真正需要担心的是安全问题。例如，攻击者可能修改、窃取连接字符串。将连接字符串保存到外部环境的常见途径有：配置文件，UDL文件，Windows注册表。
.NET框架配置文件以纯文本文件的形式部署，访问方便。如果连接字符串包含密码，文本格式将是最大的缺陷所在，因为密码将以明文的形式保存。可以考虑引入一个专用的加密/解密引擎，不过这部分工作需要开发者自己完成。
UDL文件是供OLE DB提供者使用的文本文件，也就是说，SQL Server托管提供者不支持UDL文件。UDL文件也存在和前面的配置文件一样的安全问题，总地看来优势不多。
最后，Windows注册表可以作为一个天然安全的存储场所。注册表是一个保存关键信息的系统知识库，如果结合运用加密技术，可以达到较高的安全性。使用注册表的主要缺点是部署麻烦，要求创建注册键（可能还要执行加密）以及从注册表读取数据。虽然.NET Framework提供了一组调用底层Win32 API的封装类，但这些类都没有提供加密功能。aspnet_setreg.exe工具可以用来创建HKEY_LOCAL_MACHINE下的注册键保存用户名称和密码，例如：aspnet_setreg.exe -k "Software\MyData" -u:userID -p:password。该命令将加密指定的用户ID和密码。
1.2 连接池原理
连接池允许我们通过一个缓冲池重用现有的连接对象，避免每次使用连接对象时都要新建一个对象。采用连接池之后，只要少量的连接对象就可以满足大量客户端的需要。
每一个连接池都与一个独立的连接字符串及其事务上下文关联。每次打开一个新的连接，数据提供者会尝试将指定的连接字符串与连接池的字符串进行匹配。如果匹配失败，数据提供者创建一个新的连接并将它加入连接池。连接池被创建之后，除非进程结束，否则不会被拆除。有人认为这种处理方式会影响性能，其实不然，维护一个不活动的或者空的连接池不需要多少开销。
连接池创建之后，系统会创建一些连接对象并将它们加入连接池，直至达到额定的最小连接对象数量。以后，系统会根据需要新建和加入连接对象，一直到达最大连接对象数量限额为止。如果程序请求一个连接对象时没有空闲的连接对象可用，且连接池里面的对象数量已达到上限，则请求被放入队列，一旦有连接被释放回缓冲池就立即取出使用。
避免用编程的方式构造连接字符串。如果通过合并多个输入数据的方式构造出连接字符串，很容易给注入式攻击以可乘之机。如果必须用到用户输入的数据，务必进行严格的验证。
1.3 关闭连接
关闭一个连接时，连接对象被返回给连接池以便重用，但这时实际的数据库连接并未被拆除。如果禁用了连接池，则实际的数据库连接也被关闭。这里必须强调的一点时，连接对象使用完毕后应当显式关闭并将它返回给连接池，不要依靠垃圾收集器来释放连接。实际上，当连接对象的引用超出有效范围时，连接不一定被关闭——垃圾收集器的功能是拆除代表物理连接的.NET封装对象，但这并不意味着底层的连接也被关闭了。
调用Close或Dispose方法可以将连接释放回连接池。只有当生存期结束或出现严重错误时，连接对象才会被从连接池删除。
1.4 连接池与安全
如果一个应用程序的所有数据访问操作都使用同样的连接字符串，连接池的优势将发挥到极限。但是，这只是一种理想化了的状况，很可能与应用程序的其他要求存在冲突。例如，如果只使用一个连接字符串，要在数据库这一层次上执行安全控制就很困难了。
另一方面，如果让每一个用户分别使用自己的连接字符串（即为每一个用户分别设定数据库帐户），势必出现大量小型的连接池，许多连接根本不会被重用。依照惯例，这类问题的最佳解决方案是寻找两个极端之间的一个适当折衷点。我们可以设置一组具有代表性的公用帐户，同时修改存储过程，使之接受一个表示用户标识的参数，存储过程根据传入的用户标识执行不同的操作。
二、事务模式
分布式企业应用离不开事务。在数据访问代码中加入事务管理功能主要有两种方式：手动方式，自动方式。
在手动方式中，程序员负责编写所有配置、使用事务机制的代码。自动（或COM+）事务则在.NET类中加入声明式属性，指定运行时对象的事务特性。自动方式方便了将多个组件配制成在同一个事务之内运行。两种事务方式都支持本地的或分布式的事务，但自动的事务方式极大地简化了分布式事务处理。
必须注意的是，事务是一种开销很大的操作，所以决定使用事务之前务必再三考虑。如果确实需要使用事务，那就要尽量缩小事务的粒度，减少对数据库的加锁时间、加锁范围。例如，对于SQL Server，单个的SQL语句不需要显式地声明事务，SQL Server会自动将每一个语句作为一个独立的事务运行。手动的本地事务总是比其他事务快得多，因为它不需要涉及DTC（Distributed Transaction Coordinator）。
手动事务、自动事务应当视为两种不同的、互斥的技术。如果要在单个数据库上执行事务性操作，优先考虑手动事务。当单个事务跨越多个远程数据库，或单个事务涉及多个资源管理器（例如，一个数据库和一个MSMQ资源管理器），优先考虑自动事务。不管怎样，应当极力避免混合运用两种事务模式。如果性能不是特别重要，即使只对一个数据库操作也可以考虑使用自动事务，使代码更加简洁（但速度略慢）。
总而言之，要提高数据库访问代码的质量，必须深入了解ADO.NET对象模型，根据实际情况灵活运用各种技巧。ADO.NET是一个公用的API，各种应用——不管是Windows窗体应用、ASP页面还是Web服务，都可以通过ADO.NET访问数据库；但是，ADO.NET不是一边接受输入、一边吐出结果的黑箱，而是一个由许多工具组成的工具箱。
ADO.NET包含了一大堆代表数据访问模型中各种逻辑实体的对象，其中尤以连接、事务这两个对象最为重要。连接的作用是建立一个与后端数据库通信的通道，创建连接对象必须以特定的.NET数据提供者为基础。事务对象可以在已有的连接对象上创建，也可以通过显式地执行一个BEGIN TRAN SQL语句创建。虽然理论很简单，但实际上，围绕连接、事务的不确定因素很多，而且它们对应用整体的稳定性和效率有着至关紧要的影响。
如何保存连接字符串，保护连接字符串中可能包含的敏感信息（例如密码）？怎样设计一个完善的数据访问策略，既考虑到安全性（即身份验证、授权），却又不至于对性能和可伸缩性造成太大的影响？如果需要用到事务，那么如何高效地实现和控制事务？采用自动事务还是手动事务？在使用ADO.NET时，这些问题都必须仔细考虑。
一、连接字符串，连接池
数据库连接是一种重要的、有限的、开销昂贵的资源，因此用好连接对象是任何应用的最基本的要求。使用数据库连接的要点可总结如下：
保存连接字符串应注意安全。
打开连接应迟，关闭连接应早。
连接字符串是访问数据库的钥匙。连接字符串除了说明要访问的数据之外，还包含了用户为什么可以访问那些数据的身份证明。在执行数据库操作时，用户身份证明是确定数据访问权限的最重要的因素。
1.1 保存连接字符串
目前，硬编码的连接字符串具有最好的性能，因为它们直接编译进了应用的代码之中。然而，硬编码的字符串影响程序的灵活性，一旦连接字符串改变，应用程序必须重新编译。
将连接字符串保存到外部提高了灵活性，代价是访问外部字符串需要付出额外的开销。但在绝大多数情况下，由此导致的性能开销可以忽略不计，真正需要担心的是安全问题。例如，攻击者可能修改、窃取连接字符串。将连接字符串保存到外部环境的常见途径有：配置文件，UDL文件，Windows注册表。
.NET框架配置文件以纯文本文件的形式部署，访问方便。如果连接字符串包含密码，文本格式将是最大的缺陷所在，因为密码将以明文的形式保存。可以考虑引入一个专用的加密/解密引擎，不过这部分工作需要开发者自己完成。
UDL文件是供OLE DB提供者使用的文本文件，也就是说，SQL Server托管提供者不支持UDL文件。UDL文件也存在和前面的配置文件一样的安全问题，总地看来优势不多。
最后，Windows注册表可以作为一个天然安全的存储场所。注册表是一个保存关键信息的系统知识库，如果结合运用加密技术，可以达到较高的安全性。使用注册表的主要缺点是部署麻烦，要求创建注册键（可能还要执行加密）以及从注册表读取数据。虽然.NET Framework提供了一组调用底层Win32 API的封装类，但这些类都没有提供加密功能。aspnet_setreg.exe工具可以用来创建HKEY_LOCAL_MACHINE下的注册键保存用户名称和密码，例如：aspnet_setreg.exe -k "Software\MyData" -u:userID -p:password。该命令将加密指定的用户ID和密码。
1.2 连接池原理
连接池允许我们通过一个缓冲池重用现有的连接对象，避免每次使用连接对象时都要新建一个对象。采用连接池之后，只要少量的连接对象就可以满足大量客户端的需要。
每一个连接池都与一个独立的连接字符串及其事务上下文关联。每次打开一个新的连接，数据提供者会尝试将指定的连接字符串与连接池的字符串进行匹配。如果匹配失败，数据提供者创建一个新的连接并将它加入连接池。连接池被创建之后，除非进程结束，否则不会被拆除。有人认为这种处理方式会影响性能，其实不然，维护一个不活动的或者空的连接池不需要多少开销。
连接池创建之后，系统会创建一些连接对象并将它们加入连接池，直至达到额定的最小连接对象数量。以后，系统会根据需要新建和加入连接对象，一直到达最大连接对象数量限额为止。如果程序请求一个连接对象时没有空闲的连接对象可用，且连接池里面的对象数量已达到上限，则请求被放入队列，一旦有连接被释放回缓冲池就立即取出使用。
避免用编程的方式构造连接字符串。如果通过合并多个输入数据的方式构造出连接字符串，很容易给注入式攻击以可乘之机。如果必须用到用户输入的数据，务必进行严格的验证。
1.3 关闭连接
关闭一个连接时，连接对象被返回给连接池以便重用，但这时实际的数据库连接并未被拆除。如果禁用了连接池，则实际的数据库连接也被关闭。这里必须强调的一点时，连接对象使用完毕后应当显式关闭并将它返回给连接池，不要依靠垃圾收集器来释放连接。实际上，当连接对象的引用超出有效范围时，连接不一定被关闭——垃圾收集器的功能是拆除代表物理连接的.NET封装对象，但这并不意味着底层的连接也被关闭了。
调用Close或Dispose方法可以将连接释放回连接池。只有当生存期结束或出现严重错误时，连接对象才会被从连接池删除。
1.4 连接池与安全
如果一个应用程序的所有数据访问操作都使用同样的连接字符串，连接池的优势将发挥到极限。但是，这只是一种理想化了的状况，很可能与应用程序的其他要求存在冲突。例如，如果只使用一个连接字符串，要在数据库这一层次上执行安全控制就很困难了。
另一方面，如果让每一个用户分别使用自己的连接字符串（即为每一个用户分别设定数据库帐户），势必出现大量小型的连接池，许多连接根本不会被重用。依照惯例，这类问题的最佳解决方案是寻找两个极端之间的一个适当折衷点。我们可以设置一组具有代表性的公用帐户，同时修改存储过程，使之接受一个表示用户标识的参数，存储过程根据传入的用户标识执行不同的操作。
二、事务模式
分布式企业应用离不开事务。在数据访问代码中加入事务管理功能主要有两种方式：手动方式，自动方式。
在手动方式中，程序员负责编写所有配置、使用事务机制的代码。自动（或COM+）事务则在.NET类中加入声明式属性，指定运行时对象的事务特性。自动方式方便了将多个组件配制成在同一个事务之内运行。两种事务方式都支持本地的或分布式的事务，但自动的事务方式极大地简化了分布式事务处理。
必须注意的是，事务是一种开销很大的操作，所以决定使用事务之前务必再三考虑。如果确实需要使用事务，那就要尽量缩小事务的粒度，减少对数据库的加锁时间、加锁范围。例如，对于SQL Server，单个的SQL语句不需要显式地声明事务，SQL Server会自动将每一个语句作为一个独立的事务运行。手动的本地事务总是比其他事务快得多，因为它不需要涉及DTC（Distributed Transaction Coordinator）。
手动事务、自动事务应当视为两种不同的、互斥的技术。如果要在单个数据库上执行事务性操作，优先考虑手动事务。当单个事务跨越多个远程数据库，或单个事务涉及多个资源管理器（例如，一个数据库和一个MSMQ资源管理器），优先考虑自动事务。不管怎样，应当极力避免混合运用两种事务模式。如果性能不是特别重要，即使只对一个数据库操作也可以考虑使用自动事务，使代码更加简洁（但速度略慢）。
总而言之，要提高数据库访问代码的质量，必须深入了解ADO.NET对象模型，根据实际情况灵活运用各种技巧。ADO.NET是一个公用的API，各种应用——不管是Windows窗体应用、ASP页面还是Web服务，都可以通过ADO.NET访问数据库；但是，ADO.NET不是一边接受输入、一边吐出结果的黑箱，而是一个由许多工具组成的工具箱。