IQueryable 和 IEnumerable 的区别

在C#中使用 Linq to sql 时，经常搞混 IQueryable 和 IEnumerable 这两种类型，本文简单分析下它们之间的区别和使用场景。

前言

不管是Linq to object，还是Linq to sql或Linq to Entity，IQueryable和IEnumerable都是延迟执行的，它们之间的区别仅仅在于扩展方法的参数类型不同。（迭代/枚举方式不同？作用对象不同？）

`IQueryable` 和 `IEnumerable` 的区别

IQueryable：扩展方法接受的是Expression

对于Linq to sql或Linq to Entity，Expression必须要能转成sql，否则会报错。
IEnumerable：扩展方法接受的是Func(Func是C#语法)。

IEnumerable跑的是Linq to Object，会强制从数据库中读取所有数据到内存里，所以可以使用C#语法。

对于Linq to sql或Linq to Entity，Func是无限制的，因为它是使用C#语法操作数据的。这也从侧面说明：数据已经读取到内存中了。

IEnumerable的扩展方法是Func，不会转换为sql。转换为sql的是内部的IQueryable。所以要注意条件最好限制在IQueryable里，否则IQueryable可能会读取大量数据，增加耗时和内存。

`AsEnumerable()` 和 `ToList()` 的区别

ToList()：立即执行。会立即执行sql，取出数据到内存中。
AsEnumerable()：延迟执行，真正使用时才执行sql读取数据。此处有坑，一定要往下看

对IQueryable对象使用AsEnumerable()后，仍然是延迟执行，不过此时对象本质已经变了。

前面已经说了 IEnumerable的扩展方法接受的是Func(C#语法)，当ie对象(iq转变) 真正使用时，会有2个步骤：

它会把iq对象(转变之前的) 的扩展方法翻译成sql语句，查询出数据加载到内存中，变为ie对象；
此时再把ie对象(转变之后的) 的扩展方法，使用C#求解，得到最终结果。

例如：

iq对象的Skip、Take方法，会被翻译成sql，在数据库里执行取出最终结果。

而ie对象的Skip、Take方法，则会取出全部数据到内存中，在内存中执行Skip、Take，会耗费大量资源。

使用场景

IQueryable：使用EFCore动态拼接多个where条件时使用。(延迟查询，每次真正使用时都会重新读取数据。)
IEnumerable：当扩展方法无法转换为sql时，可以使用AsEnumerable()转换为IEnumerable。因为IEnumerable的扩展方法都是使用C#语法处理数据的。(延迟查询，每次真正使用时都会重新读取数据。)
ToList()：当 where条件已经确定了，就可以使用ToList()从数据库中立即取出数据，后面重复使用这些数据就行。

不过为了省事，我一般都是使用IQueryable拼接好条件后，直接ToList()来使用了。。。

备注

异常：`System.InvalidOperationException`: 无法枚举查询结果多次

异常出现条件

在Linq to sql或EF(非EFCore)中，直接执行sql语句来查询数据后，对数据集(IEnumerable)进行多次枚举操作就会引发这个异常。

经测试，多次Count()会引发此异常。其他的Sum()、foreach等等应该也是，有待验证。。。

我的理解是：数据集(IEnumerable)是使用枚举器来处理每项数据的，而枚举器只能走一次。搞不懂枚举器和迭代器了，需要研究下。。。

注意，EFCore中不会出现这个异常，原因请搜索efcore执行sql。

解决方法

方法1：把查询结果ToList()，后续使用List来操作数据。
方法2【推荐】：抛弃内置的，使用Dapper，因为Dapper的查询结果本质是List。（多结果集不是，更多信息搜索Dapper。）

异常重现代码

下面的代码是Linq to sql的，网上说EF也会出现该异常，代码应该类似。

另外网上搜索该异常大部分都是执行存储过程时出现的，其实也是直接执行sql来查询数据，本质一样。

string sql = @"
select top 100 *
from [dbo].[BaseSupplier_OTAOnline]";
//return db.ExecuteQuery<T>(sql, parameters);
IEnumerable<BaseSupplier_OTAOnline> ieBs02 = bdb.QueryBySql<BaseSupplier_OTAOnline>(sql);//"exec Pro_BaseSpOtaOnline_Test01"
int count = ieBs02.Count();
ieBs02 = ieBs02.Skip(1).Take(2);
//****此处会引发异常****
int count02 = ieBs02.Count();

误区：对 iq对象和 ie对象使用`foreach`时，对于循环的每项都要查询数据库

错误！

foreach针对的是数据集整体对象（迭代器？）。当使用foreach时，不管是iq对象还是ie对象，它们都是查询数据库一次，然后开始循环，直至循环结束。不过，当后续再次使用iq对象或ie对象的具体数据时，它们仍然会再次查询数据库。

注意：iq对象的结果是数据集。它只能把当前存储的表达式树转换为sql。它无法对其进行处理来做到一次一条的取出数据，因为根本就不可能！怎么能无中生有呢？

反向验证

也可以这样想：如果是一条一条取数据的话，程序怎么知道每次应该取哪条数据？

使用DataReader？

不行，效率太低下。因为取出每条数据后，还需要对数据进行一系列的操作(代码逻辑)，这需要耗费时间。而DataReader是需要在线保持数据库连接的，耗时太长会导致同一时间有很多数据库连接，很快就会达到数据库连接池上限。这种方法很不可取。
对生成的sql进行top 1处理？

那要怎么知道每次取出哪条数据呢？使用上一条数据的信息作为where条件？不行，这么做太傻逼，网络数据传输增加；查询效率也低下；占用数据库连接池资源。种种缺点，简单问题复杂化。

由上面的反例可以看出，一条一条查数据可以实现，但是太二逼。完全不如一次性全部读取数据的好。

其他

`IQueryable`和`IEnumerable`生成sql的测试代码

先说下结论：

只会把IQueryable的条件(Expression)翻译成sql，IEnumerable的条件(Func)不会被翻译成sql。代码中生成的sql可以验证。
二者都是延迟执行的，真正使用过的时候才会查询数据库。

NetFramework

测试环境：

.NET Framework 4.5
LINQ to SQL类（不是EntityFramework）

            BaseSpDB bdb = new BaseSpDB();//不查询数据库IQueryable<BaseSupplier_OTAOnline> iqBs = bdb.baseSpByAll().Where(p => p.ID < 10);//不查询数据库IEnumerable<BaseSupplier_OTAOnline> ieBs = iqBs.AsEnumerable();//不查询数据库ieBs = ieBs.Where(p => p.ID > 5);//执行sql//只执行iq的条件//查询数据库
//exec sp_executesql N'SELECT [t0].[ID], [t0].[OTAName], [t0].[OnlineSupplier], [t0].[PushUrl], [t0].[Note], [t0].[EditCode], [t0].[AddUser], [t0].[PushDate], [t0].[GetDate], [t0].[EditDate], [t0].[AddDate]
//FROM [dbo].[BaseSupplier_OTAOnline] AS [t0]
//WHERE [t0].[ID] < @p0',N'@p0 int',@p0=10List<BaseSupplier_OTAOnline> bsList = ieBs.ToList();//再次查询数据库
//exec sp_executesql N'SELECT [t0].[ID], [t0].[OTAName], [t0].[OnlineSupplier], [t0].[PushUrl], [t0].[Note], [t0].[EditCode], [t0].[AddUser], [t0].[PushDate], [t0].[GetDate], [t0].[EditDate], [t0].[AddDate]
//FROM [dbo].[BaseSupplier_OTAOnline] AS [t0]
//WHERE [t0].[ID] < @p0',N'@p0 int',@p0=10foreach (var item in ieBs){}

NetCore

测试环境：

AspNetCore 2.1
EFCore

            //不查询数据库IQueryable<BaseSupplier_OTAOnline> iqOta = ctx.BaseSupplier_OTAOnline.Where(p => p.ID < 10);//不查询数据库IEnumerable<BaseSupplier_OTAOnline> ieOta = iqOta.AsEnumerable();//不查询数据库ieOta = ieOta.Where(p => p.ID > 5);//执行sql//只执行iq的条件//查询数据库
//SELECT [p].[ID], [p].[AddDate], [p].[AddUser], [p].[EditCode], [p].[EditDate], [p].[GetDate], [p].[Note], [p].[OTAName], [p].[OnlineSupplier], [p].[PushDate], [p].[PushUrl]
//FROM [BaseSupplier_OTAOnline] AS [p]
//WHERE [p].[ID] < 10List<BaseSupplier_OTAOnline> bsList = ieOta.ToList();//再次查询数据库
//SELECT [p].[ID], [p].[AddDate], [p].[AddUser], [p].[EditCode], [p].[EditDate], [p].[GetDate], [p].[Note], [p].[OTAName], [p].[OnlineSupplier], [p].[PushDate], [p].[PushUrl]
//FROM [BaseSupplier_OTAOnline] AS [p]
//WHERE [p].[ID] < 10foreach (var item in ieOta){}