青少年编程与数学 02-020 C#程序设计基础 13课题、数据访问

摘要：本文深入探讨了在C# WinForms应用程序中使用ADO.NET和Entity Framework Core进行数据库操作的方法。详细介绍了ADO.NET的核心组件、使用方法、性能优化和安全实践，以及Entity Framework Core的安装和使用。文章还提供了数据绑定到WinForms控件的示例，并展示了.NET 8中ADO.NET的现代化改进和性能优化技巧。通过一个完整的WinForms应用程序示例，展示了如何使用ADO.NET进行数据库操作，为开发者提供了实用的技术参考。

关键词：C# WinForms、ADO.NET、Entity Framework Core、数据库操作、数据绑定、安全实践、.NET 8

AI助手：DeepSeek、Kimi

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一、使用数据库

在C# WinForms应用程序中使用数据库是常见的需求，下面我将介绍几种主要的方法：

1. 使用ADO.NET连接数据库

ADO.NET是.NET框架中访问数据库的核心技术。

连接SQL Server示例

using System.Data.SqlClient;// 连接字符串
string connectionString = "Server=myServerAddress;Database=myDataBase;User Id=myUsername;Password=myPassword;";// 执行查询
using (SqlConnection connection = new SqlConnection(connectionString))
{connection.Open();// 执行SQL命令string sql = "SELECT * FROM Customers";using (SqlCommand command = new SqlCommand(sql, connection)){using (SqlDataReader reader = command.ExecuteReader()){while (reader.Read()){Console.WriteLine(reader["CustomerName"].ToString());}}}
}

连接其他数据库

对于MySQL、Oracle等数据库，需要使用相应的提供程序(如MySql.Data.MySqlClient)。

2. 使用Entity Framework (EF Core)

EF Core是一个流行的ORM框架，可以简化数据库操作。

安装EF Core

通过NuGet包管理器安装：

• Microsoft.EntityFrameworkCore
• Microsoft.EntityFrameworkCore.SqlServer (或其他数据库提供程序)

示例代码

// 定义模型
public class Customer
{public int Id { get; set; }public string Name { get; set; }public string Email { get; set; }
}// 创建DbContext
public class AppDbContext : DbContext
{public DbSet<Customer> Customers { get; set; }protected override void OnConfiguring(DbContextOptionsBuilder optionsBuilder){optionsBuilder.UseSqlServer("your_connection_string");}
}// 使用示例
using (var context = new AppDbContext())
{// 查询var customers = context.Customers.Where(c => c.Name.Contains("John")).ToList();// 添加var newCustomer = new Customer { Name = "Alice", Email = "[e-mail]" };context.Customers.Add(newCustomer);context.SaveChanges();// 更新var customer = context.Customers.First();customer.Email = "[e-mail]";context.SaveChanges();
}

3. 数据绑定到WinForms控件

DataGridView绑定

// 使用ADO.NET DataTable
DataTable dataTable = new DataTable();
using (SqlConnection connection = new SqlConnection(connectionString))
{SqlDataAdapter adapter = new SqlDataAdapter("SELECT * FROM Customers", connection);adapter.Fill(dataTable);
}dataGridView1.DataSource = dataTable;// 使用EF Core
dataGridView1.DataSource = dbContext.Customers.ToList();

简单控件绑定

// 绑定到TextBox
textBoxName.DataBindings.Add("Text", dataTable, "CustomerName");

4. 使用本地数据库(SQLite)

对于小型应用程序，SQLite是一个不错的选择。

安装SQLite

通过NuGet安装：

• Microsoft.Data.Sqlite
• Microsoft.EntityFrameworkCore.Sqlite

示例代码

public class AppDbContext : DbContext
{public DbSet<Customer> Customers { get; set; }protected override void OnConfiguring(DbContextOptionsBuilder optionsBuilder){optionsBuilder.UseSqlite("Data Source=mydatabase.db");}
}

5. 最佳实践

1. 连接管理：始终使用using语句确保连接和命令对象被正确释放
2. 异常处理：捕获和处理数据库异常(SqlException等)
3. 参数化查询：防止SQL注入

   string sql = "SELECT * FROM Customers WHERE Id = @Id";
   command.Parameters.AddWithValue("@Id", customerId);
   

4. 异步操作：对于长时间运行的数据库操作，使用异步方法

   var customers = await dbContext.Customers.ToListAsync();
   

5. 配置管理：将连接字符串存储在app.config或appsettings.json中

6. 配置文件存储连接字符串

在app.config中：

<configuration><connectionStrings><add name="MyDb" connectionString="Server=.;Database=MyDb;Integrated Security=True;" providerName="System.Data.SqlClient" /></connectionStrings>
</configuration>

在代码中读取：

string connectionString = ConfigurationManager.ConnectionStrings["MyDb"].ConnectionString;

以上是在C# WinForms应用程序中使用数据库的主要方法。根据项目规模和需求，可以选择ADO.NET直接操作或使用ORM框架如EF Core来简化开发。

二、使用SQL Server数据库

在C# WinForms应用程序中使用SQL Server数据库是一种常见且强大的组合，以下是全面评价：

1. 优势分析

高性能与稳定性

• SQL Server是成熟的商业数据库，特别适合处理大量数据和复杂查询
• 对于企业级WinForms应用，能够提供可靠的性能表现
• 支持存储过程、触发器等高级功能，可将业务逻辑部分放在数据库层

与.NET生态完美集成

• ADO.NET原生支持SQL Server，提供最优化的访问方式
• Entity Framework对SQL Server的支持最全面，功能实现最完整
• Visual Studio提供SQL Server的直接工具支持(Server Explorer等)

开发效率高

• 丰富的可视化工具(SQL Server Management Studio)
• LINQ to SQL和Entity Framework可显著减少数据访问层代码量
• 数据集设计器(DataSet Designer)可快速创建类型化数据集

安全特性完善

• 集成Windows身份验证(Integrated Security)
• 细粒度的权限控制
• 数据加密功能完善

企业级功能支持

• 事务处理能力强
• 支持分布式查询
• 完善的备份恢复机制

2. 劣势与挑战

部署复杂度

• 需要安装SQL Server(Express版可减轻此问题)
• 相比SQLite等文件数据库，部署更复杂
• 需要管理数据库服务器

成本考量

• 标准版和企业版成本较高(但Express版免费)
• 需要专门的数据库服务器硬件

不适合小型应用

• 对于单机小型应用可能"杀鸡用牛刀"
• 简单的数据存储需求使用SQLite或Access可能更合适

版本兼容性

• 不同SQL Server版本间有时存在兼容性问题
• 连接字符串配置可能需要调整

3. 适用场景评价

✅ 推荐使用场景

• 企业级内部管理系统(ERP、CRM等)
• 多用户并发访问的系统
• 需要处理复杂业务逻辑和大量数据的应用
• 已有SQL Server基础设施的环境

❌ 不推荐场景

• 单机小型工具类应用
• 需要简单部署的共享软件
• 移动端或需要离线使用的应用

4. 技术实现建议

架构选择

• 对于简单应用：ADO.NET + DataSet
• 对于中型应用：Entity Framework Core
• 对于复杂企业应用：Repository模式 + Dapper

连接管理最佳实践

// 使用配置文件的连接字符串
string connStr = ConfigurationManager.ConnectionStrings["MyDB"].ConnectionString;// 使用using确保资源释放
using (SqlConnection conn = new SqlConnection(connStr))
{await conn.OpenAsync();// 数据库操作
}

性能优化建议

• 使用异步方法(async/await)避免UI冻结
• 合理使用连接池
• 对常用查询添加索引
• 考虑使用存储过程处理复杂逻辑

安全建议

• 永远使用参数化查询防止SQL注入
• 不要硬编码连接字符串
• 实施最小权限原则

5. 替代方案对比

特性	SQL Server	SQLite	MySQL	PostgreSQL
部署难度	中	易	中	中
性能	高	中	高	高
适合规模	中大型	小型	中大	中大
.NET支持	最佳	好	好	好
成本	中高(Express免费)	免费	免费	免费

6. 结论

C# WinForms + SQL Server组合在适合的场景下是非常强大的选择，特别是对于企业级Windows桌面应用开发。它提供了性能、可靠性和开发效率的良好平衡，但开发者需要考虑部署复杂度和成本因素。对于不适用SQL Server的场景，可以考虑SQLite(单机简单应用)或其他替代方案。

三、.NET Framework ADO.NET 详解

ADO.NET 是 .NET Framework 中用于数据访问的核心组件，为 C# WinForms 应用程序提供了一套强大而灵活的数据库操作方式。下面我将从基础到高级全面解析 ADO.NET。

（一）ADO.NET 核心组件

1. 两大核心组件集

• .NET Framework 数据提供程序 (专用于特定数据库类型)

  • SQL Server 提供程序: System.Data.SqlClient
  • OLE DB 提供程序: System.Data.OleDb
  • ODBC 提供程序: System.Data.Odbc
  • Oracle 提供程序: System.Data.OracleClient (已过时，推荐使用 Oracle 官方提供程序)

• DataSet (独立于数据库的内存数据容器)

2. 核心对象模型

连接对象 (Connection) → 命令对象 (Command)↓
数据读取器 (DataReader) ← 执行查询↓
数据适配器 (DataAdapter) → DataSet/DataTable

（二）详细使用指南

1. 连接数据库 (SqlConnection)

// 基本连接字符串格式
string connStr = "Server=服务器名;Database=数据库名;User Id=用户名;Password=密码;";// 使用Windows身份验证
string connStr = "Server=服务器名;Database=数据库名;Integrated Security=True;";// 创建连接对象
using (SqlConnection connection = new SqlConnection(connStr))
{try{connection.Open();// 执行数据库操作...}catch (SqlException ex){MessageBox.Show($"数据库错误: {ex.Message}");}
}

最佳实践：

• 始终使用 using 语句确保连接关闭
• 将连接字符串存储在配置文件中
• 启用连接池(默认开启)

2. 执行命令 (SqlCommand)

基本CRUD操作

// 插入数据
string insertSql = "INSERT INTO Customers (Name, Email) VALUES (@Name, @Email)";
using (SqlCommand cmd = new SqlCommand(insertSql, connection))
{cmd.Parameters.AddWithValue("@Name", "张三");cmd.Parameters.AddWithValue("@Email", "[e-mail]");int rowsAffected = cmd.ExecuteNonQuery();
}// 更新数据
string updateSql = "UPDATE Customers SET Email = @Email WHERE Id = @Id";
using (SqlCommand cmd = new SqlCommand(updateSql, connection))
{cmd.Parameters.AddWithValue("@Email", "[e-mail]");cmd.Parameters.AddWithValue("@Id", 1);cmd.ExecuteNonQuery();
}// 删除数据
string deleteSql = "DELETE FROM Customers WHERE Id = @Id";
using (SqlCommand cmd = new SqlCommand(deleteSql, connection))
{cmd.Parameters.AddWithValue("@Id", 1);cmd.ExecuteNonQuery();
}

参数化查询的重要性

• 防止SQL注入攻击
• 提高查询性能(执行计划可重用)
• 自动处理数据类型转换

3. 数据读取器 (SqlDataReader)

string sql = "SELECT Id, Name, Email FROM Customers";
using (SqlCommand cmd = new SqlCommand(sql, connection))
{using (SqlDataReader reader = cmd.ExecuteReader()){while (reader.Read()){int id = reader.GetInt32(0);           // 按索引获取string name = reader["Name"].ToString(); // 按列名获取string email = reader.GetString(2);     // 使用类型特定方法// 处理数据...}}
}

特点：

• 只进、只读的快速数据访问
• 非常节省内存(不缓存整个结果集)
• 需要保持连接打开状态

4. 数据适配器与数据集 (SqlDataAdapter + DataSet)

// 创建适配器和数据集
SqlDataAdapter adapter = new SqlDataAdapter("SELECT * FROM Customers", connection);
DataSet ds = new DataSet();// 填充数据
adapter.Fill(ds, "Customers");  // "Customers"是DataTable名称// 访问数据
foreach (DataRow row in ds.Tables["Customers"].Rows)
{Console.WriteLine($"{row["Id"]}: {row["Name"]}");
}// 更新数据
DataTable dt = ds.Tables["Customers"];
dt.Rows[0]["Name"] = "修改后的名字";// 配置命令生成器自动生成更新命令
SqlCommandBuilder builder = new SqlCommandBuilder(adapter);
adapter.Update(dt);

DataSet 特点：

• 断开式数据访问模型
• 内存中的数据缓存
• 可以包含多个表和数据关系
• 支持数据绑定

（三）高级主题

1. 事务处理

using (SqlTransaction transaction = connection.BeginTransaction())
{try{using (SqlCommand cmd = connection.CreateCommand()){cmd.Transaction = transaction;cmd.CommandText = "INSERT INTO Orders...";cmd.ExecuteNonQuery();cmd.CommandText = "UPDATE Inventory...";cmd.ExecuteNonQuery();transaction.Commit();  // 提交事务}}catch{transaction.Rollback();   // 回滚事务throw;}
}

2. 存储过程调用

using (SqlCommand cmd = new SqlCommand("sp_GetCustomerOrders", connection))
{cmd.CommandType = CommandType.StoredProcedure;cmd.Parameters.AddWithValue("@CustomerId", 123);using (SqlDataReader reader = cmd.ExecuteReader()){// 处理结果...}
}

3. 批量操作

// 使用SqlBulkCopy高效导入数据
using (SqlBulkCopy bulkCopy = new SqlBulkCopy(connection))
{bulkCopy.DestinationTableName = "TargetTable";bulkCopy.WriteToServer(dataTable);  // 可以从DataTable、IDataReader等导入
}

4. 异步操作

// 异步方法
public async Task<List<Customer>> GetCustomersAsync()
{List<Customer> customers = new List<Customer>();using (SqlConnection conn = new SqlConnection(connStr)){await conn.OpenAsync();using (SqlCommand cmd = new SqlCommand("SELECT * FROM Customers", conn)){using (SqlDataReader reader = await cmd.ExecuteReaderAsync()){while (await reader.ReadAsync()){customers.Add(new Customer{Id = reader.GetInt32(0),Name = reader.GetString(1),Email = reader.GetString(2)});}}}}return customers;
}

（四）性能优化技巧

1. 连接池优化

   • 默认已启用，不要手动开关池
   • 保持连接字符串一致(区分大小写)

2. 命令对象重用

   • 对于重复执行的命令，重用SqlCommand对象
   • 使用 Prepare() 方法预编译命令

3. 适当选择数据访问方式

   • 大量只读数据 → DataReader
   • 离线编辑数据 → DataAdapter + DataSet
   • 单值查询 → ExecuteScalar

4. 批处理操作

   • 合并多个操作为一个SQL语句
   • 使用表值参数(TVP)传递多行数据

（五）安全实践

1. 防范SQL注入

   • 永远使用参数化查询
   • 不要拼接SQL字符串

   // 错误做法(危险!)
   string sql = "SELECT * FROM Users WHERE Name = '" + userName + "'";// 正确做法
   string sql = "SELECT * FROM Users WHERE Name = @UserName";
   cmd.Parameters.AddWithValue("@UserName", userName);
   

2. 连接字符串安全

   • 不要硬编码在代码中
   • 使用配置文件和加密技术

3. 最小权限原则

   • 应用程序使用最小必要权限的数据库账户

（六）ADO.NET vs Entity Framework

特性	ADO.NET	Entity Framework
抽象级别	低级别，接近SQL	高级别，面向对象
开发速度	较慢，需要更多代码	更快，自动生成很多代码
性能	更高效，更可控	良好，但可能有额外开销
灵活性	完全控制SQL	有限制，但可以混合使用原始SQL
学习曲线	需要了解SQL	需要理解ORM概念
适用场景	高性能需求，复杂查询	快速开发，简单到中等复杂度应用

（七）实际应用示例 - WinForms数据绑定

// 绑定DataGridView
public void LoadCustomersToGrid()
{string sql = "SELECT * FROM Customers";SqlDataAdapter adapter = new SqlDataAdapter(sql, connectionString);DataTable dt = new DataTable();adapter.Fill(dt);dataGridView1.DataSource = dt;// 设置列标题dataGridView1.Columns["Id"].HeaderText = "编号";dataGridView1.Columns["Name"].HeaderText = "姓名";dataGridView1.Columns["Email"].HeaderText = "电子邮箱";
}// 主从表绑定
public void BindMasterDetail()
{DataSet ds = new DataSet();// 主表SqlDataAdapter masterAdapter = new SqlDataAdapter("SELECT * FROM Customers", connectionString);masterAdapter.Fill(ds, "Customers");// 从表SqlDataAdapter detailAdapter = new SqlDataAdapter("SELECT * FROM Orders", connectionString);detailAdapter.Fill(ds, "Orders");// 建立关系DataRelation relation = new DataRelation("CustOrders",ds.Tables["Customers"].Columns["Id"],ds.Tables["Orders"].Columns["CustomerId"]);ds.Relations.Add(relation);// 绑定dataGridView1.DataSource = ds.Tables["Customers"];dataGridView2.DataSource = ds.Tables["Customers"];dataGridView2.DataMember = "CustOrders";  // 显示关联的订单
}

ADO.NET 为 WinForms 数据库开发提供了坚实的基础，理解其核心概念和最佳实践将帮助您构建高效、安全的数据库应用程序。对于新项目，可以考虑结合使用 ADO.NET 和更高级的 ORM 工具以获得更好的开发体验。

四、.NET 8 ADO.NET 详解

ADO.NET 在 .NET 8 中经过现代化改造，保留了核心数据访问能力的同时，引入了诸多改进和新特性。以下是对 .NET 8 中 ADO.NET 的全面详解：

（一）现代 ADO.NET 架构

1. 组件模型升级

• 模块化设计：通过 NuGet 分发 (Microsoft.Data.SqlClient)
• 分层架构：

2. 核心命名空间

• Microsoft.Data.SqlClient (替代旧的 System.Data.SqlClient)
• System.Data.Common (通用接口)
• Microsoft.Data.SqlClient.AlwaysEncrypted (专门加密支持)

（二）连接管理与配置

1. 现代连接字符串配置

// 推荐的安全连接字符串
var connectionString = new SqlConnectionStringBuilder
{DataSource = "your-server.database.windows.net",InitialCatalog = "your-database",UserID = "your-username",Password = "your-password",Encrypt = SqlConnectionEncryptOption.Mandatory,  // 强制加密TrustServerCertificate = false,                 // 生产环境应为falseConnectTimeout = 15,Pooling = true,                                // 启用连接池MaxPoolSize = 100                              // 连接池大小
}.ConnectionString;

2. 高级连接选项

// 使用连接属性配置
var connection = new SqlConnection(connectionString)
{AccessToken = azureAdToken,  // Azure AD集成RetryLogicProvider = SqlConfigurableRetryFactory.CreateFixedRetryProvider(new SqlRetryLogicOption{NumberOfTries = 3,DeltaTime = TimeSpan.FromSeconds(1)})
};

（三）命令执行增强

1. 参数化查询现代化

// 现代参数化查询（防注入）
var command = new SqlCommand("SELECT * FROM Products WHERE CategoryId = @Category AND Price > @MinPrice", connection);// 强类型参数添加（推荐方式）
command.Parameters.Add(new SqlParameter
{ParameterName = "@Category",SqlDbType = SqlDbType.Int,Value = categoryId
});// 简化方式（自动推断类型）
command.Parameters.AddWithValue("@MinPrice", minimumPrice);

2. 批量操作优化

// 高性能批量插入（使用SqlBulkCopy）
using var bulkCopy = new SqlBulkCopy(connection)
{DestinationTableName = "Products",BatchSize = 1000,BulkCopyTimeout = 30
};// 从DataReader流式传输
await bulkCopy.WriteToServerAsync(dataReader);// 从DataTable批量写入
await bulkCopy.WriteToServerAsync(dataTable);

（四）数据读取高级技术

1. 现代DataReader模式

await using var reader = await command.ExecuteReaderAsync();// 获取列元数据（避免魔法字符串）
var idOrdinal = reader.GetOrdinal("ProductId");
var nameOrdinal = reader.GetOrdinal("ProductName");while (await reader.ReadAsync())
{var product = new Product{// 按序号访问（性能最优）Id = reader.GetInt32(idOrdinal),// 处理可能为NULL的值Name = reader.IsDBNull(nameOrdinal) ? null : reader.GetString(nameOrdinal),// 新型GetFieldValue方法Price = await reader.GetFieldValueAsync<decimal>(2)};
}

2. 结果集流式处理

// 返回IAsyncEnumerable实现流式处理
public async IAsyncEnumerable<Product> StreamLargeProducts()
{await using var reader = await command.ExecuteReaderAsync(CommandBehavior.SequentialAccess);  // 大对象优化while (await reader.ReadAsync()){yield return new Product{Id = reader.GetInt32(0),Name = reader.GetString(1),// 分块读取大文本/二进制数据Description = await reader.GetTextReader(2).ReadToEndAsync()};}
}

（五）事务与隔离级别

1. 现代事务管理

// 使用TransactionScope（推荐）
await using var scope = new TransactionScope(TransactionScopeOption.Required,new TransactionOptions{IsolationLevel = IsolationLevel.Snapshot,Timeout = TransactionManager.DefaultTimeout},TransactionScopeAsyncFlowOption.Enabled);try
{// 多个操作...await connection1.ExecuteNonQueryAsync(cmd1);await connection2.ExecuteNonQueryAsync(cmd2);scope.Complete();  // 提交事务
}
catch
{// 自动回滚
}

2. 分布式事务支持

// 启用MSDTC或使用新式分布式事务
var options = new SqlConnectionOptions
{EnlistDistributedTransaction = true
};await using var conn = new SqlConnection(connectionString, options);

（六）安全增强特性

1. Always Encrypted 集成

// 配置加密列处理
var connectionString = "Server=...; Column Encryption Setting=enabled;";
var command = new SqlCommand("SELECT * FROM Customers WHERE SSN = @SSN", connection);// 自动加密/解密
command.Parameters.AddWithValue("@SSN", "123-45-6789"); // 查询结果自动解密
await using var reader = await command.ExecuteReaderAsync();

2. Azure AD 集成

// 使用Azure AD令牌认证
var connection = new SqlConnection(connectionString)
{AccessToken = await GetAzureAdTokenAsync()
};// 或者使用连接字符串配置
var connStr = "Server=...; Authentication=Active Directory Default;";

（七）性能优化技巧

1. 连接池优化配置

// 在应用程序启动时配置全局连接池
SqlConnection.Configure(new SqlConnectionConfiguration{PoolSettings = new SqlConnectionPoolSettings{MaxPoolSize = 200,MinPoolSize = 10,LoadBalanceTimeout = 30}});

2. 命令准备与重用

// 准备常用命令（查询计划缓存）
var cmd = new SqlCommand("SELECT * FROM Products WHERE Id = @Id", connection);
cmd.Parameters.Add("@Id", SqlDbType.Int);
await cmd.PrepareAsync();  // 显式准备// 重用命令对象
for (int i = 0; i < ids.Length; i++)
{cmd.Parameters["@Id"].Value = ids[i];await using var reader = await cmd.ExecuteReaderAsync();// ...
}

（八）诊断与监控

1. 活动追踪配置

// 启用诊断监听
using var listener = new SqlClientListener(new SqlClientListenerOptions{CommandTimeout = true,ConnectionOpen = true,Statistics = true});listener.EventWritten += (sender, e) => 
{Console.WriteLine($"{e.EventId}: {e.Message}");
};

2. 获取性能统计

connection.StatisticsEnabled = true;
await connection.OpenAsync();// 执行操作...var stats = connection.RetrieveStatistics();
Console.WriteLine($"Bytes received: {stats["BytesReceived"]}");

（九）与 Entity Framework Core 集成

1. 混合使用原始SQL

var products = await context.Products.FromSqlRaw("SELECT * FROM Products WITH (NOLOCK) WHERE Price > {0}", minPrice).ToListAsync();// 使用SqlParameter防止注入
var param = new SqlParameter("@category", categoryId);
var products = await context.Products.FromSqlRaw("EXEC GetProductsByCategory @category", param).AsNoTracking().ToListAsync();

2. 批量操作集成

// 使用EF Core + ADO.NET批量插入
var bulkConfig = new BulkConfig
{BatchSize = 4000,SqlBulkCopyOptions = SqlBulkCopyOptions.TableLock
};await context.BulkInsertAsync(products, bulkConfig);

（十）迁移指南

从传统 ADO.NET 迁移步骤：

1. 更新NuGet包：

   dotnet add package Microsoft.Data.SqlClient
   

2. 替换命名空间：

   // 替换
   using System.Data.SqlClient;
   // 为
   using Microsoft.Data.SqlClient;
   

3. 异步化改造：

   • 将同步方法替换为异步版本
   • 在调用链中添加 await

4. 安全配置更新：

   • 添加 Encrypt 和 TrustServerCertificate 选项
   • 考虑启用 Always Encrypted

5. 性能优化调整：

   • 配置连接池
   • 实现重试逻辑
   • 考虑使用批处理操作

小结

.NET 8 中的 ADO.NET 提供了：

• 现代化的异步编程模型
• 增强的安全特性（如 Always Encrypted）
• 深度云集成（Azure AD、托管身份）
• 显著性能优化
• 更好的诊断和监控能力
• 与 EF Core 的无缝集成

虽然基础编程模型保持熟悉，但开发者应充分利用新特性和最佳实践，以构建高性能、安全的现代数据访问层。

五、综合示例

下面是一个完整的.NET 8 WinForms应用程序示例，直接使用ADO.NET DataSet进行数据库操作。

1. 项目设置

1.1 创建项目

dotnet new winforms -n ProductManagementApp
cd ProductManagementApp
dotnet add package Microsoft.Data.SqlClient

2. 完整代码实现

2.1 数据库帮助类 (Data/DatabaseHelper.cs)

using Microsoft.Data.SqlClient;
using System.Data;namespace ProductManagementApp.Data
{public class DatabaseHelper{private readonly string _connectionString;public DatabaseHelper(string connectionString){_connectionString = connectionString;}public async Task<SqlConnection> CreateConnectionAsync(){var connection = new SqlConnection(_connectionString);await connection.OpenAsync();return connection;}public async Task<DataSet> GetProductsDataSetAsync(){var ds = new DataSet();await using var connection = await CreateConnectionAsync();// 获取产品数据var productsAdapter = new SqlDataAdapter("SELECT p.*, c.Name as CategoryName FROM Products p LEFT JOIN Categories c ON p.CategoryId = c.CategoryId", connection);productsAdapter.Fill(ds, "Products");// 获取分类数据var categoriesAdapter = new SqlDataAdapter("SELECT * FROM Categories", connection);categoriesAdapter.Fill(ds, "Categories");// 添加关系ds.Relations.Add("ProductCategory",ds.Tables["Categories"].Columns["CategoryId"],ds.Tables["Products"].Columns["CategoryId"]);return ds;}public async Task<int> AddProductAsync(DataRow productRow){await using var connection = await CreateConnectionAsync();var adapter = new SqlDataAdapter("SELECT * FROM Products WHERE 1=0", connection);var builder = new SqlCommandBuilder(adapter);var dt = new DataTable();adapter.Fill(dt);var newRow = dt.NewRow();newRow.ItemArray = productRow.ItemArray;dt.Rows.Add(newRow);return await adapter.UpdateAsync(dt);}public async Task<int> UpdateProductAsync(DataRow productRow){await using var connection = await CreateConnectionAsync();var adapter = new SqlDataAdapter("SELECT * FROM Products WHERE ProductId = @ProductId", connection);adapter.SelectCommand.Parameters.AddWithValue("@ProductId", productRow["ProductId"]);var builder = new SqlCommandBuilder(adapter);var dt = new DataTable();adapter.Fill(dt);if (dt.Rows.Count == 1){dt.Rows[0].ItemArray = productRow.ItemArray;return await adapter.UpdateAsync(dt);}return 0;}public async Task<int> DeleteProductAsync(int productId){await using var connection = await CreateConnectionAsync();var adapter = new SqlDataAdapter("SELECT * FROM Products WHERE ProductId = @ProductId", connection);adapter.SelectCommand.Parameters.AddWithValue("@ProductId", productId);var builder = new SqlCommandBuilder(adapter);var dt = new DataTable();adapter.Fill(dt);if (dt.Rows.Count == 1){dt.Rows[0].Delete();return await adapter.UpdateAsync(dt);}return 0;}public async Task<int> AddCategoryAsync(string name, string description){await using var connection = await CreateConnectionAsync();var adapter = new SqlDataAdapter("SELECT * FROM Categories WHERE 1=0", connection);var builder = new SqlCommandBuilder(adapter);var dt = new DataTable();adapter.Fill(dt);var newRow = dt.NewRow();newRow["Name"] = name;newRow["Description"] = description;dt.Rows.Add(newRow);return await adapter.UpdateAsync(dt);}public async Task<bool> ProcessOrderAsync(int productId, int quantity){await using var connection = await CreateConnectionAsync();await using var transaction = await connection.BeginTransactionAsync();try{// 1. 检查库存var checkCmd = new SqlCommand("SELECT StockQuantity FROM Products WHERE ProductId = @ProductId", connection, transaction);checkCmd.Parameters.AddWithValue("@ProductId", productId);var currentStock = (int)await checkCmd.ExecuteScalarAsync();if (currentStock < quantity){throw new Exception("库存不足");}// 2. 更新库存var updateCmd = new SqlCommand("UPDATE Products SET StockQuantity = StockQuantity - @Quantity WHERE ProductId = @ProductId", connection, transaction);updateCmd.Parameters.AddWithValue("@ProductId", productId);updateCmd.Parameters.AddWithValue("@Quantity", quantity);await updateCmd.ExecuteNonQueryAsync();// 3. 记录订单 (示例)// var orderCmd = new SqlCommand("INSERT INTO Orders...", connection, transaction);// await orderCmd.ExecuteNonQueryAsync();await transaction.CommitAsync();return true;}catch{await transaction.RollbackAsync();throw;}}}
}

2.2 主窗体 (MainForm.cs)

using ProductManagementApp.Data;
using System.Data;namespace ProductManagementApp
{public partial class MainForm : Form{private readonly DatabaseHelper _dbHelper;private DataSet _dataSet;private DataView _productsView;public MainForm(){InitializeComponent();// 配置连接字符串 (实际项目中应该放在配置文件中)var connectionString = "Server=(local);Database=ProductDB;Integrated Security=true;Encrypt=False;";_dbHelper = new DatabaseHelper(connectionString);}private async void MainForm_Load(object sender, EventArgs e){await LoadDataAsync();ConfigureDataGridView();ConfigureCategoryComboBox();}private async Task LoadDataAsync(){try{_dataSet = await _dbHelper.GetProductsDataSetAsync();_productsView = new DataView(_dataSet.Tables["Products"]);dataGridView1.DataSource = _productsView;}catch (SqlException ex){MessageBox.Show($"数据库错误: {ex.Message}", "错误", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Error);}catch (Exception ex){MessageBox.Show($"错误: {ex.Message}", "错误", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Error);}}private void ConfigureDataGridView(){dataGridView1.AutoGenerateColumns = false;dataGridView1.Columns.Clear();// 添加列dataGridView1.Columns.Add(new DataGridViewTextBoxColumn{DataPropertyName = "ProductId",HeaderText = "ID",Name = "colProductId",ReadOnly = true});dataGridView1.Columns.Add(new DataGridViewTextBoxColumn{DataPropertyName = "Name",HeaderText = "产品名称",Name = "colName"});dataGridView1.Columns.Add(new DataGridViewTextBoxColumn{DataPropertyName = "CategoryName",HeaderText = "分类",Name = "colCategory",ReadOnly = true});dataGridView1.Columns.Add(new DataGridViewTextBoxColumn{DataPropertyName = "Price",HeaderText = "价格",Name = "colPrice",DefaultCellStyle = new DataGridViewCellStyle { Format = "C2" }});dataGridView1.Columns.Add(new DataGridViewTextBoxColumn{DataPropertyName = "StockQuantity",HeaderText = "库存",Name = "colStock"});// 双击事件dataGridView1.CellDoubleClick += DataGridView1_CellDoubleClick;}private void ConfigureCategoryComboBox(){if (_dataSet?.Tables["Categories"] != null){cmbCategories.DataSource = _dataSet.Tables["Categories"];cmbCategories.DisplayMember = "Name";cmbCategories.ValueMember = "CategoryId";}}private void DataGridView1_CellDoubleClick(object sender, DataGridViewCellEventArgs e){if (e.RowIndex >= 0){var row = ((DataRowView)_productsView[e.RowIndex]).Row;ShowProductDetail(row);}}private void ShowProductDetail(DataRow productRow){var detailForm = new ProductDetailForm(_dbHelper, productRow);if (detailForm.ShowDialog() == DialogResult.OK){_productsView.Table.AcceptChanges();dataGridView1.Refresh();}}private async void btnAdd_Click(object sender, EventArgs e){if (_dataSet == null) return;var newRow = _dataSet.Tables["Products"].NewRow();newRow["Name"] = txtName.Text;newRow["Description"] = txtDescription.Text;newRow["Price"] = decimal.Parse(txtPrice.Text);newRow["StockQuantity"] = (int)nudStock.Value;newRow["CategoryId"] = cmbCategories.SelectedValue;newRow["CreatedDate"] = DateTime.Now;try{int result = await _dbHelper.AddProductAsync(newRow);if (result > 0){MessageBox.Show("产品添加成功!", "成功", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Information);await LoadDataAsync();ClearInputs();}}catch (Exception ex){MessageBox.Show($"添加产品失败: {ex.Message}", "错误", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Error);}}private void ClearInputs(){txtName.Clear();txtDescription.Clear();txtPrice.Clear();nudStock.Value = 0;if (cmbCategories.Items.Count > 0)cmbCategories.SelectedIndex = 0;}private async void btnRefresh_Click(object sender, EventArgs e){await LoadDataAsync();}private async void btnAddCategory_Click(object sender, EventArgs e){var categoryForm = new CategoryForm(_dbHelper);if (categoryForm.ShowDialog() == DialogResult.OK){await LoadDataAsync();ConfigureCategoryComboBox();}}private async void btnProcessOrder_Click(object sender, EventArgs e){if (dataGridView1.SelectedRows.Count > 0){var row = ((DataRowView)dataGridView1.SelectedRows[0].DataBoundItem).Row;int productId = (int)row["ProductId"];int currentStock = (int)row["StockQuantity"];using var orderForm = new OrderForm(productId, currentStock);if (orderForm.ShowDialog() == DialogResult.OK){try{bool success = await _dbHelper.ProcessOrderAsync(productId, orderForm.Quantity);if (success){MessageBox.Show("订单处理成功!", "成功", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Information);await LoadDataAsync();}}catch (Exception ex){MessageBox.Show($"订单处理失败: {ex.Message}", "错误", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Error);}}}else{MessageBox.Show("请先选择一个产品", "提示", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Information);}}}
}

2.3 产品详情窗体 (ProductDetailForm.cs)

using ProductManagementApp.Data;
using System.Data;namespace ProductManagementApp
{public partial class ProductDetailForm : Form{private readonly DatabaseHelper _dbHelper;private readonly DataRow _productRow;public ProductDetailForm(DatabaseHelper dbHelper, DataRow productRow){InitializeComponent();_dbHelper = dbHelper;_productRow = productRow;InitializeData();}private void InitializeData(){txtProductId.Text = _productRow["ProductId"].ToString();txtName.Text = _productRow["Name"].ToString();txtDescription.Text = _productRow["Description"].ToString();txtPrice.Text = Convert.ToDecimal(_productRow["Price"]).ToString("N2");nudStock.Value = Convert.ToInt32(_productRow["StockQuantity"]);dtpCreatedDate.Value = Convert.ToDateTime(_productRow["CreatedDate"]);}private async void btnSave_Click(object sender, EventArgs e){_productRow["Name"] = txtName.Text;_productRow["Description"] = txtDescription.Text;_productRow["Price"] = decimal.Parse(txtPrice.Text);_productRow["StockQuantity"] = (int)nudStock.Value;try{int result = await _dbHelper.UpdateProductAsync(_productRow);if (result > 0){MessageBox.Show("产品更新成功!", "成功", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Information);DialogResult = DialogResult.OK;Close();}else{MessageBox.Show("更新产品失败", "错误", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Error);}}catch (Exception ex){MessageBox.Show($"更新产品失败: {ex.Message}", "错误", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Error);}}private async void btnDelete_Click(object sender, EventArgs e){if (MessageBox.Show("确定要删除这个产品吗?", "确认", MessageBoxButtons.YesNo, MessageBoxIcon.Question) == DialogResult.Yes){try{int productId = (int)_productRow["ProductId"];int result = await _dbHelper.DeleteProductAsync(productId);if (result > 0){MessageBox.Show("产品删除成功!", "成功", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Information);DialogResult = DialogResult.OK;Close();}else{MessageBox.Show("删除产品失败", "错误", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Error);}}catch (Exception ex){MessageBox.Show($"删除产品失败: {ex.Message}", "错误", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Error);}}}}
}

2.4 分类管理窗体 (CategoryForm.cs)

using ProductManagementApp.Data;namespace ProductManagementApp
{public partial class CategoryForm : Form{private readonly DatabaseHelper _dbHelper;public CategoryForm(DatabaseHelper dbHelper){InitializeComponent();_dbHelper = dbHelper;}private async void btnSave_Click(object sender, EventArgs e){try{int result = await _dbHelper.AddCategoryAsync(txtName.Text, txtDescription.Text);if (result > 0){MessageBox.Show("分类添加成功!", "成功", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Information);DialogResult = DialogResult.OK;Close();}}catch (Exception ex){MessageBox.Show($"添加分类失败: {ex.Message}", "错误", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Error);}}}
}

2.5 订单处理窗体 (OrderForm.cs)

namespace ProductManagementApp
{public partial class OrderForm : Form{public int Quantity => (int)nudQuantity.Value;public OrderForm(int productId, int currentStock){InitializeComponent();lblProductId.Text = productId.ToString();lblStock.Text = currentStock.ToString();nudQuantity.Maximum = currentStock;}private void btnOK_Click(object sender, EventArgs e){if (nudQuantity.Value > 0){DialogResult = DialogResult.OK;Close();}else{MessageBox.Show("请输入有效的数量", "提示", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Warning);}}}
}

3. 主要特点

1. 纯ADO.NET实现：

   • 完全使用DataSet/DataTable进行数据操作
   • 使用SqlDataAdapter进行数据填充和更新
   • 利用SqlCommandBuilder自动生成CRUD命令

2. 断开式数据访问：

   • 数据加载到内存后断开连接
   • 修改后批量提交更改

3. 数据绑定：

   • DataGridView直接绑定到DataView
   • ComboBox绑定到DataTable

4. 事务处理：

   • 订单处理演示完整的事务操作
   • 使用SqlTransaction确保数据一致性

5. 异步编程：

   • 所有数据库操作都使用异步方法
   • 避免UI线程阻塞

4. 与传统ADO.NET的区别

1. 现代异步API：

   • 使用ExecuteNonQueryAsync等异步方法
   • SqlDataAdapter新增异步方法

2. 连接管理：

   • 使用await using确保资源释放
   • 自动连接池管理

3. 安全增强：

   • 默认推荐加密连接
   • 参数化查询防止SQL注入

这个示例展示了如何在.NET 8 WinForms应用程序中完全不依赖Dapper等ORM，直接使用ADO.NET DataSet进行数据库操作，同时保持了现代编程实践如异步编程和依赖注入。

总结

本文全面介绍了在C# WinForms应用程序中使用数据库的技术和方法，重点聚焦于ADO.NET和Entity Framework Core两大主流技术栈。首先，文章详细阐述了ADO.NET的核心组件和使用方法，包括连接数据库、执行命令、数据读取、数据适配器与数据集的使用等，并提供了性能优化和安全实践的建议。接着，文章深入探讨了Entity Framework Core的安装、使用以及与ADO.NET的对比，展示了ORM框架在简化开发中的优势。此外，文章还介绍了如何将数据绑定到WinForms控件，如DataGridView，并提供了使用本地数据库SQLite的示例。在.NET 8环境下，文章详细解析了ADO.NET的现代化改进，包括新的连接管理、命令执行增强、数据读取技术、事务处理、安全增强特性以及性能优化技巧，并通过一个完整的WinForms应用程序示例，展示了如何使用ADO.NET进行数据库操作。最后，文章对比了ADO.NET和Entity Framework Core的适用场景，为开发者提供了技术选型的参考。