C#、Entity Framework Core和PostgreSQL：插入一行需要20秒以上

Question

我正在使用Entity Framework Core和NuGet包Npgsql.EntityFrameworkCore.PostgreSQL。

我已经阅读了所有有关Entity Framework Core慢插入的其他答案，但没有一个能够帮助我。

using (var db = getNewContext())
{
     db.Table1.Add(Table1Object);
     db.SaveChanges();
}

这个单次插入需要大约20到30秒的时间。表中行数不到100行。我已经在using语句内部放置了一个计时器来确保时间不是由于上下文初始化导致的。

这是我的表对象类（相关属性名称已更改）：

public partial class Table1Object
{
    public long Id { get; set; }
    public Guid SessionId { get; set; }
    public DateTime Timestamp { get; set; }
    public long MyNumber1 { get; set; }
    public double MyNumber2 { get; set; }
    public double MyNumber3 { get; set; }
    public double MyNumber4 { get; set; }
    public long? ParentId { get; set; }
    public bool MyBool { get; set; }
}

SessionId用于与另一个表（Session表）关联，但我没有在任何地方显式定义外键或其他约束。 ParentId也用于链接回同一表中的另一行，但我没有显式定义约束。

在不同的表上运行等效代码仅需不到一秒钟即可插入单个行。Table2具有较少的列，但我认为行大小差异不会导致如此大的影响：

public partial class Table2Object
{
    public int Id { get; set; }
    public DateTime Timestamp { get; set; }
    public string Name { get; set; }
    public double Value { get; set; }
}

使用Serilog和Entity Framework Core日志记录，你可以看到延迟出现在“提交事务”的步骤中，大约需要26秒，插入本身仅需要6毫秒（为了简洁起见，某些日志语句的部分被修剪）：

2021-04-08 11:20:36.874 [DBG] 'DataContext' generated a temporary value for the property 'Id.Table1'.
2021-04-08 11:20:36.879 [DBG] Context 'DataContext' started tracking 'Table1' entity.
2021-04-08 11:20:36.880 [DBG] SaveChanges starting for 'DataContext'.
2021-04-08 11:20:36.881 [DBG] DetectChanges starting for 'DataContext'.
2021-04-08 11:20:36.905 [DBG] DetectChanges completed for 'DataContext'.
2021-04-08 11:20:36.906 [DBG] Opening connection to database
2021-04-08 11:20:36.907 [DBG] Opened connection to database
2021-04-08 11:20:36.908 [DBG] Beginning transaction with isolation level 'Unspecified'.
2021-04-08 11:20:36.909 [DBG] Began transaction with isolation level 'ReadCommitted'.
2021-04-08 11:20:36.912 [DBG] Creating DbCommand for 'ExecuteReader'.
2021-04-08 11:20:36.913 [DBG] Created DbCommand for 'ExecuteReader' (0ms).
2021-04-08 11:20:36.914 [DBG] Executing DbCommand [Parameters= ...]
INSERT INTO "Table1" ("SessionId", "Timestamp" ...)
VALUES (@p0, @p1, @p2, @p3, @p4, @p5, @p6, @p7)
RETURNING "Id";
2021-04-08 11:20:36.920 [INF] Executed DbCommand (6ms) Parameters=[...]
INSERT INTO "Table1" ("SessionId", "Timestamp" ...)
VALUES (@p0, @p1, @p2, @p3, @p4, @p5, @p6, @p7)
RETURNING "Id";
2021-04-08 11:20:36.925 [DBG] The foreign key property 'Table1.Id' was detected as changed.
2021-04-08 11:20:36.930 [DBG] A data reader was disposed.
2021-04-08 11:20:36.931 [DBG] Committing transaction.
2021-04-08 11:21:02.729 [DBG] Committed transaction.
2021-04-08 11:21:02.730 [DBG] Closing connection to database

当向Table2插入数据时，这是等效的日志。插入需要3毫秒，提交需要75毫秒。 这就是它应该的速度：

2021-04-08 11:20:36.459 [DBG] 'DataContext' generated a temporary value for the property 'Id.Table2'.
2021-04-08 11:20:36.460 [DBG] Context 'DataContext' started tracking 'Table2' entity.
2021-04-08 11:20:36.461 [DBG] SaveChanges starting for 'DataContext'.
2021-04-08 11:20:36.462 [DBG] DetectChanges starting for 'DataContext'.
2021-04-08 11:20:36.463 [DBG] DetectChanges completed for 'DataContext'.
2021-04-08 11:20:36.464 [DBG] Opening connection to database
2021-04-08 11:20:36.465 [DBG] Opened connection to database
2021-04-08 11:20:36.466 [DBG] Beginning transaction with isolation level 'Unspecified'.
2021-04-08 11:20:36.467 [DBG] Began transaction with isolation level 'ReadCommitted'.
2021-04-08 11:20:36.468 [DBG] Creating DbCommand for 'ExecuteReader'.
2021-04-08 11:20:36.469 [DBG] Created DbCommand for 'ExecuteReader' (0ms).
2021-04-08 11:20:36.470 [DBG] Executing DbCommand [Parameters=...]
INSERT INTO "Table2" ("Name", "Timestamp", "Value")
VALUES (@p0, @p1, @p2)
RETURNING "Id";
2021-04-08 11:20:36.472 [INF] Executed DbCommand (3ms) [Parameters=[...]
INSERT INTO "Table2" ("Name", "Timestamp", "Value")
VALUES (@p0, @p1, @p2)
RETURNING "Id";
2021-04-08 11:20:36.474 [DBG] The foreign key property 'Table2.Id' was detected as changed.
2021-04-08 11:20:36.475 [DBG] A data reader was disposed.
2021-04-08 11:20:36.476 [DBG] Committing transaction.
2021-04-08 11:20:36.551 [DBG] Committed transaction.
2021-04-08 11:20:36.552 [DBG] Closing connection to database

我不知道这些表之间除了行大小略有不同外还有什么不同。我已经删除并重新创建了这个表，以防万一有任何约束、外键、触发器等我不知道的东西。

插入操作的"解释"计划如下：

"Insert on ""Table1""  (cost=0.00..0.01 rows=1 width=81)"
"  ->  Result  (cost=0.00..0.01 rows=1 width=81)"

启用postgresql的“显示查询日志”功能提供的信息与实体框架日志记录相当。

2021-04-09 12:05:06.559 BST [1979] user1@database LOG:  statement: BEGIN TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED
2021-04-09 12:05:06.560 BST [1979] user1@database LOG:  execute <unnamed>: INSERT INTO "Table1" (...)
    VALUES ($1, $2, $3, $4, $5, $6, $7, $8)
    RETURNING "Id"
2021-04-09 12:05:06.560 BST [1979] user1@database DETAIL:  parameters: $1 = '0.580484961751977', $2 = 'f', $3 = '0.205387434417341', $4 = '18', $5 = '148', $6 = '93c71fb5-836a-486a-8d82-e073743b41cd', $7 = '2021-04-09 11:04:58.123773', $8 = '1.15474773024298'
2021-04-09 12:05:06.565 BST [1979] user1@database LOG:  statement: COMMIT
2021-04-09 12:05:47.352 BST [1443] postgres@database LOG:  statement: /*pga4dash*/
    SELECT 'session_stats' AS chart_name, row_to_json(t) AS chart_data
    FROM ...
    UNION ALL
    SELECT 'tps_stats' AS chart_name, row_to_json(t) AS chart_data
    FROM ...
    UNION ALL
    SELECT 'ti_stats' AS chart_name, row_to_json(t) AS chart_data
    FROM ...
    UNION ALL
    SELECT 'to_stats' AS chart_name, row_to_json(t) AS chart_data
    FROM ...
    UNION ALL
    SELECT 'bio_stats' AS chart_name, row_to_json(t) AS chart_data
    FROM ...
    
2021-04-09 12:05:51.148 BST [1979] user1@database LOG:  statement: DISCARD ALL

在执行COMMIT语句后，需要大约41秒钟才能执行下一条语句来记录一些内部图表日志信息。仅插入单行数据就需要41秒钟的时间！

将此与Table2的插入进行比较，提交仅需要100毫秒！

2021-04-09 12:05:06.097 BST [1979] user1@database LOG:  statement: BEGIN TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED
2021-04-09 12:05:06.097 BST [1979] user1@database LOG:  execute <unnamed>: INSERT INTO "Table2" ("Name", "Timestamp", "Value")
    VALUES ($1, $2, $3)
    RETURNING "Id"
2021-04-09 12:05:06.097 BST [1979] user1@database DETAIL:  parameters: $1 = 'Test', $2 = '2021-04-09 11:05:06.096182', $3 = '98'
2021-04-09 12:05:06.098 BST [1979] user1@database LOG:  statement: COMMIT
2021-04-09 12:05:06.189 BST [1979] user1@database LOG:  statement: DISCARD ALL

我直接在PGAdmin中运行了以下语句，它告诉我花费了323毫秒：

BEGIN TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED;
INSERT INTO "Table1" ("MyColumn1", "MyColumn2", "MyColumn3", "MyColumn4", "ParentId", "SessionId", "Timestamp", "MyColumn5")
    VALUES ('0.580484961751977','f' , '0.205387434417341','18',  '148',  '93c71fb5-836a-486a-8d82-e073743b41cd','2021-04-09 11:04:58.123773',  '1.15474773024298')
    RETURNING "Id";
COMMIT;

我也尝试使用以下C#代码直接使用NpgSql运行语句：

            _logger.Debug("Using connection");
            using (var conn = new NpgsqlConnection(StaticConfig.ConnectionString))
            {
                _logger.Debug("connection.open");
                conn.Open();
                _logger.Debug("Using command");
                // Insert some data
                using (var cmd = new NpgsqlCommand(
                    " BEGIN TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED;" +
                    " INSERT INTO \"Table1\" (\"MyColumn1\", \"MyColumn2\", \"MyColumn3\", \"MyColumn4\", \"ParentId\", \"SessionId\", \"Timestamp\", \"MyColumn5\")" +
                    " VALUES ('0.580484961751977','f' , '0.205387434417341','18',  '148',  '93c71fb5-836a-486a-8d82-e073743b41cd','2021-04-09 11:04:58.123773',  '1.15474773024298')" +
                    " RETURNING \"Id\";" +
                    "COMMIT;"
                    , conn))
                {
                    _logger.Debug("command execute");
                    cmd.ExecuteNonQuery();
                }
            }
            _logger.Debug("Done");

那段代码中的日志声明告诉我整个过程不到一秒钟：

[21:59:41 DBG] Using connection
[21:59:41 DBG] connection.open
[21:59:42 DBG] Using command
[21:59:42 DBG] command execute
[21:59:42 DBG] Done

我已经删除了数据库，在Entity Framework中删除了所有的迁移，并创建了一个新的初始创建迁移，所以一切都是从头开始运行，插入到Table1仍然需要大约20秒的时间，但插入到Table2只需要不到1秒钟。

在连接字符串中加入Enlist=false也没有帮助。

我同意@Mark G的评论：“结果……表明问题要么在EF Core上游，要么在提供程序中”，但我不知道如何进一步诊断问题。

我现在已将代码更改为使用NpgSql通过原始SQL插入行到此表格，速度非常快，每个插入少于100毫秒。因此，最有可能的候选人似乎是Entity Framework Core中的一个bug，但由于我不知道具体的问题是什么，所以很难向他们的团队提出错误报告。

- F Chopin

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你在postgresql中运行过解释计划吗？ - KennetsuRinn

@KenTsu 我已经添加了“显示查询日志”的输出，分别针对table1和table2的插入操作。两个表之间插入操作的时间差异绝对令人难以置信。 - F Chopin

根据您的发现，建议问题要么在EF Core中上游，要么在提供程序中 - 对于后者，我还会在您的问题中标记npgsql。同时尝试在连接字符串中使用 Enlist=false。 - Mark G

@Karl，使用https://learn.microsoft.com/en-us/visualstudio/debugger/decompilation?view=vs-2019，你应该能够使用vs调试器进入EF源代码。 - Dominik

你能提交一个可重现的案例吗？因为你说你已经删除并重新创建了数据库，但仍然看到相同的问题，所以这似乎是可能的。如果你能在 https://github.com/npgsql/efcore.pg 上提交一个最小的架构和 C# 代码示例作为问题，那么它可以被调查。 - Shay Rojansky

Answer 1

经过大量测试，我最终发现问题并不在Entity Framework或NpgSql中，而是由写入缓存引起的延迟。我总是在插入表1行之前写入一个30MB的文件，并且我认为文件写入在File.WriteAllBytes返回后完成，因此它不会影响任何未来的时间语句。然而，在操作系统层面上，实际上在运行插入语句时仍未真正完成写入磁盘，导致插入语句被人为延迟。

我用以下代码证明了这一点：

Stopwatch sw1 = new Stopwatch();
sw1.Start();
File.WriteAllBytes(myBytes);
sw1.Stop();

Thread.Sleep(1000);

Stopwatch sw2 = new Stopwatch();
sw2.Start();
MethodThatInsertsIntoTable1();
sw2.Stop();

秒表1显示，File.WriteAllBytes总是需要大约500毫秒的时间，然后秒表2计时大约20到30秒。

如果我将MethodThatInsertsIntoTable1更改为插入到另一个表中，则无论表格如何，它仍然需要20到30秒。

如果我将Thread.Sleep（1000）增加到Thread.Sleep（30000），则秒表2记录插入所需的时间少于10毫秒。

这表明即使File.WriteAllBytes将控制权返回给程序，它实际上并没有真正完成将文件写入磁盘。

我运行的环境是树莓派上的Linux。写入速度测试确认我的写入速度到SD卡只有略高于1MB / s，这与我看到的结果相符，即花费20-30秒来写入30MB文件，不可能在秒表1指示的500ms内完成。

另一个用户似乎由此引起了问题 File.WriteAllBytes does not block

在将外部SSD USB硬盘驱动器添加到树莓派并更改为在那里保存文件之后，保存文件仅需要0.5秒，问题消失了。

- F Chopin

Answer 2

我能看到Table1Object和Table2Object之间的主要区别在于XxxId属性的存在。

SessionId用于链接到另一个表（Session表），但我没有明确定义外键或任何其他约束条件。ParentId也用于链接回同一表中的另一行，但我没有明确为此定义约束条件。

EF Core识别了这种模式，并根据您的其他表格可以通过约定创建关系，例如，如果其他表/实体具有导航属性指向您的Table1Object：

https://learn.microsoft.com/en-us/ef/core/modeling/relationships?tabs=fluent-api%2Cfluent-api-simple-key%2Csimple-key#conventions

有了这个前提，我想要做一个合理的猜测：Serilog 和 EF Core 一起使用时会出现一些问题。我相信这可能是暂时的或已经解决了，但我建议尝试将 Serilog 移除：

.NET 5 EF Core SaveChangesAsync 发生错误导致卡死

https://github.com/serilog/serilog-sinks-seq/issues/98

- david-ao

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奖励最佳答案的赏金，但我还没有时间检查实际问题是什么。稍后会检查并回报。 - F Chopin

Answer 3

你尝试导入 getNewContext 而不是每次保存数据时创建一个新实例了吗？

private getNewContext _context;
       
        
        public RaceService( getNewContext context)
        {
          
            _context = context;
        }


public  Task<ReturnObject> MethodName()
        {
                        
               
                _context.Table1.Add(Table1Object);
                _context.SaveChange();
               
        }

- Nederxus

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是的，我已经尝试过了，从日志中我们可以看到延迟发生在提交阶段，而不是上下文的创建或销毁阶段。 - F Chopin