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數(shù)據(jù)庫訪問優(yōu)化

Django的數(shù)據(jù)庫層提供了很多方法來幫助開發(fā)者充分的利用他們的數(shù)據(jù)庫她混。這篇文檔收集了相關(guān)文檔的一些鏈接烈钞，添加了大量提示，并且按照優(yōu)化數(shù)據(jù)庫使用的步驟的概要來組織坤按。

性能優(yōu)先

作為通用的編程實踐毯欣，性能的重要性不用多說。弄清楚你在執(zhí)行什么查詢以及你的開銷花在哪里臭脓。你也可能想使用外部的項目酗钞，像django-debug-toolbar，或者直接監(jiān)控數(shù)據(jù)庫的工具来累。

記住你可以優(yōu)化速度砚作、內(nèi)存占用，甚至二者一起嘹锁，這取決于你的需求葫录。一些針對其中一個的優(yōu)化會對另一個不利，但有時會對二者都有幫助领猾。另外米同，數(shù)據(jù)庫進(jìn)程做的工作，可能和你在Python代碼中做的相同工作不具有相同的開銷摔竿。決定你的優(yōu)先級是什么面粮，是你自己的事情，你必須要權(quán)衡利弊继低，按需使用它們熬苍，因為這取決于你的應(yīng)用和服務(wù)器。

對于下面提到的任何事情袁翁，要記住在任何修改后驗證一下柴底，確保修改是有利的，并且足夠有利梦裂，能超過你代碼中可讀性的下降似枕。下面的所有建議都帶有警告，在你的環(huán)境中大體原則可能并不適用年柠，或者會起到相反的效果凿歼。

使用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫優(yōu)化技巧

...包括：

• 索引褪迟。在你決定哪些索引應(yīng)該添加 之后，這一條具有最高優(yōu)先級答憔。使用Field.db_index或者M(jìn)eta.index_together在Dhango中添加它們味赃。考慮在你經(jīng)常使用filter()虐拓、exclude()心俗、order_by()和其它方法查詢的字段上面添加索引，因為索引有助于加速查找蓉驹。注意城榛，設(shè)計最好的索引方案是一個復(fù)雜的、數(shù)據(jù)庫相關(guān)的話題态兴，它取決于你應(yīng)用的細(xì)節(jié)狠持。持有索引的副作用可能會超過查詢速度上的任何收益。
• 合理使用字段類型瞻润。

我們假設(shè)你已經(jīng)完成了上面這些顯而易見的事情喘垂。這篇文檔剩下的部分，著重于講解如何以不做無用功的方式使用Django绍撞。這篇文檔也沒有強(qiáng)調(diào)用在開銷大的操作上其它的優(yōu)化技巧正勒，像general purpose caching。

理解查詢集

理解查詢集(QuerySets) 是通過簡單的代碼獲取較好性能至關(guān)重要的一步傻铣。特別是：

理解查詢集計算

要避免性能問題章贞，理解以下幾點非常重要：

• QuerySets是延遲的。
• 什么時候它們被計算出來矾柜。
• 數(shù)據(jù)在內(nèi)存中如何存儲阱驾。

理解緩存屬性

和整個QuerySet的緩存相同，ORM對象的屬性的結(jié)果中也存在緩存怪蔑。通常來說里覆，不可調(diào)用的屬性會被緩存。例如下面的博客模型示例：

>>> entry = Entry.objects.get(id=1)
>>> entry.blog   # Blog object is retrieved at this point
>>> entry.blog   # cached version, no DB access

但是通常來講缆瓣，可調(diào)用的屬性每一次都會訪問數(shù)據(jù)庫喧枷。

>>> entry = Entry.objects.get(id=1)
>>> entry.authors.all()   # query performed
>>> entry.authors.all()   # query performed again

要小心當(dāng)你閱讀模板代碼的時候 —— 模板系統(tǒng)不允許使用圓括號，但是會自動調(diào)用callable對象弓坞，會隱藏上述區(qū)別隧甚。

要小心使用你自定義的屬性 —— 實現(xiàn)所需的緩存取決于你，例如使用cached_property裝飾符渡冻。

使用with模板標(biāo)簽

要利用QuerySet的緩存行為戚扳，你或許需要使用with模板標(biāo)簽。

使用iterator()

當(dāng)你有很多對象時族吻，QuerySet的緩存行為會占用大量的內(nèi)存获搏。這種情況下，采用iterator()解決侍芝。

在數(shù)據(jù)庫中而不是Python中做數(shù)據(jù)庫的工作

比如：

• 在最基礎(chǔ)的層面上，使用過濾器和反向過濾器對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行過濾茧泪。
• 使用F 表達(dá)式在相同模型中基于其他字段進(jìn)行過濾。
• 使用數(shù)據(jù)庫中的注解和聚合。

如果上面那些都不夠用，你可以自己生成SQL語句：

使用QuerySet.extra()

extra()是一個移植性更差凝垛，但是功能更強(qiáng)的方法，它允許一些SQL語句顯式添加到查詢中蜓谋。如果這些還不夠強(qiáng)大：

使用原始的SQL

編寫你自己的自定義SQL語句梦皮，來獲取數(shù)據(jù)或者填充模型。使用django.db.connection.queries來了解Django為你編寫了什么孤澎，以及從這里開始届氢。

用唯一的被或索引的列來檢索獨立對象

有兩個原因在get()中欠窒，用帶有unique或者db_index的列檢索獨立對象覆旭。首先，由于查詢經(jīng)過了數(shù)據(jù)庫的索引岖妄，所以會更快型将。其次，如果很多對象匹配查詢荐虐，查詢會更慢一些七兜；列上的唯一性約束確保這種情況永遠(yuǎn)不會發(fā)生。

所以福扬，使用博客模型的例子：

>>> entry = Entry.objects.get(id=10)

會快于：

>>> entry = Entry.object.get(headline="News Item Title")

因為id被數(shù)據(jù)庫索引腕铸，而且是唯一的。

下面這樣做會十分緩慢：

>>> entry = Entry.objects.get(headline__startswith="News")

首先铛碑， headline沒有被索引狠裹，它會使查詢變得很慢：

其次，這次查找并不確保返回唯一的對象汽烦。如果查詢匹配到多于一個對象涛菠，它會在數(shù)據(jù)庫中遍歷和檢索所有這些對象。如果記錄中返回了成百上千個對象撇吞，代價是非常大的俗冻。如果數(shù)據(jù)庫運行在分布式服務(wù)器上，網(wǎng)絡(luò)開銷和延遲也是一大因素牍颈，代價會是它們的組合迄薄。

一次性檢索你需要的任何東西

在不同的位置多次訪問數(shù)據(jù)庫，一次獲取一個數(shù)據(jù)集煮岁，通常來說不如在一次查詢中獲取它們更高效讥蔽。如果你在一個循環(huán)中執(zhí)行查詢死姚，這尤其重要。有可能你會做很多次數(shù)據(jù)庫查詢勤篮，但只需要一次就夠了都毒。所以：

使用QuerySet.select_related()和prefetch_related()

充分了解并使用select_related()和prefetch_related()：

• 在視圖的代碼中，
• 以及在適當(dāng)?shù)墓芾砥骱湍J(rèn)管理器中碰缔。要意識到你的管理器什么時候被使用和不被使用账劲；有時這很復(fù)雜，所以不要有任何假設(shè)金抡。

不要獲取你不需要的東西

使用QuerySet.values()和values_list()

當(dāng)你僅僅想要一個帶有值的字典或者列表瀑焦，并不需要使用ORM模型對象時，可以適當(dāng)使用values()梗肝。對于在模板代碼中替換模型對象榛瓮，這樣會非常有用 —— 只要字典中帶有的屬性和模板中使用的一致，就沒問題巫击。

使用QuerySet.defer()和only()

如果一些數(shù)據(jù)庫的列你并不需要（或者大多數(shù)情況下并不需要）禀晓，使用defer()和only()來避免加載它們。注意如果你確實要用到它們坝锰，ORM會在另外的查詢之中獲取它們粹懒。如果你不能夠合理地使用這些函數(shù)，不如不用顷级。

另外凫乖，當(dāng)建立起一個帶有延遲字段的模型時，要意識到一些（小的弓颈、額外的）消耗會在Django內(nèi)部產(chǎn)生帽芽。不要不分析數(shù)據(jù)庫就盲目使用延遲字段，因為數(shù)據(jù)庫必須從磁盤中讀取大多數(shù)非text和VARCHAR數(shù)據(jù)翔冀，在結(jié)果中作為單獨的一行导街，即使其中的列很少。 defer()和only()方法在你可以避免加載大量文本數(shù)據(jù)橘蜜，或者可能要花大量時間處理而返回給Python的字段時菊匿，特別有幫助。像往常一樣计福，應(yīng)該先寫出個大概跌捆，之后再優(yōu)化。

使用QuerySet.count()

...如果你想要獲取大小象颖，不要使用 len(queryset)佩厚。

使用QuerySet.exists()

...如果你想要知道是否存在至少一個結(jié)果，不要使用if queryset说订。

但是：

不要過度使用 count() 和 exists()

如果你需要查詢集中的其他數(shù)據(jù)抄瓦，就把它加載出來潮瓶。

例如，假設(shè)Email模型有一個body屬性钙姊，并且和User有多對多的關(guān)聯(lián)毯辅，下面的的模板代碼是最優(yōu)的：

{% if display_inbox %}
  {% with emails=user.emails.all %}
    {% if emails %}
      <p>You have {{ emails|length }} email(s)</p>
      {% for email in emails %}
        <p>{{ email.body }}</p>
      {% endfor %}
    {% else %}
      <p>No messages today.</p>
    {% endif %}
  {% endwith %}
{% endif %}

這是因為：

• 因為查詢集是延遲加載的，如果‘display_inbox’為False煞额，不會查詢數(shù)據(jù)庫思恐。
• 使用with意味著我們?yōu)榱艘院蟮氖褂茫製ser.emails.all儲存在一個變量中膊毁，允許它的緩存被復(fù)用胀莹。
• {% if emails %}的那一行調(diào)用了QuerySet.bool()，它導(dǎo)致user.emails.all()查詢在數(shù)據(jù)庫上執(zhí)行婚温，并且至少在第一行以一個ORM對象的形式返回描焰。如果沒有任何結(jié)果，會返回False栅螟，反之為True荆秦。
• {{ emails|length }}調(diào)用了QuerySet.len()方法，填充了緩存的剩余部分嵌巷，而且并沒有執(zhí)行另一次查詢萄凤。
• for循環(huán)的迭代器訪問了已經(jīng)緩存的數(shù)據(jù)。

總之搪哪，這段代碼做了零或一次查詢。唯一一個慎重的優(yōu)化就是with標(biāo)簽的使用坪圾。在任何位置使用QuerySet.exists()或者QuerySet.count()都會導(dǎo)致額外的查詢晓折。

使用QuerySet.update()和delete()

通過QuerySet.update()使用批量的SQL UPDATE語句，而不是獲取大量對象兽泄，設(shè)置一些值再單獨保存漓概。與此相似，在可能的地方使用批量deletes病梢。

但是要注意胃珍，這些批量的更新方法不會在單獨的實例上面調(diào)用save()或者delete()方法，意思是任何你向這些方法添加的自定義行為都不會被執(zhí)行蜓陌，包括由普通數(shù)據(jù)庫對象的信號驅(qū)動的任何方法觅彰。

直接使用外鍵的值

如果你僅僅需要外鍵當(dāng)中的一個值，要使用對象上你已經(jīng)取得的外鍵的值钮热，而不是獲取整個關(guān)聯(lián)對象再得到它的主鍵填抬。例如，執(zhí)行：

entry.blog_id

而不是：

entry.blog.id

不要做無謂的排序

排序并不是沒有代價的隧期；每個需要排序的字段都是數(shù)據(jù)庫必須執(zhí)行的操作飒责。如果一個模型具有默認(rèn)的順序（Meta.ordering）赘娄，并且你并不需要它，通過在查詢集上無參調(diào)用order_by() 來移除它宏蛉。

向你的數(shù)據(jù)庫添加索引可能有助于提升排序性能遣臼。

整體插入

創(chuàng)建對象時，盡可能使用bulk_create()來減少SQL查詢的數(shù)量拾并。例如：

Entry.objects.bulk_create([
    Entry(headline="Python 3.0 Released"),
    Entry(headline="Python 3.1 Planned")
])

...更優(yōu)于：

Entry.objects.create(headline="Python 3.0 Released")
Entry.objects.create(headline="Python 3.1 Planned")

注意該方法有很多注意事項暑诸，所以確保它適用于你的情況。

這也可以用在ManyToManyFields中辟灰，所以：

my_band.members.add(me, my_friend)

...更優(yōu)于：

my_band.members.add(me)
my_band.members.add(my_friend)

...其中Bands和Artists具有多對多關(guān)聯(lián)个榕。