什么是 N+1 问题,以及如何解决

0xBoo

N+1 是ORM(对象关系映射)关联数据读取中存在的一个问题。

在介绍什么是N+1问题之前,首先思考一个问题:

假设现在有一个用户表(User)和一个余额表(Balance),这两个表通过user_id进行关联。现在有一个需求是查询年龄大于18岁的用户,以及用户各自的余额

这个问题并不难,但对于新手而言,可能常常会犯的一个错误就是在循环中进行查询。

$users = User::where("age", ">", 18)->select();
foreach($users as $user){
  $balance = User::getFieldByUserId($user->user_id, "balance");
  $user['balance'] = $balance;
}

这样做是非常糟糕的,数据量小还少,在数据量较大的情况下,是非常消耗数据库性能的。

通过Mysql 查询日志,可以看到查询用户表是一次,因为有四个符合该条件的用户,查询用户表关联的余额表是四次。

N+1问题就是这样产生的:查询主表是一次,查询出N 条记录,根据这N 条记录,查询关联的副(从)表,共需要N 次。所以,应该叫1+N 问题更合适一些。

其实,如果稍微了解一点SQL,根本不用这么麻烦,直接使用JOIN 一次就搞定了。

对于这类问题,ORM 其实为我们提供了相应的方案,那就是使用『预加载功能』。

预加载功能

使用with()方法指定想要预加载的关联:

$users = User::where("age", ">", 18)
        ->with("hasBalance")
        ->select();

hasBalance 是什么呢?

它是在User模型中定义的一个方法:

class User extends Model
{
    //  ...
    
    // User模型与Balance 模型进行一对一关联
    public function hasBalance()
    {
          return $this->hasOne(Balance::class, "user_id", "user_id");
    }
}

通过这个方法让User 模型与Balance 模型进行一对一关联。

现在再来看一下Mysql 的查询日志:

可以很清楚的看到,总查询次数由原来的1+N 变成了现在的1+1

总结

N+1 问题是什么?会造成什么影响?应该如何解决?

  1. 执行一次查询获取N 条主数据后,由于关联引起的执行N 次查询从数据
  2. 带来了不必要的查询开销
  3. 可以通过框架 ORM 自带的with 去解决
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