當我在使用 Laravel 寫程式的時候,我腦海中一直有兩個目標:
- 儘可能少的使用資料庫查詢
- 儘可能少的使用記憶體
我們可能很容易的解決第一個問題。比如我們熟知的 N+1 問題可以通過懶載入進行解決。但是,我們對第二個問題卻不太注意,有時候我們可能會做的更糟糕。
讓我解釋一下這是如何發生的,並且怎樣在程式碼中進行改善。
挑戰
考慮下面的例子。在你的程式中需要展示一些個人資訊,包含上一次登入時間。這個看似簡單的頁面其實也有比較複雜的東西。
Name | Last Login | |
---|---|---|
Adam Campbell | adam@hotmeteor.com | Nov 10, 2018 at 12:01pm |
Taylor Otwell | taylor@laravel.com | Never |
Jonathan Reinink | jonathan@reinink.ca | Jun 2, 2018 at 5:30am |
Adam Wathan | adam.wathan@gmail.com | Nov 20, 2018 at 7:49am |
下面是基本的遷移檔案程式碼:
Schema::create('users', function (Blueprint $table) {
$table->increments('id');
$table->string('name');
$table->string('email');
$table->timestamps();
});
Schema::create('logins', function (Blueprint $table) {
$table->increments('id');
$table->integer('user_id');
$table->string('ip_address');
$table->timestamp('created_at');
});
下面是模型檔案和對應的關係:
class User extends Model
{
public function logins()
{
return $this->hasMany(Login::class);
}
}
class Login extends Model
{
public function user()
{
return $this->belongsTo(User::class);
}
}
我們可以使用下面的blade模版程式碼來展示上面表格中的內容
$users = User::all();
@foreach ($users as $user)
<tr>
<td>{{ $user->name }}</td>
<td>{{ $user->email }}</td>
<td>
@if ($lastLogin = $user->logins()->latest()->first())
{{ $lastLogin->created_at->format('M j, Y \a\t g:i a') }}
@else
Never
@endif
</td>
</tr>
@endforeach
如果我們是一個好的開發者的話(我們確實是),我們會發現這裡有 N + 1 的問題,假設我們有50個使用者,那麼我們會觸發51條查詢。
select * from "users";
select * from "logins" where "logins"."user_id" = 1 and "logins"."user_id" is not null order by "created_at" desc limit 1;
select * from "logins" where "logins"."user_id" = 2 and "logins"."user_id" is not null order by "created_at" desc limit 1;
// ...
select * from "logins" where "logins"."user_id" = 49 and "logins"."user_id" is not null order by "created_at" desc limit 1;
select * from "logins" where "logins"."user_id" = 50 and "logins"."user_id" is not null order by "created_at" desc limit 1;
解決問題的方法也很簡單,使用 with
方法即可。
$users = User::with('logins')->get();
@foreach ($users as $user)
<tr>
<td>{{ $user->name }}</td>
<td>{{ $user->email }}</td>
<td>
@if ($user->logins->isNotEmpty())
{{ $user->logins->sortByDesc('created_at')->first()->created_at->format('M j, Y \a\t g:i a') }}
@else
Never
@endif
</td>
</tr>
@endforeach
這樣我們將51條查詢語句降低到了2條,大成功!
其實,並不完全正確。這裡就會引發記憶體使用的問題。誠然,我們解決了 N + 1 問題,但是我們也帶來了更多的記憶體使用量:
- 每個頁面的使用者量 50個使用者
- 使用者平均登入次數 250次
- 總的載入記錄 12500條記錄
我們可以看到,假設我們有50個使用者,平均每個使用者有250條訪問資料,那麼我們會載入12500條記錄。除了記憶體使用量的增加,相關的計算耗時也會增加。而且這只是一個保守的例子。當有百萬級資料時這就很可怕了。
快取
你這時可能會想,沒什麼大不了的,快取上次登入記錄即可:
Schema::table('users', function (Blueprint $table) {
$table->integer('last_login_id');
});
當使用者登入的時候,我們在建立登入記錄的同時,更新 last_login_id 欄位。然後在User模型中新建一個模型關係 lastLogin
,然後懶載入。
$users = User::with('lastLogin')->get();
這確實是一個比較合理的解決辦法。但是要注意的是,有時候我們想要的內容不會這麼簡單。而且我們有更好的解決辦法。
子查詢
另外的一個解決辦法是——使用子查詢。你可能不知道的是 Laravel 已經支援我們使用 selectSub
方法來進行子查詢。首先看一個普通的例子:
$lastLogin = Login::select('created_at')
->whereColumn('user_id', 'users.id')
->latest()
->limit(1)
->getQuery();
$users = User::select('users.*')
->selectSub($lastLogin, 'last_login_at')
->get();
@foreach ($users as $user)
<tr>
<td>{{ $user->name }}</td>
<td>{{ $user->email }}</td>
<td>
@if ($user->last_login_at)
{{ $user->last_login_at->format('M j, Y \a\t g:i a') }}
@else
Never
@endif
</td>
</tr>
@endforeach
在上面的例子中,我們並沒有使用模型關聯,而是使用了子查詢。實際上的查詢語句如下:
select
"users".*,
(
select "created_at" from "logins"
where "user_id" = "users"."id"
order by "created_at" desc
limit 1
) as "last_login_at"
from "users"
使用子查詢能過讓我們通過一條查詢語句得到我們所需要的資訊,同時還有巨大的效能提升。
Macro
在我們進入下一步前,我想向你們展示一下我寫的一個Macro來使我的程式碼更加簡潔,使用方法很簡單,將下面的程式碼新增到AppServiceProvider
中就可以了
use Illuminate\Database\Query\Builder;
Builder::macro('addSubSelect', function ($column, $query) {
if (is_null($this->columns)) {
$this->select($this->from.'.*');
}
return $this->selectSub($query->limit(1), $column);
});
關於 Macro 的簡單使用,可以看 使用巨集(Macro)來擴充套件 Laravel 的資料庫請求構建器
原文作者針對這個 Macro 寫了一個 Composer 包reinink/advanced-eloquent
。
使用 Macro 後 我們可以把程式碼改成下面的樣子:
$users = User::addSubSelect('last_login_at', Login::select('created_at')
->whereColumn('user_id', 'users.id')
->latest()
)->get();
使用 Scope
更近一步,我們可以使用 scope 來進一步優化程式碼
class User extends Model
{
public function scopeWithLastLoginDate($query)
{
$query->addSubSelect('last_login_at', Login::select('created_at')
->whereColumn('user_id', 'users.id')
->latest()
);
}
}
$users = User::withLastLoginDate()->get();
構建動態模型關係
現在到了最有趣的部分,我們已經能夠使用子查詢來獲得上次登入時間,但是如果我們需要獲得更多其他的資訊呢?比如,我們想要獲得上次登入時的IP地址。我們應當怎麼做呢?
一個簡單的方法是建立第二條子查詢
$users = User::withLastLoginDate()->withLastLoginIpAddress()->get();
{{ $user->last_login_at->format('M j, Y \a\t g:i a') }} ({{ $user->last_login_ip_address }})
當然,這肯定是行得通的。但是如果我們能夠獲得 Login
例項就更好了。特別是模型有其他方法的情況,比如模型關聯和訪問器方法。
$users = User::withLastLogin()->get();
{{ $user->lastLogin->created_at->format('M j, Y \a\t g:i a') }} ({{ $user->lastLogin->ip_address }})
首先,我們定義一個 lastLogin
方法,返回模型關係。在之前的例子中我們介紹了在 users
表中加入 last_login_id
的方法。但是,這裡我們使用子查詢來進行構造。
class User extends Model
{
public function lastLogin()
{
return $this->belongsTo(Login::class);
}
public function scopeWithLastLogin($query)
{
$query->addSubSelect('last_login_id', Login::select('id')
->whereColumn('user_id', 'users.id')
->latest()
)->with('lastLogin');
}
}
$users = User::withLastLogin()->get();
<table>
<tr>
<th>Name</th>
<th>Email</th>
<th>Last Login</th>
</tr>
@foreach ($users as $user)
<tr>
<td>{{ $user->name }}</td>
<td>{{ $user->email }}</td>
<td>
@if ($user->lastLogin)
{{ $user->lastLogin->created_at->format('M j, Y \a\t g:i a') }}
@else
Never
@endif
</td>
</tr>
@endforeach
</table>
上面的程式碼執行後,只有兩條查詢語句,第一條的查詢如下:
select
"users".*,
(
select "id" from "logins"
where "user_id" = "users"."id"
order by "created_at" desc
limit 1
) as "last_login_id"
from "users"
這裡我們基本上實現了 last_login_id
欄位的功能,但是並不會真正的建立這個欄位。現在讓我們看看第二條查詢語句:
select * from "logins" where "logins"."id" in (1, 3, 5, 13, 20 ... 676, 686)
我們的子查詢只會返回上次的登入資訊。並且由於我們使用了標準的 Laravel 模型關聯,我們能夠繼續使用 Login
模型中的相關方法。非常棒。
懶載入動態模型關係
值得注意的是我們無法向下面那樣直接使用模型關聯,這是因為我們的 scope 並沒有預設載入。
$lastLogin = User::first()->lastLogin; // 會返回null
如果你想要懶載入功能,可以加入到全域性的scope中:
class User extends Model
{
protected static function boot()
{
parent::boot();
static::addGlobalScope(function ($query) {
$query->withLastLogin();
});
}
}
上面的內容能否使用 HasOne 來替代?
你也許會好奇我們能否使用 HasOne 來進行處理? 就結論而言,是不行的。讓我們看看是為什麼。
public function lastLogin()
{
return $this->hasOne(Login::class)->latest();
}
首先上面的程式碼確實能夠返回我們所需要的資料。但是如果我們檢視查詢語句的話就會發現問題。
select * from "logins" where "logins"."user_id" in (1, 2, 3...99, 100) order by "created_at" desc
同樣會導致我們之前提到的問題。那麼我們加上limit會怎樣呢?
public function lastLogin()
{
return $this->hasOne(Login::class)->latest()->limit(1);
}
查詢語句如下
select * from "logins" where "logins"."user_id" in (1, 2, 3...99, 100) order by "created_at" desc limit 1
這會導致只有最後登入的使用者返回時間,其他所有使用者返回null
。
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