Django資料庫效能優化之 - 使用Python集合操作

程式設計實驗室發表於2022-07-05

前言

粗略實現

想想有挺多種方式來實現的，可以在Model中加一個方法，例如is_in_a()，然後在裡面判斷該人員B是否在人員A中

也可以在admin的配置中增加一個欄位~

最終我是在Model中增加了新的方法，當然思路不必侷限，Django還是很靈活的。

這個方法大概寫成這樣

def is_in_a(self) -> bool:
    from apps.people.models import PersonA
    queryset = PersonA.objects.filter(id_number=self.id_number)
    return queryset.exists()

is_in_a.short_description = '是否已錄入'
is_in_a.boolean = True

OK，沒啥問題，接著配置一下admin

@admin.register(PersonB)
class PersonBAdmin(admin.ModelAdmin):
    list_display = ['name', 'id_number', 'is_in_a']

這樣就可以在後臺上正常展示了，is_in_a就和普通的model欄位一樣使用

不過如果要加一個篩選功能的話，就不行，admin預設的list_filter只能支援資料庫欄位

要把我們自定義的欄位加入篩選，就只能自己寫一個Filter

~~首先來看一個錯誤的示範~~

class IsInAFilter(admin.SimpleListFilter):
    title = '是否已錄入'
    parameter_name = 'is_in_a'

    def lookups(self, request, model_admin):
        return (
            ('true', '已錄入'),
            ('false', '未錄入')
        )

    def queryset(self, request, queryset):        
        raw_ids = []
        if self.value() == 'true':
            for item in queryset:
                if item.is_in_a():
                    raw_ids.append(item.pk)

        if self.value() == 'false':
            for item in queryset:
                if not item.is_in_a():
                    raw_ids.append(item.pk)

        return queryset if self.value() is None else queryset.filter(pk__in=raw_ids)

寫完了在admin的filter配置寫上就行

list_filter = [IsInAFilter]

實現是實現了，但篩選的時候速度奇慢，因為渲染列表的時候，每一項都要訪問一次資料庫~~（恕我直言，這種程式碼就是shit）~~

PS：很遺憾，這程式碼是從我前年寫的一個專案裡copy過來的（逃

優化思路

這我肯定不能忍啊

最討厭的就是有人寫了屎山程式碼

~~更何況這是自己寫的shit，更不能忍了~~

立刻開始著手優化程式碼！

冷靜下來，稍加思索

這個東西慢在於列表中的每一項都要去判斷id_number在不在人員A中，那我改成批量判斷不就好了？

一想到批量，我就想到values_list，用它來生成倆id_number的列表，既然有倆列表了，那這不就是集合操作了？

完事，開搞！

集合

首先複習一下集合哈

這應該是高中數學知識

集合，就是將數個物件歸類而分成為一個或數個形態各異的大小整體。一般來講，集合是具有某種特性的事物的整體，或是一些確認物件的彙集。構成集合的事物或物件稱作“元素”或“成員”。集合的元素可以是任何事物，可以是人，可以是物，也可以是字母或數字等。

集合的三大特性

無序性：一個集合中，每個元素的地位都是相同的，元素之間是無序的。

集合上可以定義序關係，定義了序關係後，元素之間就可以按照序關係排序。但就集合本身的特性而言，元素之間沒有必然的序。（參見序理論）

互異性：一個集合中，任何兩個元素都認為是不相同的，即每個元素只能出現一次。

有時需要對同一元素出現多次的情形進行刻畫，可以使用多重集，其中的元素允許出現多次。

確定性：給定一個集合，任給一個元素，該元素或者屬於或者不屬於該集合，二者必居其一，不允許有模稜兩可的情況出現。

數學概念不用深究，程式語言中的集合與數學的集合也有些許不同，不過互異性是都有的，也就是集合中沒有重複的元素。

集合操作

為了實現前文提到的效能優化，這裡我們只需要掌握集合的幾種運算就行

設a、b是兩個不同的集合

a = set([1, 2, 3, 4])
b = set([3, 4, 5, 6])

四種操作直接看錶格

計算	程式碼	說明
差集	`a - b`	集合a中包含而集合b中不包含的元素
並集	`a	b`
交集	`a & b`	集合a和b中都包含了的元素
對稱差集	`a ^ b`	不同時包含於a和b的元素

為了便於理解，再來畫個圖

操作	結果	所得新集合元素
`a - b`	(1)	`{1, 2}`
`a	b`	(1) + (2) + (3)
`a & b`	(2)	`{3, 4}`
`a ^ b`	(1) + (3)	`{1, 2, 5, 6}`

這下就很清楚了吧~

所以上面那個問題，簡化成集合操作就是分別取交集和差集

最終實現

最終實現的程式碼不僅效能高起來了，程式碼量也比原來少，簡直完美

def queryset(self, request, queryset):
    from apps.people.models import PersonA

    # 使用集合操作提高效能
    set1 = set(PersonA.objects.values_list('id_number', flat=True))
    set2 = set(queryset.values_list('id_number', flat=True))

    id_numbers = set()

    # 選擇已錄入的，取交集
    if self.value() == 'true':
        id_numbers = set1 & set2
    # 選擇未錄入的，取差集
    elif self.value() == 'false':
        id_numbers = set2 - set1

    return queryset if self.value() is None else queryset.filter(id_number__in=id_numbers)

搞定~！