Wenn Sie diesen Artikel lesen, haben Sie möglicherweise während der Django-Entwicklung das N+1-Problem erlebt oder sind ihm zumindest schon einmal begegnet. Aufgrund dieses Problems kann sich die Ladezeit der Seite verlangsamen, und es ist wahrscheinlich, dass Sie beim Suchen nach einer Lösung auf select_related und prefetch_related gestoßen sind.

Erstens, willkommen auf meinem Blog! 🎉 Wenn Sie diesen Artikel bis zum Ende lesen, werden Sie definitiv lernen, wie man das N+1-Problem effektiv löst.

Falls Sie das Konzept des N+1-Problems noch nicht genau verstehen, empfehle ich Ihnen, zunächst den folgenden Artikel zu lesen.

✅ Was ist das N+1-Problem im Django ORM? Warum tritt es auf?

🔍 Zwei Methoden zur Behebung des N+1-Problems in Django

Im Django ORM gibt es zwei Funktionen, select_related und prefetch_related, um das N+1-Problem zu beheben. Da die Funktionsweise beider Methoden unterschiedlich ist, ist es wichtig zu verstehen, wann man welche verwenden sollte.

📌 Grundprinzipien von select_related und prefetch_related

Das zentrale gemeinsame Prinzip dieser beiden Methoden ist, dass sie die für die Logik benötigten Felder bei der ersten Abfrage gleichzeitig aus der DB abrufen, um die in Django intern abgerufenen Daten effizient zu nutzen.

Wenn Sie zum Beispiel zum großen Supermarkt gehen, um einen Kuchen zu backen, denken Sie daran, dass Sie Mehl, Schlagsahne, Früchte und andere benötigte Zutaten auf einmal kaufen. Wenn Sie nach Hause kommen und mit dem Kochen beginnen, sind alle Zutaten bereits bereit, daher können Sie sofort mit dem Kochen beginnen.

Was wäre jedoch, wenn Sie die benötigten Zutaten einzeln kaufen müssten? Sie kaufen Mehl und wenn Sie mit dem Kneten beginnen wollen, stellen Sie fest, dass die Schlagsahne fehlt, also müssen Sie noch einmal zum Supermarkt gehen. Und dann, nachdem Sie die Schlagsahne gekauft haben, fehlt Ihnen die Frucht, sodass Sie erneut zum Supermarkt müssen?

Auf diese Weise würde das Kochen sehr lange dauern. Im Django ORM verhindern select_related und prefetch_related solche ineffizienten Datenabfragen und helfen, die benötigten Daten mit einer einzigen Datenbankabfrage im Voraus zu holen und schnell zu verarbeiten.

Select Related vs Prefetch Related in Django ORM

✅ 1. select_related – Sofortiges Laden mit SQL JOIN

Verwendet bei ForeignKey(1:N) Beziehungen

  • Verwendet SQL JOIN, um die Daten mit einer einzigen Abfrage abzurufen
  • Da die relevanten Objekte sofort abgerufen werden, sind zusätzliche Datenbankanfragen nicht erforderlich

📌 Beispiel für die Verwendung von select_related

authors = Author.objects.select_related('post_set').all()

🧐 SQL, das ausgeführt wird, wenn select_related nicht angewendet wird

SELECT * FROM author;
SELECT * FROM post WHERE author_id = 1;
SELECT * FROM post WHERE author_id = 2;
...

🚀 SQL, das ausgeführt wird, wenn select_related angewendet wird

SELECT * FROM author INNER JOIN post ON author.id = post.author_id;

✅ 2. prefetch_related – Vorab-Laden durch individuelle Abfragen

Verwendet bei ManyToMany und Reverse ForeignKey Beziehungen

  • Führt individuelle Abfragen aus, und Django optimiert die Daten in Python, um sie zu verbinden
  • Da kein SQL JOIN verwendet wird, kann es beim Umgang mit großen Datenmengen vorteilhafter sein

📌 Beispiel für die Verwendung von prefetch_related

authors = Author.objects.prefetch_related('post_set').all()

🧐 SQL, das nach Anwendung von prefetch_related ausgeführt wird

SELECT * FROM author;
SELECT * FROM post WHERE author_id IN (1, 2, 3, 4, 5, ...);

🎯 Fazit – So lösen Sie das N+1-Problem!

Wenn Sie das Django ORM verwenden, kann es zu einer erheblichen Verschlechterung der Leistung führen, wenn Sie das N+1-Problem ignorieren. Aber wenn Sie select_related und prefetch_related richtig nutzen, können Sie die Anzahl der ausgeführten SQL-Abfragen minimieren und die Ladegeschwindigkeit der Seite erheblich verbessern.

✅ Zusammenfassung

  • Verwenden Sie select_related, wenn es sich um ForeignKey(1:N) Beziehungen handelt
  • Verwenden Sie prefetch_related, wenn es sich um ManyToMany oder rückverweisende Beziehungen handelt
  • Überprüfen Sie die ausgeführten SQL-Abfragen und optimieren Sie nach Bedarf
  • Wenn die Abfragegeschwindigkeit abnimmt, sollten Sie das N+1-Problem in Betracht ziehen

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Jetzt lösen Sie das N+1-Problem mit select_related und prefetch_related! 🚀 Wenn Sie Schwierigkeiten beim Verständnis haben oder zusätzliche Fragen haben, hinterlassen Sie bitte einen Kommentar oder eine Frage. 😊