实例详解Django的 select_related 和 prefetch_related 函数对 QuerySet 查询的优化（三）

这是本系列的最后一篇，主要是select_related() 和 prefetch_related() 的最佳实践。

第一篇在这里 讲例子和select_related()

第二篇在这里 讲prefetch_related()

4. 一些实例

选择哪个函数

如果我们想要获得所有家乡是湖北的人，最无脑的做法是先获得湖北省，再获得湖北的所有城市，最后获得故乡是这个城市的人。就像这样：

>>> hb = Province.objects.get(name__iexact=u"湖北省")>>> people = []>>> for city in hb.city_set.all():...   people.extend(city.birth.all())...

显然这不是一个明智的选择，因为这样做会导致1+（湖北省城市数）次SQL查询。反正是个反例，导致的查询和获得掉结果就不列出来了。

prefetch_related() 或许是一个好的解决方法，让我们来看看。

>>> hb = Province.objects.prefetch_related("city_set__birth").objects.get(name__iexact=u"湖北省")>>> people = []>>> for city in hb.city_set.all():...   people.extend(city.birth.all())...

因为是一个深度为2的prefetch，所以会导致3次SQL查询：

SELECT `QSOptimize_province`.`id`, `QSOptimize_province`.`name` FROM `QSOptimize_province` WHERE `QSOptimize_province`.`name` LIKE '湖北省' ;SELECT `QSOptimize_city`.`id`, `QSOptimize_city`.`name`, `QSOptimize_city`.`province_id` FROM `QSOptimize_city` WHERE `QSOptimize_city`.`province_id` IN (1);SELECT `QSOptimize_person`.`id`, `QSOptimize_person`.`firstname`, `QSOptimize_person`.`lastname`, `QSOptimize_person`.`hometown_id`, `QSOptimize_person`.`living_id` FROM `QSOptimize_person` WHERE `QSOptimize_person`.`hometown_id` IN (1, 3);

嗯...看上去不错，但是3次查询么？倒过来查询可能会更简单？

>>> people = list(Person.objects.select_related("hometown__province").filter(hometown__province__name__iexact=u"湖北省"))

SELECT `QSOptimize_person`.`id`, `QSOptimize_person`.`firstname`, `QSOptimize_person`.`lastname`, `QSOptimize_person`.`hometown_id`, `QSOptimize_person`.`living_id`, `QSOptimize_city`.`id`, `QSOptimize_city`.`name`, `QSOptimize_city`.`province_id`, `QSOptimize_province`.`id`, `QSOptimize_province`.`name`FROM `QSOptimize_person` INNER JOIN `QSOptimize_city` ON (`QSOptimize_person`.`hometown_id` = `QSOptimize_city`.`id`) INNER JOIN `QSOptimize_province` ON (`QSOptimize_city`.`province_id` = `QSOptimize_province`.`id`) WHERE `QSOptimize_province`.`name` LIKE '湖北省';

+----+-----------+----------+-------------+-----------+----+--------+-------------+----+--------+| id | firstname | lastname | hometown_id | living_id | id | name   | province_id | id | name   |+----+-----------+----------+-------------+-----------+----+--------+-------------+----+--------+|  1 | 张        | 三       |           3 |         1 |  3 | 十堰市 |           1 |  1 | 湖北省 ||  2 | 李        | 四       |           1 |         3 |  1 | 武汉市 |           1 |  1 | 湖北省 ||  3 | 王        | 麻子     |           3 |         2 |  3 | 十堰市 |           1 |  1 | 湖北省 |+----+-----------+----------+-------------+-----------+----+--------+-------------+----+--------+3 rows in set (0.00 sec)

完全没问题。不仅SQL查询的数量减少了，python程序上也精简了。

select_related()的效率要高于prefetch_related()。因此，最好在能用select_related()的地方尽量使用它，也就是说，对于ForeignKey字段，避免使用prefetch_related()。

联用

对于同一个QuerySet，你可以同时使用这两个函数。

在我们一直使用的例子上加一个model：Order （订单）

class Order(models.Model):    customer   = models.ForeignKey(Person)    orderinfo  = models.CharField(max_length=50)    time       = models.DateTimeField(auto_now_add = True)    def __unicode__(self):        return self.orderinfo

如果我们拿到了一个订单的id 我们要知道这个订单的客户去过的省份。因为有ManyToManyField显然必须要用prefetch_related()。如果只用prefetch_related()会怎样呢？

>>> plist = Order.objects.prefetch_related('customer__visitation__province').get(id=1)>>> for city in plist.customer.visitation.all():...   print city.province.name...

显然，关系到了4个表：Order、Person、City、Province，根据prefetch_related()的特性就得有4次SQL查询

SELECT `QSOptimize_order`.`id`, `QSOptimize_order`.`customer_id`, `QSOptimize_order`.`orderinfo`, `QSOptimize_order`.`time` FROM `QSOptimize_order` WHERE `QSOptimize_order`.`id` = 1 ;SELECT `QSOptimize_person`.`id`, `QSOptimize_person`.`firstname`, `QSOptimize_person`.`lastname`, `QSOptimize_person`.`hometown_id`, `QSOptimize_person`.`living_id` FROM `QSOptimize_person` WHERE `QSOptimize_person`.`id` IN (1);SELECT (`QSOptimize_person_visitation`.`person_id`) AS `_prefetch_related_val`, `QSOptimize_city`.`id`,`QSOptimize_city`.`name`, `QSOptimize_city`.`province_id` FROM `QSOptimize_city` INNER JOIN `QSOptimize_person_visitation` ON (`QSOptimize_city`.`id` = `QSOptimize_person_visitation`.`city_id`) WHERE `QSOptimize_person_visitation`.`person_id` IN (1); SELECT `QSOptimize_province`.`id`, `QSOptimize_province`.`name` FROM `QSOptimize_province`WHERE `QSOptimize_province`.`id` IN (1, 2);

+----+-------------+---------------+---------------------+| id | customer_id | orderinfo     | time                |+----+-------------+---------------+---------------------+|  1 |           1 | Info of Order | 2014-08-10 17:05:48 |+----+-------------+---------------+---------------------+1 row in set (0.00 sec)+----+-----------+----------+-------------+-----------+| id | firstname | lastname | hometown_id | living_id |+----+-----------+----------+-------------+-----------+|  1 | 张        | 三       |           3 |         1 |+----+-----------+----------+-------------+-----------+1 row in set (0.00 sec)+-----------------------+----+--------+-------------+| _prefetch_related_val | id | name   | province_id |+-----------------------+----+--------+-------------+|                     1 |  1 | 武汉市 |           1 ||                     1 |  2 | 广州市 |           2 ||                     1 |  3 | 十堰市 |           1 |+-----------------------+----+--------+-------------+3 rows in set (0.00 sec)+----+--------+| id | name   |+----+--------+|  1 | 湖北省 ||  2 | 广东省 |+----+--------+2 rows in set (0.00 sec)

更好的办法是先调用一次select_related()再调用prefetch_related()，最后再select_related()后面的表

>>> plist = Order.objects.select_related('customer').prefetch_related('customer__visitation__province').get(id=1)>>> for city in plist.customer.visitation.all():...   print city.province.name...

这样只会有3次SQL查询，Django会先做select_related，之后prefetch_related的时候会利用之前缓存的数据，从而避免了1次额外的SQL查询：

SELECT `QSOptimize_order`.`id`, `QSOptimize_order`.`customer_id`, `QSOptimize_order`.`orderinfo`, `QSOptimize_order`.`time`, `QSOptimize_person`.`id`, `QSOptimize_person`.`firstname`, `QSOptimize_person`.`lastname`, `QSOptimize_person`.`hometown_id`, `QSOptimize_person`.`living_id` FROM `QSOptimize_order` INNER JOIN `QSOptimize_person` ON (`QSOptimize_order`.`customer_id` = `QSOptimize_person`.`id`) WHERE `QSOptimize_order`.`id` = 1 ;SELECT (`QSOptimize_person_visitation`.`person_id`) AS `_prefetch_related_val`, `QSOptimize_city`.`id`, `QSOptimize_city`.`name`, `QSOptimize_city`.`province_id` FROM `QSOptimize_city` INNER JOIN `QSOptimize_person_visitation` ON (`QSOptimize_city`.`id` = `QSOptimize_person_visitation`.`city_id`) WHERE `QSOptimize_person_visitation`.`person_id` IN (1);SELECT `QSOptimize_province`.`id`, `QSOptimize_province`.`name` FROM `QSOptimize_province` WHERE `QSOptimize_province`.`id` IN (1, 2);

+----+-------------+---------------+---------------------+----+-----------+----------+-------------+-----------+| id | customer_id | orderinfo     | time                | id | firstname | lastname | hometown_id | living_id |+----+-------------+---------------+---------------------+----+-----------+----------+-------------+-----------+|  1 |           1 | Info of Order | 2014-08-10 17:05:48 |  1 | 张        | 三       |           3 |         1 |+----+-------------+---------------+---------------------+----+-----------+----------+-------------+-----------+1 row in set (0.00 sec)+-----------------------+----+--------+-------------+| _prefetch_related_val | id | name   | province_id |+-----------------------+----+--------+-------------+|                     1 |  1 | 武汉市 |           1 ||                     1 |  2 | 广州市 |           2 ||                     1 |  3 | 十堰市 |           1 |+-----------------------+----+--------+-------------+3 rows in set (0.00 sec)+----+--------+| id | name   |+----+--------+|  1 | 湖北省 ||  2 | 广东省 |+----+--------+2 rows in set (0.00 sec)

值得注意的是，可以在调用prefetch_related之前调用select_related，并且Django会按照你想的去做：先select_related，然后利用缓存到的数据prefetch_related。然而一旦prefetch_related已经调用，select_related将不起作用。

小结

1. 因为select_related()总是在单次SQL查询中解决问题，而prefetch_related()会对每个相关表进行SQL查询，因此select_related()的效率通常比后者高。
2. 鉴于第一条，尽可能的用select_related()解决问题。只有在select_related()不能解决问题的时候再去想prefetch_related()。
3. 你可以在一个QuerySet中同时使用select_related()和prefetch_related()，从而减少SQL查询的次数。
4. 只有prefetch_related()之前的select_related()是有效的，之后的将会被无视掉。

关于这两个函数，我能想到的东西目前只有这么多。不过基于一些个人原因，写第三篇时间比较短，写的有些仓促。如果什么时候又想起了什么，我会在这篇博文中添加。