【Rails】N+1クエリ問題

Ruby on Rails SQL

N+1クエリ問題とは

最初に発行するクエリ1回＋N回のクエリ発行により、 アプリケーションの処理速度が遅くなることがあります。

例えば、本の一覧を取得して、関連した著者名も一緒に表示させたい 場合があったとします。 booksテーブルからallメソッドで取得して、eachメソッドで本一覧を出力し、 books.authorのようにして、その本の著者を表示させます。 そのときに本一覧の取得1回と本の取得件数分クエリが発行されます。

具体的に以下のようなテーブルデータの場合、どのようなクエリが発行されるかを確認し またその解決方法を記していきます。

<テーブル>

<使用データ>

# 書籍モデル
class Book < ApplicationRecord
  belongs_to :author
end

# 著者モデル
class Author < ApplicationRecord
  has_many :books, dependent: :destroy
end
# 書籍コントローラ

class BooksController < ApplicationController
  def index
    # 本の一覧を取得
    @books = Book.all
  end
end
# 書籍一覧ビュー

<% @books.each do |book| %>
  <%= book.title %>　# 書籍名
  <%= book.author.name %>　# 著者名
<% end %>

<書籍一覧取得結果>

・
・

書籍取得クエリと著者取得クエリ99回を実行しています。

# ターミナル

  SELECT `books`.* FROM `books`
  SELECT `authors`.* FROM `authors` WHERE `authors`.`id` = 1 LIMIT 1
  SELECT `authors`.* FROM `authors` WHERE `authors`.`id` = 2 LIMIT 1
  SELECT `authors`.* FROM `authors` WHERE `authors`.`id` = 3 LIMIT 1
  ・
  ・
  SELECT `authors`.* FROM `authors` WHERE `authors`.`id` = 97 LIMIT 1
  SELECT `authors`.* FROM `authors` WHERE `authors`.`id` = 98 LIMIT 1
  SELECT `authors`.* FROM `authors` WHERE `authors`.`id` = 99 LIMIT 1

解決策

以下のメソッドを使って、生成するクエリを制限します

  • eager_load
  • preload

eager_load

以下のようにコントローラを修正してもう一度実行してみます

class BooksController < ApplicationController
  def index
    # @books = Book.all　←コメント化
    @books = Book.eager_load(:author)　←追記
  end
end

書籍テーブルと著者テーブルが外部結合され クエリ発行数が1回で済みました。

# ターミナル

SELECT
  `books`.`id` AS t0_r0,
  `books`.`title` AS t0_r1,
  `books`.`created_at` AS t0_r2,
  `books`.`updated_at` AS t0_r3,
  `books`.`author_id` AS t0_r4,
  `authors`.`id` AS t1_r0,
  `authors`.`name` AS t1_r1,
  `authors`.`created_at` AS t1_r2,
  `authors`.`updated_at` AS t1_r3
FROM `books`
LEFT OUTER JOIN
  `authors`
ON
  `authors`.`id` = `books`.`author_id`

preload

以下のようにコントローラを修正してもう一度実行してみます

class BooksController < ApplicationController
  def index
    # @books = Book.all
    # @books = Book.eager_load(:author)←コメント化
    @books = Book.preload(:author)　←追記
  end
end

書籍一覧の取得クエリと IN句を使用したクエリの２回で済みました。

# ターミナル

SELECT `books`.* FROM `books`

SELECT `authors`.*
FROM `authors`
WHERE
  `authors`.`id` IN (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99)

まとめ

N+1クエリ問題に直面した場合は、eager_loadもしくはpreloadを使用して解決します。

両者の使い分けに関しましては、eager_loadはbelongs_to関連の場合に使用したほうがいい、 preloadはhas_many関連で使用したほうがいいなど言われていますが まだ詳しく調べられていないこともあり、それに関しては別途学習していきたいと思います。

参考

https://pikawaka.com/rails/n1 https://pikawaka.com/rails/includes https://tech.stmn.co.jp/entry/2020/11/30/145159