数据库访问优化¶
Django 的数据库层提供了各种方法来帮助开发者最大限度地利用数据库。本文档收集了相关文档的链接，并添加了各种提示，按照一些标题组织，概述了在尝试优化数据库使用时的步骤。
首先性能分析¶
作为一般的编程实践，这个不用多说。找出 你在做什么查询以及它们花费的代价。使用 QuerySet.explain() 来了解你的数据库是如何执行特定的 QuerySet 的。你可能还想使用一个外部项目，比如 django-debug-toolbar ，或者一个直接监控数据库的工具。
请记住，你可能会根据你的需求，对速度或内存或两者进行优化。有时为其中之一进行优化会损害另一个，但有时它们会相互帮助。另外，由数据库进程完成的工作可能与在 Python 进程中完成的相同数量的工作的成本并不相同（对你来说）。这取决于你的优先级是什么，平衡点在哪里，并根据需要对所有这些进行性能分析，因为这将取决于你的应用程序和服务器。
对于下面的所有内容，请记住在每次修改后都要进行性能分析，以确保修改有好处，而且是一个足够大的好处，因为你的代码的可读性降低了。以下所有 的建议都有一个警告，那就是在你自身情况下，一般的原则可能不适用，甚至可能会被反过来。
使用标准数据库优化技巧¶
……包括：
- Indexes 。这是第一优先级，在你从性能分析中确定应该添加哪些索引 之后。这是第一优先级的。使用
Meta.indexes或Field.db_index从 Django 添加这些索引。可以考虑使用filter()、exclude()、order_by()等方式为你经常查询的字段添加索引，因为索引可能有助于加快查询速度。请注意，确定最好的索引是一个复杂的数据库依赖性话题，将取决于你的特定应用。维护索引的开销可能会超过查询速度的任何收益。
- 合理使用字段类型。
我们将假设你已经做了上面列出的事情。本文档的其余部分主要介绍如何使用 Django，使你不做不必要的工作。本文档也不涉及其他适用于所有昂贵操作的优化技术，比如 通用缓存。
理解 QuerySet¶
理解 QuerySets 是用简单代码获得高效率的关键。特别是在：
理解缓存属性¶
除了缓存整个 QuerySet 之外，还缓存了 ORM 对象上的属性结果。一般来说，不是可调用对象的属性会被缓存。例如，假设 示例 Weblog 模型 ：
>>> entry = Entry.objects.get(id=1)
>>> entry.blog # Blog object is retrieved at this point
>>> entry.blog # cached version, no DB access
但一般来说，可调用对象属性每次都会触发数据库查询：
>>> entry = Entry.objects.get(id=1)
>>> entry.authors.all() # query performed
>>> entry.authors.all() # query performed again
阅读模板代码时要注意——模板系统不允许使用括号，但会自动调用可调用对象代码，隐藏了上述区别。
小心使用你自己的自定义属性——在需要的时候由你自己来实现缓存，例如使用 cached_property 装饰器。
使用 iterator()¶
当你有很多对象时，QuerySet 的缓存行为可能会导致大量的内存被使用。在这种情况下，iterator() 可能会有帮助。
使用 explain()¶
QuerySet.explain() 为你提供有关数据库如何执行查询的详细信息，包括使用的索引和连接（jion）。这些细节可能会帮助你找到可以更有效地重写的查询，或确定可以添加的索引以提高性能。
在数据库中执行数据库操作，而不是在 Python 代码中¶
例子：
- 在最基本的层面上，使用 filter 和 exclude 在数据库中进行过滤。
- 使用
F 表达式根据同一模型中的其他字段进行过滤。 - 利用 注解在数据库中执行聚合。
若其不足以生成你需要的 SQL：
使用原生 SQL¶
编写你自己的 自定义 SQL 来检索数据或填充模型。使用 django.db.connection.query 找出 Django 为你写的东西，然后从那里开始。
使用唯一索引列来检索单个对象。¶
当使用 unique() 或 db_index 的列来检索单个对象时，有两个原因。首先，由于底层数据库索引的存在，查询的速度会更快。另外，如果多个对象与查找对象相匹配，查询的运行速度可能会慢很多；在列上有一个唯一约束保证这种情况永远不会发生。
因此使用 示例 Weblog 模型 ：
>>> entry = Entry.objects.get(id=10)
会比以下更快：
>>> entry = Entry.objects.get(headline="News Item Title")
因为 id 通过数据库索引，并且保证是唯一的。
执行以下操作可能非常慢：
>>> entry = Entry.objects.get(headline__startswith="News")
首先，headline 没有被索引，这将使得底层数据库获取变慢。
其次，查找不保证只返回一个对象。如果查询匹配多于一个对象，它将从数据库中检索并传递所有对象。如果数据库位于单独的服务器上，那这个损失将更复杂，网络开销和延迟也是一个因素。
如果你明确需要它，那么立即检索所有内容。¶
对于你需要的所有部分的单个数据集的不同部分，多次访问数据库比单次查询所有内容的效率低。如果有一个查找，它在循环中执行，这点就尤其重要，当只需要一个查询时，最终会执行许多数据库查询。因此：
不要检索你不需要的东西¶
使用 QuerySet.values() 和 values_list()¶
当你只想得到字典或列表的值，并且不需要 ORM 模型对象时，可以适当使用 values() 。这些对于替换模板代码中的模型对象非常有用——只要你提供的字典具有与模板中使用时相同的属性就行。
使用 QuerySet.defer() 和 only()¶
如果你明确不需要这个数据库列（或在大部分情况里不需要），使用 defer() 和 only() 来避免加载它们。注意如果你使用它们，ORM 将必须在单独的查询中获取它们，如果你不恰当的使用，会让事情变得糟糕。
不要在没有分析的情况下过分使用延迟字段，因为数据库必须从磁盘中读取结果中单行的大部分非文本、非VARCHAR数据，即使它最终只使用的几列。当你不想加载许多文本数据或需要大量处理来转换回 Python的字段， defer() 和 only() 方法最有用。总之，先分析，再优化。
使用 QuerySet.count()¶
……如果你只想计数，不要使用 len(queryset)。
请不要过度使用 count() 和 exists()¶
如果你需要查询集中的其他数据，请立即对其进行评估。
比如，假设 Email 模型有 body 属性和与 User 的多对多关系 ，下面的模板代码是最佳的：
{% if display_inbox %}
{% with emails=user.emails.all %}
{% if emails %}
<p>You have {{ emails|length }} email(s)</p>
{% for email in emails %}
<p>{{ email.body }}</p>
{% endfor %}
{% else %}
<p>No messages today.</p>
{% endif %}
{% endwith %}
{% endif %}
这是最佳的，因为：
- 因为查询集是懒加载，如果 'display_inbox' 是 False，就不会有数据库查询。
- 使用
with意味着我们在一个变量中存储user.emails.all以供日后使用，允许重用缓存。 {% if emails %}会调用QuerySet.__bool__()，这会使得在数据库上执行user.emails.all()。如果没有结果，将返回 False，否则返回 True。{{ emails|length }}会调用QuerySet.__len__()，填写剩余的缓存而不执行其他查询。for循环遍历已有的缓存。
总之，这个代码会执行一条或零条数据库查询。唯一经过深思熟虑的优化是 with 标签。在任何时候使用 QuerySet.exists() 或 QuerySet.count() 会导致额外的查询。
使用 QuerySet.update() 和 delete()¶
如果要设置一些值并单独保存它们，而不是检索对象，那么可以通过 QuerySet.update() 使用批量 SQL UPDATE 语句。类似地，尽可能使用批量删除（ bulk deletes ）。
注意，尽管这些批量更新方法不会调用单独实例的 save() 或 delete() 方法，这意味着你为这些方法添加的任何自定义行为都不会执行，包括来自正常数据库对象信号（ signals ）的任何内容。
如无需要，不要排序结果¶
排序是耗时的；对每个字段的排序是数据库必须执行的操作。如果模型有一个默认排序（ Meta.ordering ）并且不需要它，那么可以通过调用没有参数的 order_by() 在查询集上删除它。
添加索引到你的数据库上可以帮助改进排序性能。
使用批量方法¶
使用批量方法来减少 SQL 语句数量。
批量创建¶
当创建对象时，尽可能使用 bulk_create() 方法来减少 SQL 查询数量。比如：
Entry.objects.bulk_create([
Entry(headline='This is a test'),
Entry(headline='This is only a test'),
])
要优于：
Entry.objects.create(headline='This is a test')
Entry.objects.create(headline='This is only a test')
注意这个方法有一些注意事项（ caveats to this method ），因此要确保它适用于你的情况。
批量更新¶
当更新对象时，尽可能使用 bulk_update() 方法来减少 SQL 查询数。给定对象的列表或查询集：
entries = Entry.objects.bulk_create([
Entry(headline='This is a test'),
Entry(headline='This is only a test'),
])
下面示例：
entries[0].headline = 'This is not a test'
entries[1].headline = 'This is no longer a test'
Entry.objects.bulk_update(entries, ['headline'])
要优于：
entries[0].headline = 'This is not a test'
entries[0].save()
entries[1].headline = 'This is no longer a test'
entries[1].save()
注意此方法有一些 注意事项 ，因此确保它适合你的案例。
批量插入¶
当插入对象到 ManyToManyFields 时，使用带有多个对象的 add() 来减少 SQL 查询的数量。举例：
my_band.members.add(me, my_friend)
要优于：
my_band.members.add(me)
my_band.members.add(my_friend)
其中 Bands 和 Artists 有多对多关系。
当不同的对象对插入到 ManyToManyField 或者自定义的 through 表被定义时，可以使用 bulk_create() 方法来减少 SQL 查询的数量。比如：
PizzaToppingRelationship = Pizza.toppings.through
PizzaToppingRelationship.objects.bulk_create([
PizzaToppingRelationship(pizza=my_pizza, topping=pepperoni),
PizzaToppingRelationship(pizza=your_pizza, topping=pepperoni),
PizzaToppingRelationship(pizza=your_pizza, topping=mushroom),
], ignore_conflicts=True)
要优于：
my_pizza.toppings.add(pepperoni)
your_pizza.toppings.add(pepperoni, mushroom)
...其中 Pizza 和 Topping 是多对多关系。注意这里有一些注意事项（ caveats to this method ），因此要确保它适用于你的案例。
批量删除¶
当从 ManyToManyFields 删除对象时，可以使用带有多个对象的 remove() 来减少 SQL 查询的数量。比如：
my_band.members.remove(me, my_friend)
要优于：
my_band.members.remove(me)
my_band.members.remove(my_friend)
其中 Bands 和 Artists 有多对多关系。
当从 ManyToManyFields 里删除不同的对象对时，可以在带有多种 through 模型实例的 Q 表达式上使用 delete() 来减少 SQL 查询的数量。比如：
from django.db.models import Q
PizzaToppingRelationship = Pizza.toppings.through
PizzaToppingRelationship.objects.filter(
Q(pizza=my_pizza, topping=pepperoni) |
Q(pizza=your_pizza, topping=pepperoni) |
Q(pizza=your_pizza, topping=mushroom)
).delete()
要优于：
my_pizza.toppings.remove(pepperoni)
your_pizza.toppings.remove(pepperoni, mushroom)
其中 Pizza 和 Topping 有多对多关系。
