Django系列 6:QuerySet的缓存机制

1:QuerySet 何时会被缓存

注意:如何判断是否使用缓存?执行orm操作时会产生SQL语句 !!!

当Django ORM 进行如下操作时,queryset会被缓存到 _result_cache 中

queryset = CircleUsersModel.objects.all()

(1)执行切片: obj_list = queryset[1:10]  (不会使用缓存)

(2)迭代:

        # QuerySet.__iter__

        for user in queryset:

            print(user.username)

(3)len 求值:count = len(queryset)   # QuerySet.__iter__

(4)if 布尔值判断:if queryset : pass   #  QuerySet.__bool__    #  exists()不会缓存结果

(5) 序列化, 即 pickling   #  QuerySet.__getstate__

(6)repr() (不会使用缓存, 正常运行时没有缓存, debug时有缓存)

(7)list: obj_list = list(queryset)    #  QuerySet.__iter__

(8)in 查询             #  QuerySet.__iter__

2:QuerySet 的惰性查询

查询集 是惰性执行的 :创建查询集不会带来任何数据库的访问。你可以将过滤器保持一整天,直到查询集需要求值时,Django 才会真正运行这个查询。

queryset = CircleUsersModel.objects.all()

for user_obj in queryset:

    print(user_obj.id, user_obj.email,......)

一般来说,只有在“请求”查询集的结果时才会到数据库中去获取它们。当你确实需要结果时,查询集通过访问数据库来求值

3:缓存机制

每个查询集都包含一个缓存来最小化对数据库的访问。理解它是如何工作的将让你编写最高效的代码。

在一个新创建的查询集中,缓存为空。首次对查询集进行求值 —— 同时发生数据库查询 ——Django 将保存查询的结果到查询集的缓存中并返回明确请求的结果(例如,如果正在迭代查询集,则返回下一个结果)。接下来对该查询集的求值将重用缓存的结果。

请牢记这个缓存行为,因为对查询集使用不当的话,它会坑你的。例如,下面的语句创建两个查询集,对它们求值,然后扔掉它们:

print([a.title for a in models.Article.objects.all()])

print([a.create_time for a in models.Article.objects.all()])

这意味着相同的数据库查询将执行两次,显然倍增了你的数据库负载。同时,还有可能两个结果列表并不包含相同的数据库记录,因为在两次请求期间有可能有Article被添加进来或删除掉。为了避免这个问题,只需保存查询集并重新使用它:

queryResult=models.Article.objects.all()

print([a.title for a in queryResult])

print([a.create_time for a in queryResult])

4:何时查询集不会被缓存?

查询集不会永远缓存它们的结果。当只对查询集的部分进行求值时会检查缓存, 如果这个部分不在缓存中,那么接下来查询返回的记录都将不会被缓存。所以,这意味着使用切片或索引来限制查询集将不会填充缓存。

例如,重复获取查询集对象中一个特定的索引将每次都查询数据库:

 queryset = Entry.objects.all()

print queryset[5] # Queries the database

print queryset[5] # Queries the database again

然而,如果已经对全部查询集求值过,则将检查缓存:

 queryset = Entry.objects.all()

[entry for entry in queryset] # Queries the database

print queryset[5] # Uses cache

print queryset[5] # Uses cache

下面是一些其它例子,它们会使得全部的查询集被求值并填充到缓存中:

 [entry for entry in queryset]

bool(queryset)

entry in queryset

list(queryset)

注:简单地打印查询集不会填充缓存。

queryResult=models.Article.objects.all()

print(queryResult) #  hits database

print(queryResult) #  hits database

5:exists()与iterator()方法

exists:简单的使用if语句进行判断也会完全执行整个queryset并且把数据放入cache,虽然你并不需要这些 数据!为了避免这个,可以用exists()方法来检查是否有数据:

if queryResult.exists():

    #SELECT (1) AS "a" FROM "blog_article" LIMIT 1; args=()

        print("exists...")

iterator: 当queryset非常巨大时,cache会成为问题。处理成千上万的记录时,将它们一次装入内存是很浪费的。更糟糕的是,巨大的queryset可能会锁住系统 进程,让你的程序濒临崩溃。要避免在遍历数据的同时产生queryset cache,可以使用iterator()方法 来获取数据,处理完数据就将其丢弃。

objs = Book.objects.all().iterator()

# iterator()可以一次只从数据库获取少量数据,这样可以节省内存

for obj in objs:

    print(obj.title)

#BUT,再次遍历没有打印,因为迭代器已经在上一次遍历(next)到最后一次了,没得遍历了

for obj in objs:

    print(obj.title)

当然,使用iterator()方法来防止生成cache,意味着遍历同一个queryset时会重复执行查询。所以使 #用iterator()的时候要当心,确保你的代码在操作一个大的queryset时没有重复执行查询。

总结: queryset的cache是用于减少程序对数据库的查询,在通常的使用下会保证只有在需要的时候才会查询数据库。 使用exists()和iterator()方法可以优化程序对内存的使用。不过,由于它们并不会生成queryset cache,可能 会造成额外的数据库查询。

6: QuerySet 产生缓存背后的真像

    所有产生缓存的地方都会使用 django.db.models.query.QuerySet 类中的 _fetch_all() 方法,有这些魔法函数会产生缓存:

(1):__deepcopy__        # 深拷贝

(2):__getstate__           # 序列化

(3): __len__                  # len(queryset)

(4):__iter__                  # list(queryset), queryset[0] in queryset

(5):__bool__                # if queryset: pass

(6):__getitem__           # 不缓存

(7):__repr__                # 不缓存

对于非 QuerySet.values(......)、QuerySet.values_list(......) 的缓存过程,基本上都是使用 django.db.models.query.ModelIterable 的 __iter__ 方法实现的数据的缓存,

(1):values(......)                 =>    ValuesIterable. __iter__ 

(2): values_list(......)         =>    ValuesListIterable . __iter__ 

                                                        NamedValuesListIterable. __iter__ 

(3):其他: ModelIterable . __iter__

这些迭代器中的__iter__魔法方法的基本作用是:解析与编译SQL语句、执行SQL获取结果、获取模型字段、将SQL执行的结果转化为模型对象

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