Django ORM道場：クエリの基本を押さえ，より良い形を身に付けよう
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Django ORMはSQLの知識がなくてもある程度のデータベース操作ができる便利な技術ですが、その知識だけでDB操作をしていると、気がつかないうちにとても効率の悪い実装をしてしまいます。Web開発からプログラミングを始めた人はWebフレームワークを使ってしばらくしてからDBに関心を持つようになる、何ならDBのことはあまり考えたくない、という方も多いのではないでしょうか。このDjango ORM道場では、そんな「Django ORMあるある」を正し、本来やりたかったはずの処理を効率良く行うことができるよう、基本の形を紹介します。 デモコード https://github.com/shimizukawa/pycon-apac-2023-django-orm-dojo トーク情報 https://2023-apac.pycon.jp/timetable?id=GJJGPS
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- 2. ● Philippines / Manila 在住 ● Pythonプログラマー （2004~ 19年目 ● Pythonコミュニティー運営 ○ Python mini Hack-a-thon; 2009年～ ○ Sphinx users JP; 2010年～ ○ PyCon JP Association; accounting director ● (株) BePROUD; IT Architect ● Books 翻訳/執筆 (13冊) about.me/shimizukawa 2
- 3. (CM)『Sphinxをはじめよう 第3版』 3 PythonドキュメンテーションといえばSphinx。 本書はSphinxで執筆し、re:VIew ビルダーで出力し、 組版までワンソースで出版まで行いました。 サイン会もやらせて ていただきました m(_ _)m 本日20F O'reillyさんでお安く購入できます！
- 4. アジェンダ ● このDjango ORM、どんなSQLを実行しているの？ ● 一の形：実行しているSQLをいつも確認する ● 二の形：意図しないタイミングでのSQL発行を避ける ● 三の形：理想のSQLからORMを組む ● 質疑応答 4 デモコード https://github.com/shimizukawa/pycon-apac-2023-django-orm-dojo
- 10. い. SELECT * FROM staff ORDER BY last_login Q1. どんなSQLを実行してる？ 10
- 11. い. SELECT * FROM staff ORDER BY last_login ろ. SELECT pk, name FROM staff ORDER BY last_login Q1. どんなSQLを実行してる？ 11
- 12. Q1. どんなSQLを実行してる？ 12 い. SELECT * FROM staff ORDER BY last_login ろ. SELECT pk, name FROM staff ORDER BY last_login は. 分からん
- 13. Q1. どんなSQLを実行してる？ 13 い. SELECT * FROM staff ORDER BY last_login ろ. SELECT pk, name FROM staff ORDER BY last_login は. 分からん
- 17. Django ORM道場へようこそ ● Django ORMは便利なやつですが、... ○ 時々、とても効率の悪いSQLを実行しているかも ○ 先ほどの例は、N+1と呼ばれるヤツです ● 経験や勘に頼らず、 処理を効率良く行うことができるよう、 道場で、基本の形から見なおしていきましょう。 17
- 18. 3つの基本形 ● 1つ、実行しているSQLをいつも確認しよう ● 1つ、意図しないタイミングでのSQL発行を避けよう ● 1つ、理想のSQLからORMを組もう 18
- 19. (CM) BeProud メンバー募集中！ 19 Pythonプログラマー、他、ソフトウェア開発やっていくぞ！という メンバーを通年募集中です！ 今すぐBeProud ブースへ！！ 自社サービス 書籍執筆 受託開発
- 22. 実行しているSQLをいつも確認 22 1. 画面アクセスでSQLが表示される 2. migrationでもSQLが表示される 3. N+1の原因コードを修正 DEMO デモコード https://github.com/shimizukawa/pycon-apac-2023-django-orm-dojo
- 23. 実行しているSQLをいつも確認 23 1. 画面アクセスでSQLが表示されました 2. migrationでもSQLが表示されました 3. N+1の原因コード修正が確認できました
- 24. 補足: only も使い方次第 ● DBとの通信を減らすには only が有効 ○ 巨大なデータを持つカラムが参照不要と分かっている場合 ○ 数万件を取得して、特定カラムだけ参照する場合 ● QuerySetの使い方次第では逆効果に... ○ onlyに指定したカラムだけにアクセスする限り、問題なし ○ 指定外のカラムにアクセスすると、都度SQL発行が発動 24
- 25. ログは現状を映す鏡 ● ログを見よう ○ スポーツ選手が鏡や動画で動きをチェックするように ○ ログ出力は、プログラミングにおける鏡 ● SQLを常に観察する習慣を身に付けよう ○ QuerySetに手を加えるとき ○ QuerySetを使った処理を変更するとき ○ レビューに出すとき、SQL出力を添えると👍 ○ レビューを受け取ったとき、SQLも確認すると👍 25
- 26. ログ以外でSQL確認 26 1. django-debug-toolbar ○ 👍Web画面にデバッグツールバーが 追加され、そこでSQL情報を確認 ○ 👎Web画面がないと使えない ■ 最近はDjangoで画面を表示せずAPIサーバーのみの場合も増えており... 2. django-silk ○ 👍SQL実行を専用画面で俯瞰して確認 ○ 👎DB保存するので本番利用は避けて！
- 27. [CM] 『自走プログラマー』 『自走プログラマー』は120のベストプラクティス をPythonの先輩から学び、プログラミング中級者を 目指すための書籍です。 Django ORMの話題を含む、コードレビューや技術指導など で伝えたい事例を多数紹介しています。 Web抜粋版の引用やリンクはご自由にどうぞ！ 今すぐ 自走プログラマー で検索！ 27
- 30. Q2. 意図しないSQL発行を防止するには？ 30 qs = SomeModel.objects.filter(...) の後どうする？
- 31. Q2. 意図しないSQL発行を防止するには？ 31 qs = SomeModel.objects.filter(...) の後どうする？ QuerySetをテンプレートに渡したらN+1 が発生したのが問題でした
- 32. Q2. 意図しないSQL発行を防止するには？ 32 qs = SomeModel.objects.filter(...) の後どうする？ QuerySetをテンプレートに渡したらN+1 が発生したのが問題でした それなら、QuerySetをテンプレートに渡 さなければ問題にならないのでは？
- 33. Q2. 意図しないSQL発行を防止するには？ 33 qs = SomeModel.objects.filter(...) の後どうする？ い. list(qs)でSQL発行を確定し、データクラスに詰め替え それなら、QuerySetをテンプレートに渡 さなければ問題にならないのでは？
- 34. Q2. 意図しないSQL発行を防止するには？ 34 qs = SomeModel.objects.filter(...) の後どうする？ い. list(qs)でSQL発行を確定し、データクラスに詰め替え ろ. list(qs.values(...))でSQL発行を確定し、辞書化 それなら、QuerySetをテンプレートに渡 さなければ問題にならないのでは？
- 35. Q2. 意図しないSQL発行を防止するには？ 35 qs = SomeModel.objects.filter(...) の後どうする？ い. list(qs)でSQL発行を確定し、データクラスに詰め替え ろ. list(qs.values(...))でSQL発行を確定し、辞書化 は. qsをやめてpandas.read_sql()してDataFrame上で処理 それなら、QuerySetをテンプレートに渡 さなければ問題にならないのでは？
- 36. Q2. 意図しないSQL発行を防止するには？ 36 qs = SomeModel.objects.filter(...) の後どうする？ い. list(qs)でSQL発行を確定し、データクラスに詰め替え ろ. list(qs.values(...))でSQL発行を確定し、辞書化 は. qsをやめてpandas.read_sql()してDataFrame上で処理 に. 場合による
- 37. Q2. 意図しないSQL発行を防止するには？ 37 qs = SomeModel.objects.filter(...) の後どうする？ い. list(qs)でSQL発行を確定し、データクラスに詰め替え ろ. list(qs.values(...))でSQL発行を確定し、辞書化 は. qsをやめてpandas.read_sql()してDataFrame上で処理 に. 場合による
- 38. Q2. 意図しないSQL発行を防止するには？ 38 に. 場合による。QuerySetの便利さを捨てる場合、デメリットも。 ● い. list(qs)でSQL発行を確定し、データクラスに詰め替え ○ 👍クラス定義によってデータの目的が明確になり、扱いやすい ○ 👎詰め替えの実装はけっこう手間がかかる ■ 期待通り詰め替えられているかのUTも書かないといけないよね？ ● ろ. list(qs.values(...))でSQL発行を確定し、辞書化 ○ 👍取り出した時点で辞書になっているので、データ詰め替えが不要 ○ 👎QuerySetを活用するDRF Serializer等とは相性が悪い ● は. qsをやめてpandas.read_sql()してDataFrame上で処理 ○ 👍SQL発行が確定するのは間違いなさそう ○ 👎Pandasを持ち出す必要があったのかはよく考えよう
- 39. ［事例］データクラスに詰め替え あるプロジェクトでは、 ● データクラスに詰め替える実装に変更 ○ データ取得、加工、詰め替え、利用でレイヤー増加 ■ 実装コード、テストコードの増加（開発時間の増加） ■ コードの見通しが悪化（レイヤーが増えただけ） ■ 付け焼刃の対策が増加（レイヤー間の変数引き回し） ■ データクラスが目的のないバケツ化（dictと変わらない） ● この状態で、ORMクエリの変更をレビューしました(´･ω･`) 39
- 41. 複雑な問題は複雑なまま解かない ● 課題: コードが複雑で変更が適切か分からない ○ 対策: コードをシンプルにしてから考える ● 課題: 複数レイヤーに分散して見通しが悪い ○ 対策: 考えるために、一旦コードを1ファイルへ集約 ● 課題: データ詰め替えが手間 ○ 対策: 省略できる処理をばっさり削除（開発ルールやフレームワークの都合は一旦無視） ● 課題: データクラスがバケツ化 ○ 対策: データクラス廃止を検討 ● 課題: 付け焼き刃の対策コードが多い ○ 対策: シンプルなコードで対策を考える 41
- 44. 1ファイルに集約して試行錯誤 44 DEMO 1.try1.py にコードを集約 2.python try1.py 3. ログを確認しながら試行錯誤 デモコード https://github.com/shimizukawa/pycon-apac-2023-django-orm-dojo
- 46. 試行錯誤のループ ● while 欲しいORMクエリが書けたか: ○ コード上に分散したORMクエリを修正 ○ QuerySetの利用箇所を修正 ○ その処理を呼び出すWeb画面を操作 ○ DjDTやSlikを確認するため、画面を操作 コードが分散しているし、画面操作が多くて面倒.... 1ファイルに集約して、コマンド実行でサクサク確認しよう 46 datamodels.py views.py serializers.py index.html
- 47. 試行錯誤の高速化 ● while 欲しいORMクエリが書けたか: ○ 1つの .py ファイルを修正 ○ .py ファイルを実行して、ログを確認 1ファイルに集約するメリット ● コードが1箇所で把握しやすい ● 画面操作が不要 ● 適切なモジュールへの配置や整形に気にせず書ける 47 try1.py try1.py
- 48. 意図しないSQL発行を防止するには 48 1. コードの全体像を把握して、 2. ORMクエリの準備、データ加工、利用の処理から、 3. 必要十分なSQLが発行されるように全体を調整し、 4. 最も効率の良いコードにまとめる この作業を、シンプルなコードで高速に回しましょう models.py datamodels.py serializers.py views.py index.html try1.py models.py serializers.py views.py index.html
- 52. Welcome to Sprint after-party of Register now!! → Let’s have fun at the end of 2023-10-29T18:30:00+09:00 Venue: Shibuya Fee: >6,000 JPY (discount for students) (CM) 10/29(Sun) 18:30~ 非公式Party
Editor's Notes
- I have been using Python since 2004 My main activities are as follows: Organizing Python communities in Japan: "Python mini Hack-a-thon", "Sphinx users JP" and "PyCon JP Association" non-profit organization. Working as an IT architect at BePROUD Inc in Japan. I also translate and write Python related books. For more information, please visit https://about.me/shimizukawa
- ある日レビュー依頼がきました。 差分は問題なさそうですが、ふと、差分とは関係ない別のことが気になりました。
- 差分のひとつにクエリのorder_by条件の変更があり、それ自体は問題無さそうです。 ここで私が気になったのは、このクエリがどういうSQLを実行しているか、です。 このクエリ、どんなSQLを実行していると思いますか？
- ちなみに、モデル定義はこんな感じ
- ちなみに、テンプレートはこんな感じです。
- 注目したのは、onlyの部分です。
- DB保存すると、トランザクションが競合してロールバックしちゃったり、DB容量を圧迫したり、パフォーマンスに影響を与えたりします。
- 弊社ビープラウドブースにて、見本を読めますので、ブースにもお立ち寄りください～
- 先ほどの例ではORMクエリをテンプレートに渡したことで、N+1が発生したので、代わりにデータクラスに詰め替える実装にしました。しかし今度はソースコードが複雑になって開発しづらくなってしまいました。 ビューの処理内にSQL発行を閉じ込めることで意図しないタイミングでのSQL発行を避ける方針は良いですが、実装の手間が増えてしまうのも考え物です。
- Djangoテンプレートのforループ処理やフィルター処理などに利用箇所が分散していることがあります。 また、クラスベースビューではベースとなるquerysetの用意とそこにクエリ条件を追加する処理が分かれていたり、Django REST Frameworkではさらにシリアライザの都合に合わせてselect_relatedやprefetch_relatedの用意が必要になったりします。
- Expert Python Programming, Fourth Edition's Target Audience are: Python developers who want to master Python in depth Python developers who use Python in their work Overview: This book covers the tools, techniques, and best practices that advanced Python programmers use in their work. Readers will learn advanced Python concepts and skills to create more efficient and high-quality Python code.
- Translation and writing works Since the first book in 2010, I have continued to translate and write as a side job while working on Python web applications. This year, my 13th book was published. Today I would like to share with you four books that mark milestones in my experience as a author and a translator. They are entitled, "Python books as milestones"