Антипаттерн: N+1 запросов и как его избежать

[GuDron]

Антипаттерн: N+1 запросов и как его избежать

Что такое N+1?
При выборке связанных данных ORM (или вручную) сначала делается 1 запрос за основными записями, а потом N дополнительных - по одной для каждой записи, чтобы получить связанные объекты. Например, получить 10 пользователей и для каждого — список их заказов ⇒ 1 запрос к users + 10 запросов к orders.

# SQLAlchemy-пример “N+1”:
users = session.query(User).all()              # 1 запрос
for u in users:
    print(u.orders)                            # для каждого пользователя — отдельный запрос

Почему плохо?
1. Высокая нагрузка на базу: запросы “в тоненькую” вместо одного “тяжелого”.
2. Задержки сети: множество раунд-трипов увеличивает время ответа.
3. Масштабируемость страдает: при росте N время растёт линейно.

Как победить N+1
1. Eager loading (предварительная загрузка)
Загрузка связей сразу вместе с основными объектами.

# SQLAlchemy, joinedload - делает JOIN и подтягивает данные сразу
from sqlalchemy.orm import joinedload

users = session.query(User).options(joinedload(User.orders)).all()
for u in users:
  print(u.orders)  # не генерирует дополнительных запросов

Сокращает число запросов до 1.

2. Batch loading (групповые запросы)
Если JOIN приводит к дублированию полей, можно сделать два запроса:

-- 1: получить user_id
SELECT id FROM users WHERE active = true;
-- 2: получить все заказы для этих пользователей
SELECT * FROM orders WHERE user_id IN (...список id...);

Баланс между сложностью и производительностью.

3. DataLoader / кеширование
В GraphQL и приложениях на Node.js часто используют DataLoader:

1. Собирает все ключи за тиковый цикл
2. Делает один общий запрос
3. Раздаёт результаты обратно

4. Правильное проектирование API
• Предусматривайте, какие связи нужны на фронтенде, и загружайте их сразу.
• Разделяйте endpoints: если нужны только пользователи без заказов - делайте лёгкий запрос.

Best practices & подводные камни
1. EXPLAIN ANALYZE для проверки плана: убедитесь, что JOIN-ы и IN (…) не приводят к полному сканированию таблиц.
2. Пагинация: всегда ограничивайте выборку через LIMIT/OFFSET или курсоры.
3. Будьте осторожны с joinedload на “много ко многим” - может раздувать размер результата.