8-Query-Optimization-and-Performance-Management-in-Django-ORM.md

فصل ۸: بهینه‌سازی کوئری‌ها و مدیریت کارایی در Django ORM

در این فصل روش‌های مختلف بهینه‌سازی کوئری‌ها، مدیریت عملکرد، و کار با داده‌های سنگین در Django ORM بررسی می‌شود. هدف اصلی این است که از منابع پایگاه داده به بهترین نحو استفاده کنیم و عملکرد برنامه را بهبود دهیم.

---

۸.۱. بهینه‌سازی کوئری‌ها

۸.۱.۱. استفاده از select_related()

برای کاهش تعداد کوئری‌های مربوط به روابط ForeignKey یا OneToOne، از این متد استفاده می‌شود. این متد با انجام یک کوئری واحد، داده‌های مرتبط را بازیابی می‌کند.

مثال:

from myapp.models import Order

# بدون select_related (تعداد زیادی کوئری جداگانه اجرا می‌شود)
orders = Order.objects.all()
for order in orders:
    print(order.customer.name)  # هر بار کوئری جدید به پایگاه داده زده می‌شود

# با select_related (یک کوئری واحد اجرا می‌شود)
orders = Order.objects.select_related('customer').all()
for order in orders:
    print(order.customer.name)  # داده‌ها با یک کوئری بهینه بازیابی می‌شوند

---

۸.۱.۲. استفاده از prefetch_related()

این متد برای بهینه‌سازی روابط ManyToMany یا Reverse ForeignKey استفاده می‌شود. برخلاف select_related که از JOIN استفاده می‌کند، prefetch_related داده‌های مورد نیاز را در چندین کوئری جداگانه پیش‌بارگذاری می‌کند و سپس آن‌ها را به هم مرتبط می‌کند.

مثال:

from myapp.models import Author

# بدون prefetch_related (تعداد زیادی کوئری اضافی)
authors = Author.objects.all()
for author in authors:
    print([book.title for book in author.books.all()])  # یک کوئری جدید برای هر نویسنده اجرا می‌شود

# با prefetch_related (بهینه‌سازی کوئری‌ها)
authors = Author.objects.prefetch_related('books').all()
for author in authors:
    print([book.title for book in author.books.all()])  # داده‌ها از قبل بارگذاری شده‌اند

---

۸.۱.۳. استفاده از only() و defer()

این متدها به شما امکان می‌دهند فیلدهای خاصی را از پایگاه داده انتخاب کنید یا برخی از فیلدها را به تأخیر بیندازید.

• only(): فقط فیلدهای مشخص‌شده را بازیابی می‌کند.
• defer(): تمام فیلدها به‌جز فیلدهای مشخص‌شده بازیابی می‌شوند.

مثال:

from myapp.models import Product

# فقط نام و قیمت را بازیابی کنید
products = Product.objects.only('name', 'price')
for product in products:
    print(product.name, product.price)  # فقط فیلدهای name و price بارگذاری می‌شوند

# همه فیلدها به‌جز description بازیابی می‌شوند
products = Product.objects.defer('description')
for product in products:
    print(product.name, product.price)  # فیلد description هنگام دسترسی بارگذاری می‌شود

---

۸.۱.۴. استفاده از annotate()

برای افزودن فیلدهای محاسباتی به کوئری‌ها، از این متد استفاده می‌شود. این فیلدها بر اساس داده‌های پایگاه داده محاسبه می‌شوند.

مثال:

from django.db.models import Count
from myapp.models import Author

# شمارش تعداد کتاب‌های هر نویسنده
authors = Author.objects.annotate(book_count=Count('books'))
for author in authors:
    print(author.name, author.book_count)  # تعداد کتاب‌های هر نویسنده

---

۸.۱.۵. استفاده از values() و values_list()

این متدها فقط داده‌های خاصی را بازیابی می‌کنند و خروجی به صورت دیکشنری یا لیست خواهد بود.

مثال:

from myapp.models import Product

# استفاده از values()
products = Product.objects.values('name', 'price')
for product in products:
    print(product['name'], product['price'])  # خروجی به صورت دیکشنری

# استفاده از values_list()
products = Product.objects.values_list('name', 'price')
for product in products:
    print(product[0], product[1])  # خروجی به صورت لیست

---

۸.۲. مدیریت داده‌های سنگین

۸.۲.۱. استفاده از iterator()

برای کاهش مصرف حافظه هنگام پردازش داده‌های بزرگ، از این متد برای تکرار تدریجی داده‌ها استفاده می‌شود.

مثال:

from myapp.models import LargeData

# پردازش تدریجی داده‌ها
for data in LargeData.objects.all().iterator():
    print(data.name)  # داده‌ها به صورت تدریجی از پایگاه داده بازیابی می‌شوند

---

۸.۲.۲. استفاده از limit() و offset()

برای بازیابی تعداد محدودی از نتایج یا پرش از تعدادی از رکوردها، از slicing استفاده کنید.

مثال:

from myapp.models import Product

# دریافت ۱۰ رکورد اول
products = Product.objects.all()[:10]
for product in products:
    print(product.name)

# پرش از ۱۰ رکورد اول و دریافت ۱۰ رکورد بعدی
products = Product.objects.all()[10:20]
for product in products:
    print(product.name)

---

۸.۲.۳. بررسی کوئری‌ها با query

برای دیباگ کردن کوئری‌های تولیدشده توسط Django ORM، از این ویژگی استفاده کنید.

مثال:

from myapp.models import Product

# نمایش کوئری تولیدشده
query = Product.objects.filter(price__gt=100).query
print(query)  # نمایش کوئری SQL

---

نکات مهم:

• از select_related و prefetch_related برای کاهش کوئری‌های اضافی استفاده کنید.
• با only و defer داده‌های غیرضروری را از کوئری‌ها حذف کنید.
• برای داده‌های بزرگ از iterator و محدودیت‌های limit و offset استفاده کنید.
• برای بررسی کارایی، از ابزارهایی مثل django-debug-toolbar استفاده کنید.
• در پروژه‌های بزرگ، از ابزارهای پروفایلینگ و مانیتورینگ کوئری‌ها بهره ببرید.

---