مشكلة N+1

في تطوير الواجهة الخلفية، أحد الأخطاء الأكثر شيوعًا التي تدمر أداء واجهة برمجة التطبيقات (API) بشكل كارثي هي مشكلة "N + 1 Queries" سيئة السمعة.

عادةً ما يتسلل إلى مكان غير معروف للمطور الذي يستخدم تجريدات المكتبة مثل "ORMs" (مخططو الكائنات العلائقية: على سبيل المثال Prisma أو Sequelize) للتحدث إلى قاعدة البيانات من Node.js.

تشريح الكارثة

تخيل أن أحد التطبيقات يريد عرض قائمة الصفحة الرئيسية للتجارة الإلكترونية بالكامل: جميع المنتجات بالإضافة إلى سلسلة اسم الفئة التي ينتمي إليها كل منتج. من ناحية Node.js، يمكن للمبرمج عديم الخبرة أن يكتب الحلقة التكرارية:

1. products = await db.query("SELECT * FROM products"); (عملية واحدة كبيرة وضخمة 1)
2. يكرر المطور (for..of) فوق كل product في المصفوفة المكونة من 100 عنصر تم العثور عليها
3. في كل خطوة، في Node.js، ينتظرون استعلامًا فرعيًا متكررًا categoryName = await db.query("SELECT name FROM categories WHERE id = " + product.category_id); ويقومون بتضمينه في النتيجة (N تكرارات ثانوية للاستعلامات البطيئة والصغيرة!)

إجمالي الطلبات المقدمة إلى برنامج Postgres: 1 + 100 تكرار محلي = 101 رحلات ذهابًا وإيابًا للشبكة الصغيرة بين Node.js وقاعدة البيانات. 101 رحلة ذهابًا وإيابًا تسبب حملًا رهيبًا للشبكة ووقت استجابة قبيحًا. على النطاق الحقيقي، قد لا يكون N 100 بل 10000 صف من إجمالي الفواتير لاستكشافها! لن تعود واجهة برمجة التطبيقات (API) قبل انتهاء مهلة 5xx.

الإجابة الأصلية الحقيقية: الانضمام أو التجميع في استعلام واحد

باستخدام تجريدات DBMS المكتوبة يدويًا ببراعة، بدلاً من أوامر ORM التافهة في Node، يتم دمج عمليات التنفيذ معًا بالمللي ثانية في استعلام واحد لا يهزم والذي يحل فوضى "N+1":

SELECT
  p.id,
  p.name,
  c.name AS category_name
FROM products p
JOIN categories c ON p.category_id = c.id;

إجمالي الرحلات ذهابًا وإيابًا لواجهة برمجة التطبيقات/قاعدة البيانات: استعلام واحد فريد، مدمج، ومُحسَّن رياضيًا بواسطة فهارس Postgres الخاصة، ويتم التعامل معه بالكامل مع 0 مللي ثانية من زمن الوصول الإضافي للشبكة.

بديل تجميع JSON

تتيح لك إصدارات Postgres الحديثة أيضًا إعادة الارتباط المعقد بأكمله المتداخل كـ JSON مع json_agg، مما يسمح لجافا سكريبت الخاص بك باستقبال المصفوفة products بما في ذلك مصفوفتها الفرعية من المراجعات المنسقة دون أي لصق نصي محلي! (في المسارات والتحديات المتقدمة، ستدرس جملة JSONb الخاصة بـ Postgres.)

دورك

استكشاف كفاءة المجموعة