LaravelでLazy LoadingとEager Loadingの処理速度を比較してみた。

はじめに

LazyLoadingとEager Loadingってどれぐらい速度が変わるんだ？と思ったので比較してみます。

環境

M1 Mac

ProductName:	macOS
ProductVersion:	11.6
BuildVersion:	20G165

Docker for Mac

Docker version 20.10.12, build e91ed57

PHP, Laravel

$ php --version
PHP 8.0.23 (cli) (built: Sep 13 2022 11:09:24) ( NTS )
Copyright (c) The PHP Group
Zend Engine v4.0.23, Copyright (c) Zend Technologies

$ php artisan --version
Laravel Framework 9.31.0

テーブル

長くなっちゃうのでだいぶ端折ります。
migration, factory, seeder, modelをそれぞれそれっぽいところを書きます。

Migrations

// authorsテーブルのマイグレーション定義
public function up()
{
    Schema::create('authors', function (Blueprint $table) {
        $table->id();
        $table->string('name');
    });
}

// booksテーブルのマイグレーション定義
public function up()
{
    Schema::create('books', function (Blueprint $table) {
        $table->id();
        $table->integer('author_id', false, true)->references('id')
            ->on('authors')->onUpdate('CASCADE')->onDelete('CASCADE');
        $table->string('name');
    });
}

Fakers

// AuthorFactory
public function definition()
{
    return [
        'name' => $this->faker->name()
    ];
}

// BookFactory
public function definition()
{
    return [
        'author_id' => Author::factory(),
        'name' => $this->faker->sentence,
    ];
}

Seeders

// BookSeeder
public function run()
{
    \App\Models\Book::factory(10000)->create();
}

// DatabaseSeeder
public function run()
{
    $this->call([
        BookSeeder::class,
    ]);
}

Model

// BookModel リレーション
public function author(): HasOne
{
    return $this->hasOne(Author::class, 'id', 'author_id');
}

ターミナルでたーん！

$ php artisan migrate --seed

  INFO  Running migrations.

2022_09_28_054159_create_books_table ............................. 30ms DONE
2022_09_28_054234_create_author_table ............................ 27ms DONE

  INFO  Seeding database.

Database\Seeders\BookSeeder ........................................ RUNNING
Database\Seeders\BookSeeder ............................... 9,115.43 ms DONE

処理時間の計測

やっと準備完了しました。さっそく遊んで行きます。

Lazy Loading

api.php

// Lazy Loading
$time_start = microtime(true);
$books = Book::get();
foreach ($books as $book) {
    $book->author;
}
$time_end = microtime(true);
$lazy_time = $time_end - $time_start;
echo ('Lazy Loading : ' . $eager_time . " [sec]\n");

unset($books, $time_start, $time_start);

// Eager Loading
$time_start = microtime(true);
$books = Book::with('author')->get();
$time_end = microtime(true);
$eager_time = $time_end - $time_start;
echo ('Eager Loading : ' . $eager_time . " [sec]\n");
echo ($lazy_time / $eager_time . '倍');

$ curl localhost:200/api
Lazy Loading : 5.0409960746765 [sec]
Eager Loading : 0.16714096069336 [sec]
30.16014778044 倍

30倍も早いんですね。

いろいろ変えて試してみる

カラム数とかって影響するのか気になったのでauthorsテーブルに１カラム追加します。

ALTER TABLE `authors` ADD COLUMN `random_string` VARCHAR(255) DEFAULT 'test' AFTER `name`;

誤差レベルですね・・・むしろ速くなってる。

$ curl localhost:200/api
Lazy Loading : 5.0331110954285 [sec]
Eager Loading : 0.16527915000916 [sec]
30.452184048319 倍

indexはってみたらどうかしら。

CREATE UNIQUE INDEX `index_id` ON `authors` (`id`);
CREATE UNIQUE INDEX `index_id` ON `books` (`id`);

誤差ですねぇ。

Lazy Loading : 4.9837791919708 [sec]
Eager Loading : 0.17623591423035 [sec]
28.279021411361 倍

本の著者が複数人でもいいじゃないということで、一対多リレーションに変更してみます。
変更したファイルだけ書いてます。

Migrations

// booksテーブル
public function up()
{
    Schema::create('books', function (Blueprint $table) {
        $table->id();
        // $table->integer('author_id', false, true)->references('id')
        //    ->on('authors')->onUpdate('CASCADE')->onDelete('CASCADE');
        $table->string('name');
    });
}

// authorsテーブル
public function up()
{
    Schema::create('authors', function (Blueprint $table) {
        $table->id();
        $table->integer('book_id', false, true)->references('id')
            ->on('books')->onUpdate('CASCADE')->onDelete('CASCADE');
        $table->string('name');
    });
}

Book.php

public function authors(): HasMany
{
    return $this->hasMany(Author::class, 'book_id', 'id');
}

BookSeeder.php

public function run()
{
    $faker = \Faker\Factory::create();

    \App\Models\Book::factory(10000)->create()->each(function ($book) use ($faker) {
        \App\Models\Author::factory(2)->create([
            'book_id' => $book->id,
            'name' => $faker->name(),
        ]);
    });
}

たーん

$ php artisan migrate:refresh

  INFO  Rolling back migrations.

  2022_09_28_054234_create_author_table .................................................................................................. 20ms DONE
  2022_09_28_054159_create_books_table ................................................................................................... 10ms DONE
  2019_12_14_000001_create_personal_access_tokens_table ................................................................................... 6ms DONE

   INFO  Running migrations.

  2019_12_14_000001_create_personal_access_tokens_table ................................................................................. 105ms DONE
  2022_09_28_054159_create_books_table ................................................................................................... 31ms DONE
  2022_09_28_054234_create_author_table .................................................................................................. 30ms DONE

$ php artisan db:seed

   INFO  Seeding database.

  Database\Seeders\BookSeeder .............................................................................................................. RUNNING
  Database\Seeders\BookSeeder .................................................................................................... 13,367.11 ms DONE

さらにたーん

$ curl localhost:200/api/
Lazy Loading : 130.49195289612 [sec]
Eager Loading : 0.20387506484985 [sec]
640.05842495854 倍

....ふぁっ！？ Lazy Loadingの方は約２６倍も経過時間が増えているのに対してEager Loadingは0.03秒しか増えていらっしゃらないので640倍も速度差がでてしまいました。圧倒的じゃないか我が軍は・・・(にわか）

検証？おわり

ちゃんとEager Loadingを使わないとえらい目に合うことがよく分かりました。

参考

LaravelのEager Loading、 Lazy Laodingについて

Eager Loading, LazyLoadingのSQL発行回数の確認方法