前回の記事では、joinsとleft_outer_joinsの挙動の違いについてまとめました。
前回の記事をまだ読んでいない方はこちらからどうぞ。
【第1回】RailsのN+1問題と解決するためのメソッド完全版
 【第2回】Railsのjoinsとleft_outer_joinsの挙動と違いをまとめた

##本記事の内容

joins
left_outer_joins
eager_load <=（本記事ではここから解説）
preload
includes

##eager_load
関連モデルを一括読み込みするメソッドです。
SQLのLEFT OUTER JOIN句を発行し関連付けをキャッシュします。
キャッシュとは一度取得したデータをメモリ上に一時的に保存する事で、次回のデータ取得時により高速にデータ取得する仕組みです。
eager_loadを使う事で、あるモデルを軸にその関連モデルの値を取得したい場合のN+1問題の解消ができる様になります。

例1

モデル名.eager_load(:関連モデル)

eager_loadは、関連モデルのデータをメモリに一時的に保存することで、メモリからデータを取得します。
関連モデルに存在する属性を、ループ処理の中で取得したい場合に使用します。

joinsとleft_outer_joinsとの違いは、関連モデルを一括でキャッシュすることです。
###使い方

例2

User.eager_load(:post).each do |user|
 p user.posts.title
end

Userモデルと関連するPostモデルを一括読み込みしたうえでeachメソッドでループ処理を実行しています。
キャッシュされたPostモデルを使用するので、DBへのアクセスはされません。
そのためSQLが発行されず、N+1問題が解消されるわけですね。

##preload
同じく関連モデルを一括読み込みするメソッドです。
eager_loadとの違いは、SQLをモデルごとに発行し、関連モデルをキャッシュすることです。
つまり、eager_loadのSQL発行回数が1回に対して、preloadは軸となるモデルと関連モデルの２つに対してSQLを発行します。合計2回です。

preloadは対象テーブルのデータサイズが大きくJOINのコストが大きい場合に有効です。

###使い方

例1

モデル名.preload(:関連モデル)

関連モデルに存在する属性を、ループ処理の中で取得したい場合に使用します。

例2

User.preload(:post).each do |user|
 p user.posts.title
end

注意点としては、モデルごとにSQLを発行するので、eager_loadと異なり絞り込み条件を指定できません。

##includes
includesはSQL発行時の条件に合わせて、eager_loadかpreloadどちらかを使用します。
N+1問題を解消するとき、とりあえずincludesを使っているという人も多いのではないでしょうか。

たしかに便利なメソッドですが、eager_loadかpreloadのどちらの挙動を狙った実装なのかわからないので、最終的にパフォーマンスが落ちてしまう可能性があることに注意が必要です。
個人的にはincludesは非推奨です。eager_loadかpreloadの挙動を理解したうえで実装するのがベストです。

###使い方

例1

モデル名.includes(:関連モデル)

includesメソッドでは以下の条件に合致する場合にはeager_loadの挙動を、合致しない場合はpreloadの挙動を行います。

引数に指定した関連テーブルに対しjoinsメソッドを使用している場合
引数に指定した関連テーブルに対しwhereメソッドを使用している場合
引数に指定した関連テーブルに対しreferencesメソッドを使用している場合

例2

class PostsController < ApplicationController

 def index
  @posts = Post.includes(:photos, :user).order('created_at DESC').page(params[:page]).per(3)
 end

end

このように実装した場合には、上記3つのメソッドは使用されていないのでpreloadが実行されているということになります。

##まとめ

eager_loadは、関連モデルのデータをメモリに一時的に保存することで、メモリからデータを取得する。
preloadは、SQLをモデルごとに発行し、関連モデルをキャッシュする。
includesはSQL発行時の条件に合わせて、eager_loadかpreloadどちらかを使用する。

ふぅー。やっとすべて解説できました。
「まだよくイメージがわかない」という人も手元の環境で色々試してみると、理解が加速するはずです。
ぜひ試してみてください。