【Rails】N+1問題とその解決方法

#はじめに
本記事ではRailsのアプリケーションを作成した際にN+1問題に直面したので、N+1問題の概要とその解決方法を紹介します。

#N+1問題とは？
N+1問題とはループ処理を行う際にSQLの発行がたくさん行われてしまい、サイトのパフォーマンスが下がってしまう現象です。

SQLの発行はサーバーの負担が大きいので、なるべく少ない回数にすることが望まれます。

N+１問題の例

わかりやすくするために、以下のような記事を投稿できるアプリケーションを例にします。

usersテーブル

id	name
1	佐藤
2	鈴木
3	高橋
4	田中
5	伊藤

postsテーブル

id	user_id	text
1	3	こんにちは
2	4	おはよう
3	1	おやすみなさい
4	5	ありがとう
5	1	さよなら
6	2	もしもし
7	4	楽しい
8	1	悲しい

一人のユーザーからたくさんの投稿があるため、userモデルとpostモデルは以下のようになります。

user.rb

class User < ApplicationRecord
  has_many :posts, dependent: :destroy
end

post.rb

class Post < ApplicationRecord
  belongs_to :user
end

またposts_controllerは以下のようにします。

app/controllers/posts_controller.rb

class PostsController < ApplicationController
    def index
        @posts = Post.all
    end

    def new
        @post = Post.new
    end

    def create
        Post.create(post_params)
    end

    private
    def post_params
        params.require(:post).permit(:text)
    end
end

viewは全ての投稿の投稿者名と投稿内容を表示するようにします。

app/views/posts/index.html.erb

<% @post.each do |post| %>
  <p><%= post.user.name %></p>
  <p><%= post.text %></p>
<% end %>

このコードの実行ログは以下のようになります。

実行ログ

Post Load (1.1ms)  SELECT `posts`.* FROM `posts`
  User Load (1.3ms)  SELECT  `users`.* FROM `users` WHERE `users`.`id` = 3 LIMIT 1
  User Load (0.2ms)  SELECT  `users`.* FROM `users` WHERE `users`.`id` = 4 LIMIT 1
  User Load (3.1ms)  SELECT  `users`.* FROM `users` WHERE `users`.`id` = 1 LIMIT 1
  User Load (1.2ms)  SELECT  `users`.* FROM `users` WHERE `users`.`id` = 5 LIMIT 1
  User Load (3.3ms)  SELECT  `users`.* FROM `users` WHERE `users`.`id` = 1 LIMIT 1
  User Load (0.5ms)  SELECT  `users`.* FROM `users` WHERE `users`.`id` = 2 LIMIT 1
  User Load (0.3ms)  SELECT  `users`.* FROM `users` WHERE `users`.`id` = 4 LIMIT 1
  User Load (0.7ms)  SELECT  `users`.* FROM `users` WHERE `users`.`id` = 1 LIMIT 1

はじめにpostsテーブルに1回SQLが走り、その後usersテーブルに記事数である8回SQLが走っています。

今回は記事数がそれほど多くないのでサイトパフォーマンスはあまり下がりませんが、記事数が大量になっていくとサイトパフォーマンスが大幅に低下して、ユーザーが使いにくいアプリケーションになってしまいます。

#N+1問題の解決方法
今回はincludesメソッドを使用して解決します。

方法は簡単で、controllerのindexアクションにincludesメソッドを追加するだけです。

app/controllers/posts_controller.rb

class PostsController < ApplicationController
    def index
        #indexアクションにincludesメソッドを追加
        @posts = Post.includes(:user)
    end

    def new
        @post = Post.new
    end

    def create
        Post.create(post_params)
    end

    private
    def post_params
        params.require(:post).permit(:text)
    end
end

このようにすると、実行ログは以下のようになります。

Post Load (0.3ms)  SELECT `posts`.* FROM `posts`
User Load (0.3ms)  SELECT `users`.* FROM `users` WHERE `users`.`id` IN (5, 1, 3, 4, 2)

先ほど9回SQLを発行していましたが、今回は2回で完了しました。

これはcontroller側でincludesメソッドを使うことで、すでにpostsテーブルのレコードに関連するusersテーブルのレコードが取得されているからです。

#まとめ

• n+1問題はSQLが大量に発行されてしまい、サイトのパフォーマンスが下がってしまう事である。
• controller側でincludesメソッドを使うことで解消できる

アプリケーションではレスポンス速度を少しでも短くすることが大事なので、Railsエンジニアを目指している方はぜひ覚えておきましょう。