Производительность в
Django
Иван Вирабян
i.virabyan@gmail.com
1

db_index=True не творит
чудеса
class Post(models.Model):
category = models.CharField()
is_editorial = models.BooleanField()
created = models.DateTimeField()
Post.objects.filter(category=‘news’, is_editorial=True)
.order_by(‘-created’)
2

db_index=True не творит
чудеса
class Post(models.Model):
category = models.CharField(db_index=True)
is_editorial = models.BooleanField(db_index=True)
created = models.DateTimeField(db_index=True)
Post.objects.filter(category=‘news’, is_editorial=True)
.order_by(‘-created’)[:30]
3

db_index=True не творит
чудеса
class Post(models.Model):
category = models.CharField(db_index=True)
is_editorial = models.BooleanField(db_index=True)
created = models.DateTimeField(db_index=True)
Post.objects.filter(category=‘news’, is_editorial=True)
.order_by(‘-created’)[:30]
blog/sql/post.sql (либо в миграции south):
CREATE INDEX idx_category_editorial_created
ON blog_post(category, is_editorial, created); 4

Замеры
Таблица содержащая 200 тыс. записей:
Три одиночных индекса: 170мс
Комбинированный индекс: 1мс
5

Пока нет поддержки в
Django
Очень вероятно, что в Django 1.5 наряду с
параметром unique_together появится
index_together.
https://code.djangoproject.com/ticket/5805
6

db_index=True не творит
чудеса
class Post(models.Model):
category = models.CharField()
is_editorial = models.BooleanField()
created = models.DateTimeField()
class Meta:
index_together = (‘category’, ‘is_editorial, ‘created’)
Post.objects.filter(category=‘news’, is_editorial=True)
.order_by(‘-created’)[:30]
7

Денормализация
class Post(models.Model):
category = models.CharField(max_length=100)
author = models.ForeignKey(Profile, related_name=‘posts’)
Post.objects.filter(category=‘news’).order_by(‘author__name’)[:30]
8

mysql> show profile;
+----------------------+----------+
| Status | Duration |
+----------------------+----------+
| init | 0.000039 |
| optimizing | 0.000029 |
| statistics | 0.000148 |
| preparing | 0.000028 |
| Creating tmp table | 0.000073 |
| executing | 0.000010 |
| Copying to tmp table | 4.347774 |
| Sorting result | 0.090562 |
| Sending data | 0.000132 |
| removing tmp table | 0.000024 |
| query end | 0.000012 |
| freeing items | 0.000060 |
| cleaning up | 0.000014 | 9
+----------------------+----------+

Выход есть!
class Post(models.Model):
category = models.CharField(max_length=100)
author = models.ForeignKey(Profile, related_name=‘posts’)
author_name = models.CharField(max_length=100)
Post.objects.filter(category=‘news’).order_by(‘author_name’)
@receiver(signals.post_save, sender=User)
def update_author_name(instance, **kwargs):
instance.posts.update(author_name=instance.name)
10

Multi-table Inheritance
использовать с осторожностью!
class Employee(models.Model):
name = models.CharField(max_length=100)
salary = models.PositiveIntegerField()
class Developer(Employee):
lang = models.CharField(max_length=50)
Developer.objects.filter(lang=‘python’).order_by(‘salary’)
медленно при большом объеме данных
11

Что это запросы?
users = User.objects.filter(username__in=[‘vasya’, ‘petya’])
Post.objects.filter(author__in=users)
Post.objects.filter(author__isnull=True)
12

Что это запросы?
users = User.objects.filter(username__in=[‘vasya’, ‘petya’])
Post.objects.filter(author__in=users)
SELECT ... FROM `blog_post`
WHERE `blog_post`.`author_id` IN (
SELECT U0.`id` FROM `auth_user` U0
WHERE U0.`username` IN ('vasya', 'petya'))
Post.objects.filter(author__isnull=True)
SELECT ... FROM `blog_post`
LEFT OUTER JOIN `auth_user`
ON (`blog_post`.`author_id` = `auth_user`.`id`)
WHERE `auth_user`.`id` IS NULL 13

Django Debug Toolbar
14

Defer() может быть
медленней!
>>> timeit('list(Post.objects.all()[:30])',
'from blog.models import Post', number=100)
1.3283531665802002
>>> timeit('list(Post.objects.defer(“author“, “body”)[:30])',
'from blog.models import Post', number=100)
1.6067261695861816
15

Причина?
В случае с defer() в Model.__init__() значения полей передаются как
**kwargs
def __init__(self, *args, **kwargs):
...
fields_iter = iter(self._meta.fields)
if not kwargs:
for val, field in izip(args, fields_iter):
setattr(self, field.attname, val)
# Далее идет длинный (~70 строк) код для случая с kwargs.
# Этот код работает на 33% медленней.
# Сильно тормозит хак для "умной" обработки ForeignKey полей
16

Вывод?
.defer() имеет смысл только когда из выборки
исключается большая часть полей. Но тогда проще
использовать .only():
>>> timeit('list(Post.objects.only(“title”)[:30])',
'from blog.models import Post', number=100)
0.88186287879943848
Если нужно только данные (без методов) то .values()
будет однозначно быстрее:
>>> timeit('list(Post.objects.values("id", “title")[:30])',
'from blog.models import Post', number=100)
0.25724387168884277
17

Запросы в цикле
posts = list(Post.objects.all()[:100])
{% for post in posts %}
{{ post.author.username }}
{% endfor %}
В цикле происходит примерно следующее:
User.objects.get(pk=post.author_id)
18

Запросы в цикле
Замеряем время цикла: ~250мс !?
Да-да, мы слышали про select_related(),
но неужели БД настолько уныла?
Проверим!
19

ncalls tottime cumtime percall filename:lineno(function)
100 0.002 0.283 0.003 manager.py:131(get)
100 0.001 0.276 0.003 query.py:337(get)
2800/1600 0.001 0.192 0.000 {len}
100 0.001 0.191 0.002 query.py:74(__len__)
200 0.003 0.190 0.001 query.py:214(iterator)
200 0.002 0.172 0.001 compiler.py:673(results_iter)
100 0.001 0.159 0.002 compiler.py:711(execute_sql)
100 0.005 0.086 0.001 util.py:31(execute)
100 0.000 0.075 0.001 base.py:84(execute)
100 0.002 0.075 0.001 cursors.py:139(execute)
100 0.000 0.070 0.001 cursors.py:315(_query)
200 0.002 0.068 0.000 query.py:752(_clone)
200 0.006 0.066 0.000 query.py:223(clone)
100 0.001 0.063 0.001 cursors.py:277(_do_query)
100 0.058 0.058 0.001 {method 'query' of
'_mysql.connection' objects}
4300/800 0.018 0.057 0.000 copy.py:144(deepcopy)
20

К чему нам это знать?
Вопросы на stackoverflow.com:
Say, I have a page with a photo gallery. Each thumbnail has
e.g. a photo, country, author and so on. And it is very slow.
I have performed some profiling using django-debug-toolbar:
SQL Queries: default 84.81 ms (147 queries)
But:
Total CPU time: 5768.360 msec
21

Шаблонизатор
(безбожно тормозит)
22

Нужно отрендерить
много-много всего…
На это уходит большая часть времени
Время рендеринга:
Django ~1сек
Jinja ~0.3сек
С Jinja можно получить
ускорение до 10 раз
23

Рендеринг на клиенте
<script type="text/x-jquery-tmpl" id="post-tmpl">
<li>${title} <div>${views}</div></li>
</script>
<script type="text/javascript">
$(function() {
var template = $('#post-tmpl');
$.tmpl(template, {{ posts }}).appendTo('#posts');
});
</script>
<ul id=“posts"></ul>
24

Рендеринг на клиенте
+ Освобождаются драгоценные ресурсы
сервера.
- Нельзя использовать имеющиеся template-теги
и фильтры
25

Кеширование
val = cache.get("somekey")
if val is None:
val = compute_val()
cache.set("somekey", val)
Скорость повышается в разы!
Но возникает проблема актуальности
данных.
26

Инвалидация
Пути решения:
• Инвалидация по таймауту
+ Легко реализовать
- Не гарантируется актуальность данных
• Инвалидация по событию
+ Данные всегда актуальны
- Есть некоторые сложности (решаемые)
27

Инвалидация по событию
@receiver(post_save, sender=Game)
def invalidate_games(**kwargs):
cache.delete(‘game_list’)
А что если ключ с суффиксом:
‘game_list:%s’ % suffix
Как инвалидировать все комбинации?
28

Инвалидация по событию
Вариант 1: список всех имеющихся ключей
key = ‘game_list:%s’ % suffix
val = cache.get(key)
if val is None:
val = ...
cache.set(key, val)
# Запомним этот ключик для последующей инвалидации
keys = cache.get(‘game_list_keys’, [])
cache.set(‘game_list_keys’, set(keys) | set([key]))
# Инвалидация
keys = cache.get(‘game_list_keys’)
cache.delete_many(keys)
cache.delete(‘game_list_keys’) 29

Инвалидация по событию
Вариант 2: версионирование
key = ‘game_list:%s’ % suffix
version = cache.get(‘top_games_version’, 1)
val = cache.get(key, version=version)
if val is None:
val = ...
cache.set(key, val, version=version)
# Инвалидация
try:
cache.incr(‘top_games_version’)
except ValueError:
cache.set(‘top_games_version’, 1)
30

Инвалидация по событию
Мы используем удобный декоратор:
gametags.py:
@register.simple_tag
@cached(vary_on_args=True)
def games(platform=None, genre=None):
...
signals.py:
@receiver(post_save, sender=Game)
def inval_games(**kwargs):
invalidate(‘games.templatetags.gametags.games’)
31

Инвалидация по событию
Мы используем удобный декоратор:
gametags.py:
@register.simple_tag
@cached(vary_on_args=True, locmem=True)
def games(platform=None, genre=None):
...
signals.py:
@receiver(post_save, sender=Game)
def inval_games(**kwargs):
invalidate(‘games.templatetags.gametags.games’)
32

Оптимизация
Иногда есть смысл оптимизировать код,
работающий лишь несколько миллисекунд:
• Middleware
• Context processors
• Template tags в базовом шаблоне
Если среднее время ответа 100мс, а время
работы middleware – 11мс, то снизив его до
1мс мы сможем обслуживать на 10%
больше запросов.
33

Делайте их ленивыми
Вы не знаете наверняка, пригодится ли где-нибудь то, что
вы насчитали в своем context processor’е. Поэтому
middleware и context processors должны быть ленивыми!
from django.utils.functional import lazy
class LocationMiddleware(object):
def process_request(self, request):
request.location = lazy(get_location, dict)(request)
def get_location(request):
g = GeoIP()
remote_ip = request.META.get('REMOTE_ADDR')
return g.city(remote_ip)
34