N+1問題

N+1問題とは

N+1問題 問題とは、一覧を取る1本のSQLに加えて、各行の関連データを取るために追加のSQLが件数分(N本)発行されてしまい、合計で「1 + N本」のクエリが走ってしまう性能問題です。Laravelに限らずORM全般で起きる、最も有名な落とし穴のひとつです。

なぜ起きるのか

原因は「遅延ロード」です。リレーションは、実際にアクセスされた瞬間に初めてSQLを発行します。投稿一覧を取り、ループの中で毎回「$post->user->name」のように著者にアクセスすると、投稿の件数だけ著者取得のSQLが繰り返されてしまいます。

// 投稿を全件取得(SQLは1本)
$posts = Post::all();

foreach ($posts as $post) {
    // ループの中で著者にアクセス → 1件ごとにSQLが1本発行される!
    echo $post->user->name;
}
// 投稿100件なら 1 + 100 = 101本のクエリ

// with('user') で著者を事前にまとめて読み込む([[eager-loading]])
$posts = Post::with('user')->get();

foreach ($posts as $post) {
    // すでに読み込み済みなので、ここでは追加のSQLは出ない
    echo $post->user->name;
}
// 投稿が何件でも 1 + 1 = 2本のクエリで済む

-- 最初の1本: 一覧
SELECT * FROM posts;

-- 続く N 本: 行ごとに繰り返される
SELECT * FROM users WHERE id = 1;
SELECT * FROM users WHERE id = 2;
SELECT * FROM users WHERE id = 3;
-- … 投稿の件数だけ延々と続く …

-- 1本目: 一覧
SELECT * FROM posts;

-- 2本目: 必要な著者を IN でまとめて1回だけ取得
SELECT * FROM users WHERE id IN (1, 2, 3, 4, 5);

どう気づくか

N+1は「発行されているSQLの本数」を見れば一発で分かります。以下のような方法で、1画面あたり何本のクエリが走っているかを可視化します。

• Laravel Debugbar: 画面下部に、そのページで発行されたクエリ本数と内容を表示してくれる。同じSQLが大量に並んでいたらN+1のサイン。
• Laravel Telescope: 開発用の監視ツールで、リクエストごとのクエリを一覧・件数で確認できる。
• DB::listen やクエリログ: 発行SQLをログに出して数える。
• Model::preventLazyLoading(): 遅延ロードが起きたら例外を投げさせ、開発中にN+1を強制的に検知する。