84.常用的返回QuerySet对象的方法使用详解：select_related, prefetch_related

1.select_related: 只能用在一对多或者是一对一的关联模型之间，不能用在多对多或者是多对一的关联模型间，比如可以提前获取文章的作者，但是不能通过作者获取作者的文章，或者是通过某篇文章获取这个文章的所有的标签。

比如，想要获取与Book表通过外键的形式相关联的Author表中的数据，示例代码如下：

from django.db import connection
from django.http import HttpResponse
from .models import Article, Book, BookOrder
def index4(request):
    # 1. select_related()想要获取与Book表通过外键的形式相关联的Author表中的数据
    # 可以通过select_related()将相关联的表中的数据提取到内存中，减少到数据库中的查询
    books = Book.objects.select_related('author')
    for book in books:
        print("%s, %s" % (book.author.name, book.author.age))
    print(connection.queries) 
    # 最后django底层可以执行一条sql语句就将所有的查询操作完成
   

django底层执行的sql语句为：

[{'sql': 'SELECT @@SQL_AUTO_IS_NULL', 'time': '0.000'},
{'sql': 'SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED', 'time': '0.000'},
{'sql': 'SELECT book.id, book.name, book.pages, book.price, book.rating, book.author_id, book.publisher_id, book.score, author.id, author.name, author.age, author.email FROM book INNER JOIN author ON (book.author_id = author.id)', 'time': '0.016'}]

由以上的sql语句，可以看出只进行了一次查询操作，所以这就大大提高了查询的效率了。因此如果在数据量不是太大，并且经常会使用到该表的相关联的表中的数据时，就可以采用select_related()方法首先将数据提取到内存中，以便之后在进行查找的时候可以减少向数据库中发起请求的次数。

2. 采用传统的方式进行查找，获取Book表通过外键的形式相关联的Author表中的数据，

示例代码如下：

    books = Book.objects.all()
    # 采用all()方法获取每个book的信息，然后向数据库中提出查询操作每个book进行一次数据库的查询，提取出name，age字段的值
    for book in books:
    	print("%s,%s" % (book.author.name, book.author.age))
    print(connection.queries)

django底层执行的sql语句为：
[{'sql': 'SELECT @@SQL_AUTO_IS_NULL', 'time': '0.000'},
{'sql': 'SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED', 'time': '0.000'},
{'sql': 'SELECT book.id, book.name, book.pages, book.price, book.rating, book.author_id, book.publisher_id, book.score FROM book', 'time': '0.000'},
{'sql': 'SELECT author.id, author.name, author.age, author.email FROM author WHERE author.id = 5 LIMIT 21', 'time': '0.000'},
{'sql': 'SELECT author.id, author.name, author.age, author.email FROM author WHERE author.id = 1 LIMIT 21', 'time': '0.000'},
{'sql': 'SELECT author.id, author.name, author.age, author.email FROM author WHERE author.id = 4 LIMIT 21', 'time': '0.000'},
{'sql': 'SELECT author.id, author.name, author.age, author.email FROM author WHERE author.id = 3 LIMIT 21', 'time': '0.000'}]

由以上sql语句可以看出，采用传统的方式执行的sql语句较多，这会大大的降低查询的效率。所以如果数据量不是太大的情况下可以采用select_related()方法将数据提取到内存中。

3. prefetch_related(): 可以对没有多对多，多对一的关联模型执行查询操作。

比如，求每本书的订阅量。示例代码如下：

def index(request):
 # 3. prefetch_related()可以对多对多，多对一的关联模型操作
    # 比如，求每个书的订阅量
    # 返回的books中的是包裹在QuerySet中的book对象
    books = Book.objects.prefetch_related('bookorder_set')
    print(type(books))
    # <class 'django.db.models.query.QuerySet'>
    for book in books:
        print(type(book))
    # <class 'front.models.Book'>, 之后就可以对返回的每一本书上的属性进行操作
    #   以下我们可以提取出每本书上的所有订单信息
    # 注意：如果已经使用prefetch_related()进行了相关的查找，这里就不要使用filter()或者是其他的可以返回QuerySet的任何操作了。
    # book_nums = book.bookorder_set.filter(price__gte=80)
    # 这里可以使用all()方法进行获取。如果对bookorder再次进行了查询就会增加n个查询语句,降低查询的效率
        book_nums = book.bookorder_set.all()
        for book_num in book_nums:
            print("%s, %s, %s" % (book_num.book.name, book_num.price, book_num.id))
    print(connection.queries)
    return HttpResponse("success!")

django底层执行的sql语句为：

[{'sql': 'SELECT @@SQL_AUTO_IS_NULL', 'time': '0.000'},
{'sql': 'SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED', 'time': '0.000'},
{'sql': 'SELECT book.id, book.name, book.pages, book.price, book.rating, book.author_id, book.publisher_id, book.score FROM book', 'time': '0.000'},
{'sql': 'SELECT book_order.id, book_order.book_id, book_order.price, book_order.time FROM book_order WHERE book_order.book_id IN (1, 2, 3, 4)', 'time': '0.000'}]

总结：在多对多，多对一关联对象中执行查询操作，可以使用prefetch_related()进行相关查询，这种方式中可以大大减少执行的sql语句，并且这种方式会产生两条查询语句。同样也可以使用prefetch_related()对一对多或者是一对一的关联对象进行相关查询，同样也会在底层执行两条sql语句，如果使用select_related()进行查询的话只会执行一条查询语句。所以说如果是对一对一或者是一对多关联对象执行操作的话，建议使用select_related(); 如果是多对一或者是多对多关联模型执行操作时，就可以采用prefetch_related()

4. 采用传统的方式执行与prefetch_related()作用相同的操作，查看django底层执行的sql语句，

示例代码如下：

def index(request):
# 4. 使用传统的方法对多对多或者是多对一的关联模型表进行查询操作
    books = Book.objects.all()
    for book in books:
        print(type(book))
    #     # <class 'front.models.Book'>
        book_nums = book.bookorder_set.all()
        for book_num in book_nums:
            print(type(book_num))
    #         # <class 'front.models.BookOrder'>
            print("%s, %s, %s" % (book_num.book.name, book_num.price, book_num.id))
    print(connection.queries)
    return HttpResponse("success")

django底层执行的sql语句：
[{'sql': 'SELECT @@SQL_AUTO_IS_NULL', 'time': '0.000'},
{'sql': 'SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED', 'time': '0.000'},
{'sql': 'SELECT book.id, book.name, book.pages, book.price, book.rating, book.author_id, book.publisher_id, book.score FROM book', 'time': '0.000'},
{'sql': 'SELECT book_order.id, book_order.book_id, book_order.price, book_order.time FROM book_order WHERE book_order.book_id = 1', 'time': '0.000'},
{'sql': 'SELECT book_order.id, book_order.book_id, book_order.price, book_order.time FROM book_order WHERE book_order.book_id = 2', 'time': '0.000'},
{'sql': 'SELECT book_order.id, book_order.book_id, book_order.price, book_order.time FROM book_order WHERE book_order.book_id = 3', 'time': '0.000'},
{'sql': 'SELECT book_order.id, book_order.book_id, book_order.price, book_order.time FROM book_order WHERE book_order.book_id = 4', 'time': '0.016'}]

由以上所执行的sql语句可以看出，采用传统的方式会使底层执行的sql语句的数量增大

5. 如果在某些情况下需要对预先查询的结果，再进行一些操作，可以使用Prefetch()函数，

示例代码如下：

def index5(request):
    # 5.如果确实要对预先查询的结果，再进行一些操作的话，可以使用Prefetch()函数
    # 可以将要进行的操作赋值给Prefetch函数中的queryset参数
    prefetch = Prefetch('bookorder_set', queryset=BookOrder.objects.filter(price__gte=90))
    books = Book.objects.prefetch_related(prefetch)
    for book in books:
            # <class 'front.models.BookOrder'>
        orders = book.bookorder_set.all()
        for order in orders:
            print("%s, %s, %s" % (order.book.name, order.price, order.id))
    print(connection.queries)
    return HttpResponse("success")

django底层执行的sql语句为：
水浒传, 95.0, 2
[{'sql': 'SELECT @@SQL_AUTO_IS_NULL', 'time': '0.000'},
{'sql': 'SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED', 'time': '0.000'},
{'sql': 'SELECT book.id, book.name, book.pages, book.price, book.rating, book.author_id, book.publisher_id, book.score FROM book', 'time': '0.000'},
{'sql': 'SELECT book_order.id, book_order.book_id, book_order.price, book_order.time FROM book_order WHERE (book_order.price >= 90.0e0 AND book_order.book_id IN (1, 2, 3, 4))', 'time': '0.000'}]