Laravel模型关联预加载技巧分享

本文深入探讨了 Laravel 模型预加载的优化技巧，旨在解决传统 `$with` 属性可能导致的性能问题。针对模型关联关系并非普遍存在的情况，文章提出利用 Laravel 模型事件中的 `retrieved` 事件，实现按需的条件预加载。即仅当特定条件满足时，才动态加载相关联的数据，从而避免不必要的数据库查询，提升应用程序的性能和资源利用率。通过移除 `$with` 属性中的默认预加载，并在 `boot` 方法中监听 `retrieved` 事件，可以根据模型属性值灵活地加载关联关系，使 Laravel 应用更加健壮和高效。本文不仅提供了详细的实现步骤，还分析了其优势与注意事项，帮助开发者更好地理解和应用这一技巧。

1. 理解 Laravel 预加载与潜在性能问题

在 Laravel Eloquent 中，预加载（Eager Loading）是解决 N+1 查询问题的关键技术。通过在查询时使用 with() 方法或在模型中定义 $with 属性，可以一次性加载所有相关联的数据，避免在循环中对每个模型实例单独执行查询。

例如，一个 User 模型可能关联 Domain 和 BusinessUnits：

class User extends Authenticatable
{
    // ...
    protected $with = [
        'domain',
        'BusinessUnits'
    ];

    public function BusinessUnits()
    {
        return $this->belongsToMany(BusinessUnit::class, 'users_business_units_pivot');
    }

    public function Domain()
    {
        return $this->belongsTo(Domain::class);
    }
}

这种设置方式的优点是简单直接，无论何时查询 User 模型，domain 和 BusinessUnits 都会被自动预加载。然而，当某些关联关系并非对所有模型实例都存在时，这种无差别预加载会导致性能问题。例如，如果只有特定类型的用户（如“客户”）才拥有 domain_id，而其他用户（如“员工”）的 domain_id 为空，那么对“员工”用户预加载 domain 和 BusinessUnits 就会产生不必要的数据库查询，即使这些查询的结果集为空。

尝试在 $with 属性中直接使用条件逻辑，例如：

protected $with = [
    (!$this->domain_id) ? 'domain' : null,
    (!$this->domain_id) ? 'BusinessUnits' : null
];

这种做法会导致“Constant expression contains invalid operations”错误，因为 $with 属性的定义必须是一个常量表达式，不能包含运行时才能确定的变量或对象属性。

2. 利用模型事件实现条件预加载

为了解决上述问题，我们可以在模型被检索（retrieved）之后，根据模型的特定属性值来判断是否需要加载关联关系。Laravel 提供了丰富的模型事件，其中 retrieved 事件在模型从数据库中取出后触发，是执行此类条件逻辑的理想时机。

实现步骤如下：

步骤一：移除 $with 属性中的默认预加载

首先，从 User 模型中的 $with 属性中移除 domain 和 BusinessUnits，以避免无条件预加载：

class User extends Authenticatable
{
    // ...
    // protected $with = [
    //   'domain',
    //   'BusinessUnits'
    // ]; // 移除或注释掉这两行
    // ...
}

步骤二：在 boot 方法中监听 retrieved 事件

在 User 模型的 boot 静态方法中，注册一个 retrieved 事件监听器。boot 方法是 Eloquent 模型初始化时调用的，非常适合注册模型事件。

class User extends Authenticatable implements HasMedia
{
    // ... 其他 use 语句和属性

    /**
     * 模型启动时执行的方法。
     *
     * @return void
     */
    protected static function boot()
    {
        parent::boot(); // 必须调用父类的 boot 方法

        // 监听模型从数据库中取出（retrieved）事件
        self::retrieved(function ($model) {
            // 检查 domain_id 是否不为空
            if ($model->domain_id !== null) {
                // 如果 domain_id 不为空，则按需加载 'domain' 和 'BusinessUnits' 关联关系
                $model->load('domain', 'BusinessUnits');
            }
        });
    }

    // ... 其他方法和关联关系定义
}

代码解析：

• parent::boot();: 这是非常重要的一步，确保父类 Authenticatable 的 boot 方法也被执行，否则可能会导致一些内置功能失效。
• self::retrieved(function ($model) { ... });: 这行代码注册了一个匿名函数作为 retrieved 事件的监听器。当 User 模型实例从数据库中被检索出来时，这个匿名函数就会被调用，并将当前模型实例作为参数 $model 传递进来。
• if ($model->domain_id !== null) { ... }: 在监听器内部，我们检查当前 $model 实例的 domain_id 属性。只有当 domain_id 不为 null 时，才执行预加载逻辑。
• $model->load('domain', 'BusinessUnits');: load() 方法用于在模型实例已经被检索出来之后，动态地加载指定的关联关系。它会执行相应的数据库查询并将关联数据填充到模型实例中。

3. 优势与注意事项

优势：

• 性能优化： 显著减少了不必要的数据库查询，特别是对于那些不具备特定关联关系的模型实例。
• 资源利用率提高： 避免了加载和处理冗余数据，降低了内存消耗。
• 代码清晰： 将条件逻辑从模型属性定义中分离出来，使模型定义更加简洁。
• 灵活性： 这种方法可以应用于任何复杂的条件，而不仅仅是基于单个字段的判断。

注意事项：

• 适用场景： 这种方法最适用于模型实例已经被取出，并且你需要在其上进行操作时。如果你需要在查询构建阶段就进行条件预加载（例如，只对特定 scope 的查询进行预加载），那么 with() 方法的闭包形式可能更合适：

  User::whereNotNull('domain_id')->with(['domain', 'BusinessUnits'])->get();
  // 或者结合作用域
  User::client()->with(['domain', 'BusinessUnits'])->get();

  然而，本文讨论的场景是无论通过何种方式检索模型，只要 domain_id 存在，就自动预加载，这正是 retrieved 事件的用武之地。

• N+1 问题变体： 尽管解决了不必要的预加载，但如果 domain_id 不为空的用户数量很多，load() 方法仍然可能导致 N+1 查询问题，因为它会在每次 retrieved 事件中执行一次查询。对于大量满足条件的用户，Laravel 的 with() 方法在构建查询时会生成单个 JOIN 或 IN 子句来加载所有相关数据，效率更高。 然而，需要明确的是，本教程解决的是“不必要的预加载”问题，而不是“预加载本身的效率”问题。 如果你查询的是单个 User 模型，或者少量 User 模型，load() 方法的开销是可接受的，并且它能确保只有满足条件的用户才触发关联查询。
• 序列化： 使用 load() 方法加载的关联关系会像通过 with() 预加载一样，在模型被转换为数组或 JSON 时自动包含进去。

4. 总结

通过在 Laravel 模型中使用 retrieved 事件，我们可以实现基于条件的按需预加载，有效避免了无差别预加载带来的性能开销。这种方法提供了一种灵活且高效的策略，尤其适用于那些关联关系并非对所有模型实例都普遍存在的场景，从而使我们的 Laravel 应用更加健壮和高效。

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