如果习惯使用 SQL 查询数据库,会发现在 Rails 中执行相同的查询有更好的方式。大多数情况下,在 Active Record 中无需直接使用 SQL。
文中的实例代码会用到下面一个或多个模型:
下面所有的模型除非有特别说明之外,都使用 id
做主键。
class Client < ActiveRecord::Base has_one :address has_many :orders has_and_belongs_to_many :roles end
class Address < ActiveRecord::Base belongs_to :client end
class Order < ActiveRecord::Base belongs_to :client, counter_cache: true end
class Role < ActiveRecord::Base has_and_belongs_to_many :clients end
Active Record 会代你执行数据库查询,可以兼容大多数数据库(MySQL,PostgreSQL 和 SQLite 等)。不管使用哪种数据库,所用的 Active Record 方法都是一样的。
1 从数据库中获取对象
Active Record 提供了很多查询方法,用来从数据库中获取对象。每个查询方法都接可接受参数,不用直接写 SQL 就能在数据库中执行指定的查询。
这些方法是:
find
create_with
distinct
eager_load
extending
from
group
having
includes
joins
limit
lock
none
offset
order
preload
readonly
references
reorder
reverse_order
select
uniq
where
上述所有方法都返回一个 ActiveRecord::Relation
实例。
Model.find(options)
方法执行的主要操作概括如下:
- 把指定的选项转换成等价的 SQL 查询语句;
- 执行 SQL 查询,从数据库中获取结果;
- 为每个查询结果实例化一个对应的模型对象;
- 如果有
after_find
回调,再执行after_find
回调;
1.1 获取单个对象
在 Active Record 中获取单个对象有好几种方法。
1.1.1 使用主键
使用 Model.find(primary_key)
方法可以获取指定主键对应的对象。例如:
# Find the client with primary key (id) 10. client = Client.find(10) # => #<Client id: 10, first_name: "Ryan">
和上述方法等价的 SQL 查询是:
SELECT * FROM clients WHERE (clients.id = 10) LIMIT 1
如果未找到匹配的记录,Model.find(primary_key)
会抛出 ActiveRecord::RecordNotFound
异常。
1.1.2 take
Model.take
方法会获取一个记录,不考虑任何顺序。例如:
client = Client.take # => #<Client id: 1, first_name: "Lifo">
和上述方法等价的 SQL 查询是:
SELECT * FROM clients LIMIT 1
如果没找到记录,Model.take
不会抛出异常,而是返回 nil
。
获取的记录根据所用的数据库引擎会有所不同。
1.1.3 first
Model.first
获取按主键排序得到的第一个记录。例如:
client = Client.first # => #<Client id: 1, first_name: "Lifo">
和上述方法等价的 SQL 查询是:
SELECT * FROM clients ORDER BY clients.id ASC LIMIT 1
Model.first
如果没找到匹配的记录,不会抛出异常,而是返回 nil
。
1.1.4 last
Model.last
获取按主键排序得到的最后一个记录。例如:
client = Client.last # => #<Client id: 221, first_name: "Russel">
和上述方法等价的 SQL 查询是:
SELECT * FROM clients ORDER BY clients.id DESC LIMIT 1
Model.last
如果没找到匹配的记录,不会抛出异常,而是返回 nil
。
1.1.5 find_by
Model.find_by
获取满足条件的第一个记录。例如:
Client.find_by first_name: 'Lifo' # => #<Client id: 1, first_name: "Lifo"> Client.find_by first_name: 'Jon' # => nil
等价于:
Client.where(first_name: 'Lifo').take
1.1.6 take!
Model.take!
方法会获取一个记录,不考虑任何顺序。例如:
client = Client.take! # => #<Client id: 1, first_name: "Lifo">
和上述方法等价的 SQL 查询是:
SELECT * FROM clients LIMIT 1
如果未找到匹配的记录,Model.take!
会抛出 ActiveRecord::RecordNotFound
异常。
1.1.7 first!
Model.first!
获取按主键排序得到的第一个记录。例如:
client = Client.first! # => #<Client id: 1, first_name: "Lifo">
和上述方法等价的 SQL 查询是:
SELECT * FROM clients ORDER BY clients.id ASC LIMIT 1
如果未找到匹配的记录,Model.first!
会抛出 ActiveRecord::RecordNotFound
异常。
1.1.8 last!
Model.last!
获取按主键排序得到的最后一个记录。例如:
client = Client.last! # => #<Client id: 221, first_name: "Russel">
和上述方法等价的 SQL 查询是:
SELECT * FROM clients ORDER BY clients.id DESC LIMIT 1
如果未找到匹配的记录,Model.last!
会抛出 ActiveRecord::RecordNotFound
异常。
1.1.9 find_by!
Model.find_by!
获取满足条件的第一个记录。如果没找到匹配的记录,会抛出 ActiveRecord::RecordNotFound
异常。例如:
Client.find_by! first_name: 'Lifo' # => #<Client id: 1, first_name: "Lifo"> Client.find_by! first_name: 'Jon' # => ActiveRecord::RecordNotFound
等价于:
Client.where(first_name: 'Lifo').take!
1.2 获取多个对象
1.2.1 使用多个主键
Model.find(array_of_primary_key)
方法可接受一个由主键组成的数组,返回一个由主键对应记录组成的数组。例如:
# Find the clients with primary keys 1 and 10. client = Client.find([1, 10]) # Or even Client.find(1, 10) # => [#<Client id: 1, first_name: "Lifo">, #<Client id: 10, first_name: "Ryan">]
上述方法等价的 SQL 查询是:
SELECT * FROM clients WHERE (clients.id IN (1,10))
只要有一个主键的对应的记录未找到,Model.find(array_of_primary_key)
方法就会抛出 ActiveRecord::RecordNotFound
异常。
1.2.2 take
Model.take(limit)
方法获取 limit
个记录,不考虑任何顺序:
Client.take(2) # => [#<Client id: 1, first_name: "Lifo">, #<Client id: 2, first_name: "Raf">]
和上述方法等价的 SQL 查询是:
SELECT * FROM clients LIMIT 2
1.2.3 first
Model.first(limit)
方法获取按主键排序的前 limit
个记录:
Client.first(2) # => [#<Client id: 1, first_name: "Lifo">, #<Client id: 2, first_name: "Raf">]
和上述方法等价的 SQL 查询是:
SELECT * FROM clients ORDER BY id ASC LIMIT 2
1.2.4 last
Model.last(limit)
方法获取按主键降序排列的前 limit
个记录:
Client.last(2) # => [#<Client id: 10, first_name: "Ryan">, #<Client id: 9, first_name: "John">]
和上述方法等价的 SQL 查询是:
SELECT * FROM clients ORDER BY id DESC LIMIT 2
1.3 批量获取多个对象
我们经常需要遍历由很多记录组成的集合,例如给大量用户发送邮件列表,或者导出数据。
我们可能会直接写出如下的代码:
# This is very inefficient when the users table has thousands of rows. User.all.each do |user| NewsLetter.weekly_deliver(user) end
但这种方法在数据表很大时就有点不现实了,因为 User.all.each
会一次读取整个数据表,一行记录创建一个模型对象,然后把整个模型对象数组存入内存。如果记录数非常多,可能会用完内存。
Rails 为了解决这种问题提供了两个方法,把记录分成几个批次,不占用过多内存。第一个方法是 find_each
,获取一批记录,然后分别把每个记录传入代码块。第二个方法是 find_in_batches
,获取一批记录,然后把整批记录作为数组传入代码块。
find_each
和 find_in_batches
方法的目的是分批处理无法一次载入内存的巨量记录。如果只想遍历几千个记录,更推荐使用常规的查询方法。
1.3.1 find_each
find_each
方法获取一批记录,然后分别把每个记录传入代码块。在下面的例子中,find_each
获取 1000 个记录,然后把每个记录传入代码块,直到所有记录都处理完为止:
User.find_each do |user| NewsLetter.weekly_deliver(user) end
1.3.1.1 find_each
方法的选项
在 find_each
方法中可使用 find
方法的大多数选项,但不能使用 :order
和 :limit
,因为这两个选项是保留给 find_each
内部使用的。
find_each
方法还可使用另外两个选项::batch_size
和 :start
。
:batch_size
:batch_size
选项指定在把各记录传入代码块之前,各批次获取的记录数量。例如,一个批次获取 5000 个记录:
User.find_each(batch_size: 5000) do |user| NewsLetter.weekly_deliver(user) end
:start
默认情况下,按主键的升序方式获取记录,其中主键的类型必须是整数。如果不想用最小的 ID,可以使用 :start
选项指定批次的起始 ID。例如,前面的批量处理中断了,但保存了中断时的 ID,就可以使用这个选项继续处理。
例如,在有 5000 个记录的批次中,只向主键大于 2000 的用户发送邮件列表,可以这么做:
User.find_each(start: 2000, batch_size: 5000) do |user| NewsLetter.weekly_deliver(user) end
还有一个例子是,使用多个 worker 处理同一个进程队列。如果需要每个 worker 处理 10000 个记录,就可以在每个 worker 中设置相应的 :start
选项。
1.3.2 find_in_batches
find_in_batches
方法和 find_each
类似,都获取一批记录。二者的不同点是,find_in_batches
把整批记录作为一个数组传入代码块,而不是单独传入各记录。在下面的例子中,会把 1000 个单据一次性传入代码块,让代码块后面的程序处理剩下的单据:
# Give add_invoices an array of 1000 invoices at a time Invoice.find_in_batches(include: :invoice_lines) do |invoices| export.add_invoices(invoices) end
:include
选项可以让指定的关联和模型一同加载。
1.3.2.1 find_in_batches
方法的选项
find_in_batches
方法和 find_each
方法一样,可以使用 :batch_size
和 :start
选项,还可使用常规的 find
方法中的大多数选项,但不能使用 :order
和 :limit
选项,因为这两个选项保留给 find_in_batches
方法内部使用。
2 条件查询
where
方法用来指定限制获取记录的条件,用于 SQL 语句的 WHERE
子句。条件可使用字符串、数组或 Hash 指定。
2.1 纯字符串条件
如果查询时要使用条件,可以直接指定。例如 Client.where("orders_count = '2'")
,获取 orders_count
字段为 2
的客户记录。
使用纯字符串指定条件可能导致 SQL 注入漏洞。例如,Client.where("first_name LIKE '%#{params[:first_name]}%'")
,这里的条件就不安全。推荐使用的条件指定方式是数组,请阅读下一节。
2.2 数组条件
如果数字是在别处动态生成的话应该怎么处理呢?可用下面的查询:
Client.where("orders_count = ?", params[:orders])
Active Record 会先处理第一个元素中的条件,然后使用后续元素替换第一个元素中的问号(?
)。
指定多个条件的方式如下:
Client.where("orders_count = ? AND locked = ?", params[:orders], false)
在这个例子中,第一个问号会替换成 params[:orders]
的值;第二个问号会替换成 false
在 SQL 中对应的值,具体的值视所用的适配器而定。
下面这种形式
Client.where("orders_count = ?", params[:orders])
要比这种形式好
Client.where("orders_count = #{params[:orders]}")
因为前者传入的参数更安全。直接在条件字符串中指定的条件会原封不动的传给数据库。也就是说,即使用户不怀好意,条件也会转义。如果这么做,整个数据库就处在一个危险境地,只要用户发现可以接触数据库,就能做任何想做的事。所以,千万别直接在条件字符串中使用参数。
关于 SQL 注入更详细的介绍,请阅读“Ruby on Rails 安全指南”
2.2.1 条件中的占位符
除了使用问号占位之外,在数组条件中还可使用键值对 Hash 形式的占位符:
Client.where("created_at >= :start_date AND created_at <= :end_date", {start_date: params[:start_date], end_date: params[:end_date]})
如果条件中有很多参数,使用这种形式可读性更高。
2.3 Hash 条件
Active Record 还允许使用 Hash 条件,提高条件语句的可读性。使用 Hash 条件时,传入 Hash 的键是要设定条件的字段,值是要设定的条件。
在 Hash 条件中只能指定相等。范围和子集这三种条件。
2.3.1 相等
Client.where(locked: true)
字段的名字还可使用字符串表示:
Client.where('locked' => true)
在 belongs_to
关联中,如果条件中的值是模型对象,可用关联键表示。这种条件指定方式也可用于多态关联。
Post.where(author: author) Author.joins(:posts).where(posts: { author: author })
条件的值不能为 Symbol。例如,不能这么指定条件:Client.where(status: :active)
。
2.3.2 范围
Client.where(created_at: (Time.now.midnight - 1.day)..Time.now.midnight)
指定这个条件后,会使用 SQL BETWEEN
子句查询昨天创建的客户:
SELECT * FROM clients WHERE (clients.created_at BETWEEN '2008-12-21 00:00:00' AND '2008-12-22 00:00:00')
这段代码演示了数组条件的简写形式。
2.3.3 子集
如果想使用 IN
子句查询记录,可以在 Hash 条件中使用数组:
Client.where(orders_count: [1,3,5])
上述代码生成的 SQL 语句如下:
SELECT * FROM clients WHERE (clients.orders_count IN (1,3,5))
2.4 NOT
条件
SQL NOT
查询可用 where.not
方法构建。
Post.where.not(author: author)
也即是说,这个查询首先调用没有参数的 where
方法,然后再调用 not
方法。
3 排序
要想按照特定的顺序从数据库中获取记录,可以使用 order
方法。
例如,想按照 created_at
的升序方式获取一些记录,可以这么做:
Client.order(:created_at) # OR Client.order("created_at")
还可使用 ASC
或 DESC
指定排序方式:
Client.order(created_at: :desc) # OR Client.order(created_at: :asc) # OR Client.order("created_at DESC") # OR Client.order("created_at ASC")
或者使用多个字段排序:
Client.order(orders_count: :asc, created_at: :desc) # OR Client.order(:orders_count, created_at: :desc) # OR Client.order("orders_count ASC, created_at DESC") # OR Client.order("orders_count ASC", "created_at DESC")
如果想在不同的上下文中多次调用 order
,可以在前一个 order
后再调用一次:
Client.order("orders_count ASC").order("created_at DESC") # SELECT * FROM clients ORDER BY orders_count ASC, created_at DESC
4 查询指定字段
默认情况下,Model.find
使用 SELECT *
查询所有字段。
要查询部分字段,可使用 select
方法。
例如,只查询 viewable_by
和 locked
字段:
Client.select("viewable_by, locked")
上述查询使用的 SQL 语句如下:
SELECT viewable_by, locked FROM clients
使用时要注意,因为模型对象只会使用选择的字段初始化。如果字段不能初始化模型对象,会得到以下异常:
ActiveModel::MissingAttributeError: missing attribute: <attribute>
其中 <attribute>
是所查询的字段。id
字段不会抛出 ActiveRecord::MissingAttributeError
异常,所以在关联中使用时要注意,因为关联需要 id
字段才能正常使用。
如果查询时希望指定字段的同值记录只出现一次,可以使用 distinct
方法:
Client.select(:name).distinct
上述方法生成的 SQL 语句如下:
SELECT DISTINCT name FROM clients
查询后还可以删除唯一性限制:
query = Client.select(:name).distinct # => Returns unique names query.distinct(false) # => Returns all names, even if there are duplicates
5 限量和偏移
要想在 Model.find
方法中使用 SQL LIMIT
子句,可使用 limit
和 offset
方法。
limit
方法指定获取的记录数量,offset
方法指定在返回结果之前跳过多少个记录。例如:
Client.limit(5)
上述查询最大只会返回 5 各客户对象,因为没指定偏移,多以会返回数据表中的前 5 个记录。生成的 SQL 语句如下:
SELECT * FROM clients LIMIT 5
再加上 offset
方法:
Client.limit(5).offset(30)
这时会从第 31 个记录开始,返回最多 5 个客户对象。生成的 SQL 语句如下:
SELECT * FROM clients LIMIT 5 OFFSET 30
6 分组
要想在查询时使用 SQL GROUP BY
子句,可以使用 group
方法。
例如,如果想获取一组订单的创建日期,可以这么做:
Order.select("date(created_at) as ordered_date, sum(price) as total_price").group("date(created_at)")
上述查询会只会为相同日期下的订单创建一个 Order
对象。
生成的 SQL 语句如下:
SELECT date(created_at) as ordered_date, sum(price) as total_price FROM orders GROUP BY date(created_at)
7 分组筛选
SQL 使用 HAVING
子句指定 GROUP BY
分组的条件。在 Model.find
方法中可使用 :having
选项指定 HAVING
子句。
例如:
Order.select("date(created_at) as ordered_date, sum(price) as total_price"). group("date(created_at)").having("sum(price) > ?", 100)
生成的 SQL 如下:
SELECT date(created_at) as ordered_date, sum(price) as total_price FROM orders GROUP BY date(created_at) HAVING sum(price) > 100
这个查询只会为同一天下的订单创建一个 Order
对象,而且这一天的订单总额要大于 $100。
8 条件覆盖
8.1 unscope
如果要删除某个条件可使用 unscope
方法。例如:
Post.where('id > 10').limit(20).order('id asc').unscope(:order)
生成的 SQL 语句如下:
SELECT * FROM posts WHERE id > 10 LIMIT 20 # Original query without `unscope` SELECT * FROM posts WHERE id > 10 ORDER BY id asc LIMIT 20
unscope
还可删除 WHERE
子句中的条件。例如:
Post.where(id: 10, trashed: false).unscope(where: :id) # SELECT "posts".* FROM "posts" WHERE trashed = 0
unscope
还可影响合并后的查询:
Post.order('id asc').merge(Post.unscope(:order)) # SELECT "posts".* FROM "posts"
8.2 only
查询条件还可使用 only
方法覆盖。例如:
Post.where('id > 10').limit(20).order('id desc').only(:order, :where)
执行的 SQL 语句如下:
SELECT * FROM posts WHERE id > 10 ORDER BY id DESC # Original query without `only` SELECT "posts".* FROM "posts" WHERE (id > 10) ORDER BY id desc LIMIT 20
8.3 reorder
reorder
方法覆盖原来的 order
条件。例如:
class Post < ActiveRecord::Base .. .. has_many :comments, -> { order('posted_at DESC') } end Post.find(10).comments.reorder('name')
执行的 SQL 语句如下:
SELECT * FROM posts WHERE id = 10 ORDER BY name
没用 reorder
方法时执行的 SQL 语句如下:
SELECT * FROM posts WHERE id = 10 ORDER BY posted_at DESC
8.4 reverse_order
reverse_order
方法翻转 ORDER
子句的条件。
Client.where("orders_count > 10").order(:name).reverse_order
执行的 SQL 语句如下:
SELECT * FROM clients WHERE orders_count > 10 ORDER BY name DESC
如果查询中没有使用 ORDER
子句,reverse_order
方法会按照主键的逆序查询:
Client.where("orders_count > 10").reverse_order
执行的 SQL 语句如下:
SELECT * FROM clients WHERE orders_count > 10 ORDER BY clients.id DESC
这个方法没有参数。
8.5 rewhere
rewhere
方法覆盖前面的 where
条件。例如:
Post.where(trashed: true).rewhere(trashed: false)
执行的 SQL 语句如下:
SELECT * FROM posts WHERE `trashed` = 0
如果不使用 rewhere
方法,写成:
Post.where(trashed: true).where(trashed: false)
执行的 SQL 语句如下:
SELECT * FROM posts WHERE `trashed` = 1 AND `trashed` = 0
9 空关系
none
返回一个可链接的关系,没有相应的记录。none
方法返回对象的后续条件查询,得到的还是空关系。如果想以可链接的方式响应可能无返回结果的方法或者作用域,可使用 none
方法。
Post.none # returns an empty Relation and fires no queries.
# The visible_posts method below is expected to return a Relation. @posts = current_user.visible_posts.where(name: params[:name]) def visible_posts case role when 'Country Manager' Post.where(country: country) when 'Reviewer' Post.published when 'Bad User' Post.none # => returning [] or nil breaks the caller code in this case end end
10 只读对象
Active Record 提供了 readonly
方法,禁止修改获取的对象。试图修改只读记录的操作不会成功,而且会抛出 ActiveRecord::ReadOnlyRecord
异常。
client = Client.readonly.first client.visits += 1 client.save
因为把 client
设为了只读对象,所以上述代码调用 client.save
方法修改 visits
的值时会抛出 ActiveRecord::ReadOnlyRecord
异常。
11 更新时锁定记录
锁定可以避免更新记录时的条件竞争,也能保证原子更新。
Active Record 提供了两种锁定机制:
- 乐观锁定
- 悲观锁定
11.1 乐观锁定
乐观锁定允许多个用户编辑同一个记录,假设数据发生冲突的可能性最小。Rails 会检查读取记录后是否有其他程序在修改这个记录。如果检测到有其他程序在修改,就会抛出 ActiveRecord::StaleObjectError
异常,忽略改动。
乐观锁定字段
为了使用乐观锁定,数据表中要有一个类型为整数的 lock_version
字段。每次更新记录时,Active Record 都会增加 lock_version
字段的值。如果更新请求中的 lock_version
字段值比数据库中的 lock_version
字段值小,会抛出 ActiveRecord::StaleObjectError
异常,更新失败。例如:
c1 = Client.find(1) c2 = Client.find(1) c1.first_name = "Michael" c1.save c2.name = "should fail" c2.save # Raises an ActiveRecord::StaleObjectError
抛出异常后,你要负责处理冲突,可以回滚操作、合并操作或者使用其他业务逻辑处理。
乐观锁定可以使用 ActiveRecord::Base.lock_optimistically = false
关闭。
要想修改 lock_version
字段的名字,可以使用 ActiveRecord::Base
提供的 locking_column
类方法:
class Client < ActiveRecord::Base self.locking_column = :lock_client_column end
11.2 悲观锁定
悲观锁定使用底层数据库提供的锁定机制。使用 lock
方法构建的关系在所选记录上生成一个“互斥锁”(exclusive lock)。使用 lock
方法构建的关系一般都放入事务中,避免死锁。
例如:
Item.transaction do i = Item.lock.first i.name = 'Jones' i.save end
在 MySQL 中,上述代码生成的 SQL 如下:
SQL (0.2ms) BEGIN Item Load (0.3ms) SELECT * FROM `items` LIMIT 1 FOR UPDATE Item Update (0.4ms) UPDATE `items` SET `updated_at` = '2009-02-07 18:05:56', `name` = 'Jones' WHERE `id` = 1 SQL (0.8ms) COMMIT
lock
方法还可以接受 SQL 语句,使用其他锁定类型。例如,MySQL 中有一个语句是 LOCK IN SHARE MODE
,会锁定记录,但还是允许其他查询读取记录。要想使用这个语句,直接传入 lock
方法即可:
Item.transaction do i = Item.lock("LOCK IN SHARE MODE").find(1) i.increment!(:views) end
如果已经创建了模型实例,可以在事务中加上这种锁定,如下所示:
item = Item.first item.with_lock do # This block is called within a transaction, # item is already locked. item.increment!(:views) end
12 连接数据表
Active Record 提供了一个查询方法名为 joins
,用来指定 SQL JOIN
子句。joins
方法的用法有很多种。
12.1 使用字符串形式的 SQL 语句
在 joins
方法中可以直接使用 JOIN
子句的 SQL:
Client.joins('LEFT OUTER JOIN addresses ON addresses.client_id = clients.id')
生成的 SQL 语句如下:
SELECT clients.* FROM clients LEFT OUTER JOIN addresses ON addresses.client_id = clients.id
12.2 使用数组或 Hash 指定具名关联
这种方法只用于 INNER JOIN
。
使用 joins
方法时,可以使用声明关联时使用的关联名指定 JOIN
子句。
例如,假如按照如下方式定义 Category
、Post
、Comment
、Guest
和 Tag
模型:
class Category < ActiveRecord::Base has_many :posts end class Post < ActiveRecord::Base belongs_to :category has_many :comments has_many :tags end class Comment < ActiveRecord::Base belongs_to :post has_one :guest end class Guest < ActiveRecord::Base belongs_to :comment end class Tag < ActiveRecord::Base belongs_to :post end
下面各种用法能都使用 INNER JOIN
子句生成正确的连接查询:
12.2.1 连接单个关联
Category.joins(:posts)
生成的 SQL 语句如下:
SELECT categories.* FROM categories INNER JOIN posts ON posts.category_id = categories.id
用人类语言表达,上述查询的意思是,“使用文章的分类创建分类对象”。注意,分类对象可能有重复,因为多篇文章可能属于同一分类。如果不想出现重复,可使用 Category.joins(:posts).uniq
方法。
12.2.2 连接多个关联
Post.joins(:category, :comments)
生成的 SQL 语句如下:
SELECT posts.* FROM posts INNER JOIN categories ON posts.category_id = categories.id INNER JOIN comments ON comments.post_id = posts.id
用人类语言表达,上述查询的意思是,“返回指定分类且至少有一个评论的所有文章”。注意,如果文章有多个评论,同个文章对象会出现多次。
12.2.3 连接一层嵌套关联
Post.joins(comments: :guest)
生成的 SQL 语句如下:
SELECT posts.* FROM posts INNER JOIN comments ON comments.post_id = posts.id INNER JOIN guests ON guests.comment_id = comments.id
用人类语言表达,上述查询的意思是,“返回有一个游客发布评论的所有文章”。
12.2.4 连接多层嵌套关联
Category.joins(posts: [{ comments: :guest }, :tags])
生成的 SQL 语句如下:
SELECT categories.* FROM categories INNER JOIN posts ON posts.category_id = categories.id INNER JOIN comments ON comments.post_id = posts.id INNER JOIN guests ON guests.comment_id = comments.id INNER JOIN tags ON tags.post_id = posts.id
12.3 指定用于连接数据表上的条件
作用在连接数据表上的条件可以使用数组和字符串指定。[Hash 形式的条件]((#hash-conditions)使用的句法有点特殊:
time_range = (Time.now.midnight - 1.day)..Time.now.midnight Client.joins(:orders).where('orders.created_at' => time_range)
还有一种更简洁的句法是使用嵌套 Hash:
time_range = (Time.now.midnight - 1.day)..Time.now.midnight Client.joins(:orders).where(orders: { created_at: time_range })
上述查询会获取昨天下订单的所有客户对象,再次用到了 SQL BETWEEN
语句。
13 按需加载关联
使用 Model.find
方法获取对象的关联记录时,按需加载机制会使用尽量少的查询次数。
N + 1 查询问题
假设有如下的代码,获取 10 个客户对象,并把客户的邮编打印出来
clients = Client.limit(10) clients.each do |client| puts client.address.postcode end
上述代码初看起来很好,但问题在于查询的总次数。上述代码总共会执行 1(获取 10 个客户记录)+ 10(分别获取 10 个客户的地址)= 11 次查询。
N + 1 查询的解决办法
在 Active Record 中可以进一步指定要加载的所有关联,调用 Model.find
方法是使用 includes
方法实现。使用 includes
后,Active Record 会使用尽可能少的查询次数加载所有指定的关联。
我们可以使用按需加载机制加载客户的地址,把 Client.limit(10)
改写成:
clients = Client.includes(:address).limit(10) clients.each do |client| puts client.address.postcode end
和前面的 11 次查询不同,上述代码只会执行 2 次查询:
SELECT * FROM clients LIMIT 10 SELECT addresses.* FROM addresses WHERE (addresses.client_id IN (1,2,3,4,5,6,7,8,9,10))
13.1 按需加载多个关联
调用 Model.find
方法时,使用 includes
方法可以一次加载任意数量的关联,加载的关联可以通过数组、Hash、嵌套 Hash 指定。
13.1.1 用数组指定多个关联
Post.includes(:category, :comments)
上述代码会加载所有文章,以及和每篇文章关联的分类和评论。
13.1.2 使用 Hash 指定嵌套关联
Category.includes(posts: [{ comments: :guest }, :tags]).find(1)
上述代码会获取 ID 为 1 的分类,按需加载所有关联的文章,文章的标签和评论,以及每个评论的 guest
关联。
13.2 指定用于按需加载关联上的条件
虽然 Active Record 允许使用 joins
方法指定用于按需加载关联上的条件,但是推荐的做法是使用连接数据表。
如果非要这么做,可以按照常规方式使用 where
方法。
Post.includes(:comments).where("comments.visible" => true)
上述代码生成的查询中会包含 LEFT OUTER JOIN
子句,而 joins
方法生成的查询使用的是 INNER JOIN
子句。
SELECT "posts"."id" AS t0_r0, ... "comments"."updated_at" AS t1_r5 FROM "posts" LEFT OUTER JOIN "comments" ON "comments"."post_id" = "posts"."id" WHERE (comments.visible = 1)
如果没指定 where
条件,上述代码会生成两个查询语句。
如果像上面的代码一样使用 includes
,即使所有文章都没有评论,也会加载所有文章。使用 joins
方法(INNER JOIN
)时,必须满足连接条件,否则不会得到任何记录。
14 作用域
作用域把常用的查询定义成方法,在关联对象或模型上调用。在作用域中可以使用前面介绍的所有方法,例如 where
、joins
和 includes
。所有作用域方法都会返回一个 ActiveRecord::Relation
对象,允许继续调用其他方法(例如另一个作用域方法)。
要想定义简单的作用域,可在类中调用 scope
方法,传入执行作用域时运行的代码:
class Post < ActiveRecord::Base scope :published, -> { where(published: true) } end
上述方式和直接定义类方法的作用一样,使用哪种方式只是个人喜好:
class Post < ActiveRecord::Base def self.published where(published: true) end end
作用域可以链在一起调用:
class Post < ActiveRecord::Base scope :published, -> { where(published: true) } scope :published_and_commented, -> { published.where("comments_count > 0") } end
可以在模型类上调用 published
作用域:
Post.published # => [published posts]
也可以在包含 Post
对象的关联上调用:
category = Category.first category.posts.published # => [published posts belonging to this category]
14.1 传入参数
作用域可接受参数:
class Post < ActiveRecord::Base scope :created_before, ->(time) { where("created_at < ?", time) } end
作用域的调用方法和类方法一样:
Post.created_before(Time.zone.now)
不过这就和类方法的作用一样了。
class Post < ActiveRecord::Base def self.created_before(time) where("created_at < ?", time) end end
如果作用域要接受参数,推荐直接使用类方法。有参数的作用域也可在关联对象上调用:
category.posts.created_before(time)
14.2 合并作用域
和 where
方法一样,作用域也可通过 AND
合并查询条件:
class User < ActiveRecord::Base scope :active, -> { where state: 'active' } scope :inactive, -> { where state: 'inactive' } end User.active.inactive # SELECT "users".* FROM "users" WHERE "users"."state" = 'active' AND "users"."state" = 'inactive'
作用域还可以 where
一起使用,生成的 SQL 语句会使用 AND
连接所有条件。
User.active.where(state: 'finished') # SELECT "users".* FROM "users" WHERE "users"."state" = 'active' AND "users"."state" = 'finished'
如果不想让最后一个 WHERE
子句获得优先权,可以使用 Relation#merge
方法。
User.active.merge(User.inactive) # SELECT "users".* FROM "users" WHERE "users"."state" = 'inactive'
使用作用域时要注意,default_scope
会添加到作用域和 where
方法指定的条件之前。
class User < ActiveRecord::Base default_scope { where state: 'pending' } scope :active, -> { where state: 'active' } scope :inactive, -> { where state: 'inactive' } end User.all # SELECT "users".* FROM "users" WHERE "users"."state" = 'pending' User.active # SELECT "users".* FROM "users" WHERE "users"."state" = 'pending' AND "users"."state" = 'active' User.where(state: 'inactive') # SELECT "users".* FROM "users" WHERE "users"."state" = 'pending' AND "users"."state" = 'inactive'
如上所示,default_scope
中的条件添加到了 active
和 where
之前。
14.3 指定默认作用域
如果某个作用域要用在模型的所有查询中,可以在模型中使用 default_scope
方法指定。
class Client < ActiveRecord::Base default_scope { where("removed_at IS NULL") } end
执行查询时使用的 SQL 语句如下:
SELECT * FROM clients WHERE removed_at IS NULL
如果默认作用域中的条件比较复杂,可以使用类方法的形式定义:
class Client < ActiveRecord::Base def self.default_scope # Should return an ActiveRecord::Relation. end end
14.4 删除所有作用域
如果基于某些原因想删除作用域,可以使用 unscoped
方法。如果模型中定义了 default_scope
,而在这个作用域中不需要使用,就可以使用 unscoped
方法。
Client.unscoped.load
unscoped
方法会删除所有作用域,在数据表中执行常规查询。
注意,不能在作用域后链式调用 unscoped
,这时可以使用代码块形式的 unscoped
方法:
Client.unscoped { Client.created_before(Time.zone.now) }
15 动态查询方法
Active Record 为数据表中的每个字段都提供了一个查询方法。例如,在 Client
模型中有个 first_name
字段,那么 Active Record 就会生成 find_by_first_name
方法。如果在 Client
模型中有个 locked
字段,就有一个 find_by_locked
方法。
在这些动态生成的查询方法后,可以加上感叹号(!
),例如 Client.find_by_name!("Ryan")
。此时,如果找不到记录就会抛出 ActiveRecord::RecordNotFound
异常。
如果想同时查询 first_name
和 locked
字段,可以用 and
把两个字段连接起来,获得所需的查询方法,例如 Client.find_by_first_name_and_locked("Ryan", true)
。
16 查找或构建新对象
某些动态查询方法在 Rails 4.0 中已经启用,会在 Rails 4.1 中删除。推荐的做法是使用 Active Record 作用域。废弃的方法可以在这个 gem 中查看:https://github.com/rails/activerecord-deprecated_finders。
我们经常需要在查询不到记录时创建一个新记录。这种需求可以使用 find_or_create_by
或 find_or_create_by!
方法实现。
16.1 find_or_create_by
find_or_create_by
方法首先检查指定属性对应的记录是否存在,如果不存在就调用 create
方法。我们来看一个例子。
假设你想查找一个名为“Andy”的客户,如果这个客户不存在就新建。这个需求可以使用下面的代码完成:
Client.find_or_create_by(first_name: 'Andy') # => #<Client id: 1, first_name: "Andy", orders_count: 0, locked: true, created_at: "2011-08-30 06:09:27", updated_at: "2011-08-30 06:09:27">
上述方法生成的 SQL 语句如下:
SELECT * FROM clients WHERE (clients.first_name = 'Andy') LIMIT 1 BEGIN INSERT INTO clients (created_at, first_name, locked, orders_count, updated_at) VALUES ('2011-08-30 05:22:57', 'Andy', 1, NULL, '2011-08-30 05:22:57') COMMIT
find_or_create_by
方法返回现有的记录或者新建的记录。在上面的例子中,名为“Andy”的客户不存在,所以会新建一个记录,然后将其返回。
新纪录可能没有存入数据库,这取决于是否能通过数据验证(就像 create
方法一样)。
假设创建新记录时,要把 locked
属性设为 false
,但不想在查询中设置。例如,我们要查询一个名为“Andy”的客户,如果这个客户不存在就新建一个,而且 locked
属性为 false
。
这种需求有两种实现方法。第一种,使用 create_with
方法:
Client.create_with(locked: false).find_or_create_by(first_name: 'Andy')
第二种,使用代码块:
Client.find_or_create_by(first_name: 'Andy') do |c| c.locked = false end
代码块中的代码只会在创建客户之后执行。再次运行这段代码时,会忽略代码块中的代码。
16.2 find_or_create_by!
还可使用 find_or_create_by!
方法,如果新纪录不合法,会抛出异常。本文不涉及数据验证,假设已经在 Client
模型中定义了下面的验证:
validates :orders_count, presence: true
如果创建新 Client
对象时没有指定 orders_count
属性的值,这个对象就是不合法的,会抛出以下异常:
Client.find_or_create_by!(first_name: 'Andy') # => ActiveRecord::RecordInvalid: Validation failed: Orders count can't be blank
16.3 find_or_initialize_by
find_or_initialize_by
方法和 find_or_create_by
的作用差不多,但不调用 create
方法,而是 new
方法。也就是说新建的模型实例在内存中,没有存入数据库。继续使用前面的例子,现在我们要查询的客户名为“Nick”:
nick = Client.find_or_initialize_by(first_name: 'Nick') # => <Client id: nil, first_name: "Nick", orders_count: 0, locked: true, created_at: "2011-08-30 06:09:27", updated_at: "2011-08-30 06:09:27"> nick.persisted? # => false nick.new_record? # => true
因为对象不会存入数据库,上述代码生成的 SQL 语句如下:
SELECT * FROM clients WHERE (clients.first_name = 'Nick') LIMIT 1
如果想把对象存入数据库,调用 save
方法即可:
nick.save # => true
17 使用 SQL 语句查询
如果想使用 SQL 语句查询数据表中的记录,可以使用 find_by_sql
方法。就算只找到一个记录,find_by_sql
方法也会返回一个由记录组成的数组。例如,可以运行下面的查询:
Client.find_by_sql("SELECT * FROM clients INNER JOIN orders ON clients.id = orders.client_id ORDER BY clients.created_at desc")
find_by_sql
方法提供了一种定制查询的简单方式。
17.1 select_all
find_by_sql
方法有一个近亲,名为 connection#select_all
。和 find_by_sql
一样,select_all
方法会使用 SQL 语句查询数据库,获取记录,但不会初始化对象。select_all
返回的结果是一个由 Hash 组成的数组,每个 Hash 表示一个记录。
Client.connection.select_all("SELECT * FROM clients WHERE id = '1'")
17.2 pluck
pluck
方法可以在模型对应的数据表中查询一个或多个字段,其参数是一组字段名,返回结果是由各字段的值组成的数组。
Client.where(active: true).pluck(:id) # SELECT id FROM clients WHERE active = 1 # => [1, 2, 3] Client.distinct.pluck(:role) # SELECT DISTINCT role FROM clients # => ['admin', 'member', 'guest'] Client.pluck(:id, :name) # SELECT clients.id, clients.name FROM clients # => [[1, 'David'], [2, 'Jeremy'], [3, 'Jose']]
如下的代码:
Client.select(:id).map { |c| c.id } # or Client.select(:id).map(&:id) # or Client.select(:id, :name).map { |c| [c.id, c.name] }
可用 pluck
方法实现:
Client.pluck(:id) # or Client.pluck(:id, :name)
和 select
方法不一样,pluck
直接把查询结果转换成 Ruby 数组,不生成 Active Record 对象,可以提升大型查询或常用查询的执行效率。但 pluck
方法不会使用重新定义的属性方法处理查询结果。例如:
class Client < ActiveRecord::Base def name "I am #{super}" end end Client.select(:name).map &:name # => ["I am David", "I am Jeremy", "I am Jose"] Client.pluck(:name) # => ["David", "Jeremy", "Jose"]
而且,与 select
和其他 Relation
作用域不同的是,pluck
方法会直接执行查询,因此后面不能和其他作用域链在一起,但是可以链接到已经执行的作用域之后:
Client.pluck(:name).limit(1) # => NoMethodError: undefined method `limit' for #<Array:0x007ff34d3ad6d8> Client.limit(1).pluck(:name) # => ["David"]
17.3 ids
ids
方法可以直接获取数据表的主键。
Person.ids # SELECT id FROM people
class Person < ActiveRecord::Base self.primary_key = "person_id" end Person.ids # SELECT person_id FROM people
18 检查对象是否存在
如果只想检查对象是否存在,可以使用 exists?
方法。这个方法使用的数据库查询和 find
方法一样,但不会返回对象或对象集合,而是返回 true
或 false
。
Client.exists?(1)
exists?
方法可以接受多个值,但只要其中一个记录存在,就会返回 true
。
Client.exists?(id: [1,2,3]) # or Client.exists?(name: ['John', 'Sergei'])
在模型或关系上调用 exists?
方法时,可以不指定任何参数。
Client.where(first_name: 'Ryan').exists?
在上述代码中,只要有一个客户的 first_name
字段值为 'Ryan'
,就会返回 true
,否则返回 false
。
Client.exists?
在上述代码中,如果 clients
表是空的,会返回 false
,否则返回 true
。
在模型或关系中检查存在性时还可使用 any?
和 many?
方法。
# via a model Post.any? Post.many? # via a named scope Post.recent.any? Post.recent.many? # via a relation Post.where(published: true).any? Post.where(published: true).many? # via an association Post.first.categories.any? Post.first.categories.many?
19 计算
这里先以 count
方法为例,所有的选项都可在后面各方法中使用。
所有计算型方法都可直接在模型上调用:
Client.count # SELECT count(*) AS count_all FROM clients
或者在关系上调用:
Client.where(first_name: 'Ryan').count # SELECT count(*) AS count_all FROM clients WHERE (first_name = 'Ryan')
执行复杂计算时还可使用各种查询方法:
Client.includes("orders").where(first_name: 'Ryan', orders: { status: 'received' }).count
上述代码执行的 SQL 语句如下:
SELECT count(DISTINCT clients.id) AS count_all FROM clients LEFT OUTER JOIN orders ON orders.client_id = client.id WHERE (clients.first_name = 'Ryan' AND orders.status = 'received')
19.1 计数
如果想知道模型对应的数据表中有多少条记录,可以使用 Client.count
方法。如果想更精确的计算设定了 age
字段的记录数,可以使用 Client.count(:age)
。
count
方法可用的选项如前所述。
19.2 平均值
如果想查看某个字段的平均值,可以使用 average
方法。用法如下:
Client.average("orders_count")
这个方法会返回指定字段的平均值,得到的有可能是浮点数,例如 3.14159265。
average
方法可用的选项如前所述。
19.3 最小值
如果想查看某个字段的最小值,可以使用 minimum
方法。用法如下:
Client.minimum("age")
minimum
方法可用的选项如前所述。
19.4 最大值
如果想查看某个字段的最大值,可以使用 maximum
方法。用法如下:
Client.maximum("age")
maximum
方法可用的选项如前所述。
19.5 求和
如果想查看所有记录中某个字段的总值,可以使用 sum
方法。用法如下:
Client.sum("orders_count")
sum
方法可用的选项如前所述。
20 执行 EXPLAIN 命令
可以在关系执行的查询中执行 EXPLAIN 命令。例如:
User.where(id: 1).joins(:posts).explain
在 MySQL 中得到的输出如下:
EXPLAIN for: SELECT `users`.* FROM `users` INNER JOIN `posts` ON `posts`.`user_id` = `users`.`id` WHERE `users`.`id` = 1 +----+-------------+-------+-------+---------------+---------+---------+-------+------+-------------+ | id | select_type | table | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | Extra | +----+-------------+-------+-------+---------------+---------+---------+-------+------+-------------+ | 1 | SIMPLE | users | const | PRIMARY | PRIMARY | 4 | const | 1 | | | 1 | SIMPLE | posts | ALL | NULL | NULL | NULL | NULL | 1 | Using where | +----+-------------+-------+-------+---------------+---------+---------+-------+------+-------------+ 2 rows in set (0.00 sec)
Active Record 会按照所用数据库 shell 的方式输出结果。所以,相同的查询在 PostgreSQL 中得到的输出如下:
EXPLAIN for: SELECT "users".* FROM "users" INNER JOIN "posts" ON "posts"."user_id" = "users"."id" WHERE "users"."id" = 1 QUERY PLAN ------------------------------------------------------------------------------ Nested Loop Left Join (cost=0.00..37.24 rows=8 width=0) Join Filter: (posts.user_id = users.id) -> Index Scan using users_pkey on users (cost=0.00..8.27 rows=1 width=4) Index Cond: (id = 1) -> Seq Scan on posts (cost=0.00..28.88 rows=8 width=4) Filter: (posts.user_id = 1) (6 rows)
按需加载会触发多次查询,而且有些查询要用到之前查询的结果。鉴于此,explain
方法会真正执行查询,然后询问查询计划。例如:
User.where(id: 1).includes(:posts).explain
在 MySQL 中得到的输出如下:
EXPLAIN for: SELECT `users`.* FROM `users` WHERE `users`.`id` = 1 +----+-------------+-------+-------+---------------+---------+---------+-------+------+-------+ | id | select_type | table | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | Extra | +----+-------------+-------+-------+---------------+---------+---------+-------+------+-------+ | 1 | SIMPLE | users | const | PRIMARY | PRIMARY | 4 | const | 1 | | +----+-------------+-------+-------+---------------+---------+---------+-------+------+-------+ 1 row in set (0.00 sec) EXPLAIN for: SELECT `posts`.* FROM `posts` WHERE `posts`.`user_id` IN (1) +----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+-------------+ | id | select_type | table | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | Extra | +----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+-------------+ | 1 | SIMPLE | posts | ALL | NULL | NULL | NULL | NULL | 1 | Using where | +----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+-------------+ 1 row in set (0.00 sec)
20.1 解读 EXPLAIN 命令的输出结果
解读 EXPLAIN 命令的输出结果不在本文的范畴之内。下面列出的链接可以帮助你进一步了解相关知识:
- SQLite3: EXPLAIN QUERY PLAN
- MySQL: EXPLAIN 的输出格式
- PostgreSQL: 使用 EXPLAIN
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