Django ORM 中的 select_related 和 prefetch_related 有什么区别？

你的理解大多是正确的。当您要选择的对象是单个对象时，您使用 select_related，因此 OneToOneField 或 ForeignKey。当您要获得“一组”事物时，您使用 prefetch_related，因此您所说的 ManyToManyField 或反向 ForeignKey。只是为了澄清我所说的“反向ForeignKey”的意思，这里有一个例子：

class ModelA(models.Model):
    pass

class ModelB(models.Model):
    a = ForeignKey(ModelA)

ModelB.objects.select_related('a').all() # Forward ForeignKey relationship
ModelA.objects.prefetch_related('modelb_set').all() # Reverse ForeignKey relationship

不同之处在于 select_related 执行 SQL 连接，因此从 SQL 服务器获取结果作为表的一部分。另一方面，prefetch_related 执行另一个查询，因此减少了原始对象中的冗余列（上例中的 ModelA）。您可以将 prefetch_related 用于您可以使用 select_related 的任何内容。

权衡是 prefetch_related 必须创建一个 ID 列表并将其发送回服务器，这可能需要一段时间。我不确定在事务中是否有这样做的好方法，但我的理解是 Django 总是只发送一个列表并说 SELECT ... WHERE pk IN (...,...,...)基本上。在这种情况下，如果预取的数据是稀疏的（假设美国州对象链接到人们的地址），这可能非常好，但是如果它更接近一对一，这可能会浪费大量通信。如果有疑问，请尝试两者，看看哪个表现更好。

上面讨论的一切基本上都是关于与数据库的通信。然而，在 Python 方面，prefetch_related 具有额外的好处，即使用单个对象来表示数据库中的每个对象。使用 select_related 将在 Python 中为每个“父”对象创建重复对象。由于 Python 中的对象有相当多的内存开销，这也是一个考虑因素。

---

两种方法都达到相同的目的，放弃不必要的数据库查询。但是他们使用不同的方法来提高效率。

使用这两种方法的唯一原因是单个大查询优于许多小查询。 Django 使用大查询在内存中抢先创建模型，而不是对数据库执行按需查询。

select_related 对每次查找执行连接，但扩展选择以包括所有连接表的列。然而，这种方法有一个警告。

连接有可能使查询中的行数成倍增加。当您对外键或一对一字段执行连接时，行数不会增加。但是，多对多连接没有这种保证。因此，Django 将 select_related 限制为不会意外导致大量连接的关系。

prefetch_related 的 "join in python" 比它应该的更令人担忧。它为要连接的每个表创建一个单独的查询。它使用 WHERE IN 子句过滤这些表中的每一个，例如：

SELECT "credential"."id",
       "credential"."uuid",
       "credential"."identity_id"
FROM   "credential"
WHERE  "credential"."identity_id" IN
    (84706, 48746, 871441, 84713, 76492, 84621, 51472);

与其对可能有太多行执行单个连接，不如将每个表拆分为一个单独的查询。

---

浏览已经发布的答案。只是认为如果我用实际示例添加答案会更好。

假设您有 3 个相关的 Django 模型。

class M1(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=10)

class M2(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=10)
    select_relation = models.ForeignKey(M1, on_delete=models.CASCADE)
    prefetch_relation = models.ManyToManyField(to='M3')

class M3(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=10)

在这里，您可以使用 select_relation 字段查询 M2 模型及其相关 M1 对象，使用 prefetch_relation 字段查询 M3 对象。

然而，正如我们提到的，M1 与 M2 的关系是 ForeignKey，它只返回任何 M2 对象的 1 记录。同样的事情也适用于 OneToOneField。

但是 M3 与 M2 的关系是一个 ManyToManyField，它可能返回任意数量的 M1 对象。

假设您有 2 个 M2 对象 m21、m22，它们具有相同的 5 个关联的 M3 对象，ID 为 1,2,3,4,5。当您为每个 M2 对象获取关联的 M3 对象时，如果您使用 select related，这就是它的工作方式。

脚步：

找到 m21 对象。查询所有与m21对象相关的ID为1,2,3,4,5的M3对象。对 m22 对象和所有其他 M2 对象重复相同的操作。

由于我们对 m21、m22 对象具有相同的 1,2,3,4,5 ID，因此如果我们使用 select_related 选项，它将两次查询数据库以获取已获取的相同 ID。

相反，如果您使用 prefetch_related，当您尝试获取 M2 对象时，它会在查询 M2 表时记录您的对象返回的所有 ID（注意：只有 ID），作为最后一步，Django 正在使用您的 M2 对象返回的所有 ID 的集合对 M3 表进行查询。并使用 Python 而不是数据库将它们连接到 M2 对象。

这样，您只需查询所有 M3 对象一次，这会提高性能，因为 python 连接比数据库连接便宜。

---