模型中许多空外键的成本是多少？答案

【问题标题】：What is the cost of many null-foreign keys in a model?模型中许多空外键的成本是多少？
【发布时间】：2019-07-11 05:48:44
【问题描述】：

我有一个 Post 模型、一个 Image 模型和一个 Channel 模型。我在连接到 Post 模型的 Image 模型中有一个外键。此外，我正在尝试添加一个连接到 Channel 模型的可为空的外键。

   class Image(models.Model):
        post = models.ForeignKey(Post, null=True, blank=True, on_delete=models.CASCADE)
        comment = models.ForeignKey(Comment, null=True, blank=True, on_delete=models.CASCADE)
        news = models.ForeignKey(News, null=True, blank=True, on_delete=models.CASCADE)
        message = models.ForeignKey(Message, null=True, blank=True, on_delete=models.CASCADE)

        channel = models.ForeignKey(Channel, null=True, blank=True, on_delete=models.CASCADE)
        file = ProcessedImageField(upload_to='uploads/%Y/%m/%d/',
                                    processors=[Transpose()],
                                    format='JPEG',
                                    options={'quality': 50},
                                    blank=True)

我担心通道字段将大部分为空，因为我每个通道只需要一张图像。但是图像必须与帖子相关联。因此，每个频道都有一个与帖子相关联的图像。但是，帖子和图片的数量会比一个频道多得多，所以 Image 模型中的频道字段大部分时间都会被浪费掉。

我想到的另一个解决方案是专门为 Channel 模型创建一个新的图像模型，当创建新的图像实例时，手动从原始的 image-post 连接实例中复制图像。

class ChannelImage(models.Model):
            channel = models.OneToOneField(Channel)
            post = models.OneToOneField(Post)
            file = ProcessedImageField(upload_to='uploads/%Y/%m/%d/',
                                        processors=[Transpose()],
                                        format='JPEG',
                                        options={'quality': 50},
                                        blank=True)
//copy a file from the original post

所以我的问题是，在模型中有这么多浪费的空外键的成本是多少？模型中有很多浪费的外键可以吗？

【问题讨论】：

标签： django django-models

【解决方案1】：

首先

在很多行中有一个具有空值属性的模型在技术上没有什么不好的。

关于您的设计

你谈了两种设计：

Image -> Channel  ( image references channel )
ChannelImage -> Image ( new model to store  channel image )

但是，在你的帖子中，你说：

所以每个频道都有一张与帖子相关联的图片。

但是，有什么问题呢？

Channel -> Image ( channel reference image )

使用这种方法，您不会丢失信息，因为Image 仍然连接到Post。

回答

在我看来，是这样的：

将database normalization 应用于您的场景。
将自然键更改为Surrogate keys（ID）。也许您想保留一些自然键。
检查您的设计是否存在性能问题（也许您需要在字段中聚合一些数据以使某些查询更快）。空值不是性能问题。

奖励曲目

从 django 2.2 开始，您可以编写 index condition，这意味着，如果您需要通过具有大量空值的属性来索引模型，您可以根据需要仅对在该属性上具有某些值的行进行索引，比如不为空。

如果表非常大并且您的查询主要针对行的子集，则将索引限制为该子集可能会很有用。将条件指定为 Q。例如，condition=Q(pages__gt=400) 索引超过 400 页的记录。

【讨论】：

【解决方案2】：

在考虑成本时，您需要考虑两个主要方面；时间和记忆。

关于 postgresql 的外键成本有一个很好的post。对只有一个动态参数的情况下外键对时间性能的影响进行了测试。结果如下：

此函数接受的唯一参数是它应该创建的引用此源表的表的数量。 [...] 多次收集这些时间，每次运行 3 次后平均为 2961 毫秒、3805 毫秒、4606 毫秒、5089 毫秒和 5785 毫秒。正如我们所见，仅在五个外键之后，我们的更新性能下降了 28.5%。当我们有 20 个外键时，更新速度会慢 95%！

考虑到内存成本，当您想到当今的计算机时，这并不是什么大问题。但如果您认为会有很多空外键字段，您也可以考虑创建交集表而不是使用外键。

【讨论】：