遅いデータベースクエリをどのように最適化しますか?

Question

Accepted Answer

**まずクエリプランを見て、最大のコストを修正します。** `EXPLAIN`/`EXPLAIN ANALYZE` を使ってデータベースが実際に何をしているかを確認し、適切な**インデックス**を追加し、**N+1** クエリを排除して、必要なデータだけを選択します。

## クエリプランを読む

`EXPLAIN ANALYZE` は実行プランと実際のタイミングを表示します。大きなテーブル上の**Seq Scan**は典型的な警告信号です:

```sql
EXPLAIN ANALYZE
SELECT * FROM orders WHERE customer_id = 42;
-- Seq Scan on orders  (cost=0.00..18500 rows=120)
--   Filter: (customer_id = 42)
--   rows removed by filter: 999880   ← scanned the whole table!
```

## 適切なインデックスを追加する

インデックスは完全スキャンを高速ルックアップに変えます:

```sql
CREATE INDEX idx_orders_customer ON orders (customer_id);
-- Now: Index Scan using idx_orders_customer  (cost=0.42..8.5 rows=120)
--   1,000,000-row scan → ~120-row lookup
```

インデックスは**書き込みにコスト**がかかります: すべての INSERT/UPDATE はインデックスも更新する必要があるため、フィルタ/結合/ソート対象の列にインデックスを付けます — すべての列ではなく。**複合**インデックス `(customer_id, created_at)` は `WHERE customer_id = ? ORDER BY created_at` を1つの構造で処理します。

## N+1 と過度なフェッチを修正する

**N+1 問題** — リストに対して1つのクエリ、その後行ごとに1つ — は速度低下の主な原因です。eager loading、`JOIN`、またはバッチ処理 `IN (...)` で置き換えます:

```sql
-- N+1: 1 + 100 queries
SELECT * FROM orders;            -- then per order: SELECT * FROM users WHERE id = ?

-- Fixed: one JOIN, only needed columns
SELECT o.id, o.total, u.name
FROM orders o JOIN users u ON u.id = o.user_id;
```

また**必要な列だけを選択**(`SELECT *` を避ける)して、`LIMIT`/keyset pagination で**ページネート**することで、数百万行を読み込まないようにします。

## なぜ重要なのか

データベースは最も一般的なボトルネックです。プランを読むことで、推測する代わりに*なぜ*クエリが遅いのかがわかります。適切なインデックス、N+1 の削除、結果セットの削減は、ハードウェアをスケールしなくても、秒単位のクエリをミリ秒単位に変えることができます。