Ruby on Rails开发人员需要掌握的常见性能规则

本文将带领你深入了解HTTP、Ruby on Rails和数据库的最佳实践，探讨何时应遵循规则，以及何时打破规则可能使你的代码脱颖而出。

原文链接：https://www.rorvswild.com/blog/2023/everyday-performance-rules-for-ruby-on-rails-developers

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译者 | 弯月

责编 | 夏萌

出品 | CSDN（ID：CSDNnews）

本文将带领你深入了解HTTP、Ruby on Rails和数据库的最佳实践，探讨何时应遵循规则，以及何时打破规则可能使你的代码脱颖而出。

这里我们讨论的是你可以放心遵循的性能规则。就像任何规则一样，你也可以打破它们。但你需要充分的理由。

在本文中，我们将讨论关于HTTP、Ruby和数据库层的最佳实践，这样大多数流量较大的应用程序都可以改进响应时间。一些最佳实践对于经验丰富的开发人员来说是显而易见的。如果你已经知道并使用了它们，那么你的Rails应用程序已经做得很好。

HTTP使用CDN

所有资源都应该来自CDN。它能减少访问者的延迟，减少发送到服务器的请求数。更重要的是，CDN可以提供比服务器更多的带宽。

CDN并不昂贵，而且它们的费率是渐进的。设置也非常简单：

除了仅在私有网络上运行的应用程序外，我们想不到任何不使用它们的充分理由。

启用HTTP压缩

一个资源被缓存就意味着客户端和服务器之间少了一个请求，因此加载时间更快。

显然，所有通过CDN传递的资源都应启用缓存。

Cache-Control头可以向浏览器和CDN提供指令。检查一下你的响应中是否有这样的头部 Cache-Control "max-age=86400, public"。max-age是以秒为单位的持续时间，在这个例子中即为24小时。你可以决定是否需要更激进的缓存。

对于私有资源，请使用 Cache-Control: private 头部关闭缓存。

启用持久（keep-alive）连接

Keep-alive连接可以重复利用。它们可以防止重新建立连接以及SSL协商，能减少由多个资源组成的所有页面的延迟时间。

默认情况下，Web服务器通常会启用它们。你可以验证以下头部的 Keep-Alive timeout=5, max=100。在此示例中，连接在5秒的不活动后关闭，并且可以重复使用100次。

Ruby尽可能在后台运行

尽量将任何繁重或会导致延迟的任务放在后台运行。发送电子邮件就是一个例子。

与HTTP请求的持续时间相比，这是一个相对较长的任务。此外，因为需要网络连接，此类任务的持续时间是不可预测的。另一方面，电子邮件并不一定要在HTTP请求期间发送。因此，从Rails控制器中使用 deliver_later 方法是一个好习惯。

除了减少响应时间外，这样做还不需要一个Web进程或线程来处理后续请求。因此，应用程序可以处理更大的数据量。此外，这种实现还不容易受到拒绝服务攻击的影响。

了解count、size和length的区别，减少SQL请求数

了解这三种方法之间的差异很重要，可以确保触发尽可能少或最优化的SQL查询。

• count 方法始终触发 SELECT count(*) FROM table 查询。

• length 方法确保关系已加载到内存中，在内存中统计数量。

• size 方法适应于关系的加载。如果尚未加载，将触发查询；如果已加载，则在内存中统计数量。

以下是汇总表格：

在计数和枚举时，一定要在加载关系之后再调用 size。这样做的目的是保证只需一个请求就能完成。

了解exists、any/empty和present/blank的区别，节省SQL查询

与 count、size 和 length一样，了解这些方法的微妙之处非常重要，可以触发尽可能少且最有效的查询。

• exists? 方法始终触发查询，但经过可优化，因为一旦找到一行就会停止。

• present? 和 blank? 方法确保在检查它们在内存中的存在或不存在之前已经执行了查询。

• any? 和 empty? 方法会自动检测关系是否已加载。

以下是汇总表格：

了解这些，在需要根据记录的存在情况调用时，就可以选择更好的方式。

尽可能使用pluck，不要加载整个ActiveRecord实例

pluck可以获取SQL查询的原始结果，从而避免创建ActiveRecord实例。由于执行的操作较少，因此速度更快且更节省内存。另一方面，你无法再享有ActiveRecord模型的全部功能。因此，在不需要使用模型方法时使用它是个好主意。一个明显的例子就是导出数千行的CSV或文本文件。

在需要获取大量记录时，可以试着使用pluck。

使用符号或者冻结的字符串字面量

默认情况下，Ruby会为字符串字面量创建新的实例，但符号不会。

如上所示，相同的字符串被创建了三次，这是一种浪费，而符号会被重复利用。所以符号的效率更高。在文件开头添加注释可以告诉Ruby冻结并重用字符串字面量。

但是，这样做字符串就不能再被修改了。将一个冻结的字符串传递给不属于你的方法，可能会导致FrozenError异常。你需要明确地复制一次。

如果函数的结果需要多次使用，应保存到局部变量中

虽然这一条很显然，但我们经常会读到下面这种代码：

即使是非常简单的方法，重复也是浪费：

这样并不会让代码更复杂，有时候还会变得简单一些。

重用HTTP连接

前面介绍过，使用同一个HTTP连接执行多个请求会更有效率。每次都可以节省下建立连接和SSL协商的时间。

最简单的方法就是将一个块中的所有请求都传递给Net::HTTP.start，这样就不会忘记关闭连接。如果无法将一个块中的请求分组到一起，也可以手动start和end。

数据库微调数据库设置

默认情况下，大多数数据库并不会根据使用情况和服务器的能力进行最优配置。如果自行管理数据库，微调至关重要的。如果数据库由第三方管理，那么检查是否已正确配置也同样重要。

幸运的是，有一些可用的工具可以帮助你实现这一目标。对于PostgreSQL，我们推荐使用PGTune。对于MySQL，有MySQLTunner，但我们还没有使用它的经验。

只需告知内存和CPU的数量，PGTune就可以为服务器提供最佳设置。非常容易。

然后，你只需将设置复制到配置文件中。

我们喜欢将这些设置存储在专用文件中，例如/etc/postgresql/16/main/conf.d/pgtune.conf。如果将来需要更改，我们只需替换整个文件。这样更容易维护。

对于SQLite，在Rails 7.1以后，默认设置很好。如果不想使用默认设置，可以自行设置这些参数：

数据库总是比你的代码快

如果一个操作可以由数据库执行，也可以由代码执行，就让数据库来负责吧。由于操作是在数据所在的位置进行的，所以速度更快。这意味着会消耗更少的带宽，延迟也更低。而且，你的代码不太可能比数据库写得还好。

所有外键都要加索引

外键出现在 where 子句中的几率非常高。如果不是这样，那么可能这个外键根本没什么用。因此，毫无疑问，在添加外键时必须创建索引。

索引的缺点是导致表的写入速度减慢。但很多时候，读取的次数远远超过写入的次数。另一方面，如果某个索引从未被使用，那么就应该被删除。这个信息可以在 PostgreSQL 的内部表中找到。这个问题解释起来比较麻烦，但幸运的是，诸如PgHero 等工具使这变得非常容易。

因此，默认要对每个外键添加索引，然后删除那些从未被使用的索引。

索引不要包含null

数据库索引是一种B树结构。当数据具有较高的基数时，非常高效。然而，当一个列允许空值时，通常会成为最冗余的值。索引效率较低，占用更多的空间。除非 null 是一个不经常重复的值，否则对其进行索引只有坏处。

你可以在创建索引时使用 WHERE 子句排除null。

或者用SQL：

不要为布尔类型等基数低的列添加索引

原因与前一段相同。B-tree 索引在基数高时效果最好。因此，布尔类型列上的索引会非常差。因此，请勿为布尔类型添加索引。

与其他类型一样，如果重复性非常高的值，而从业务角度来看这些值并不重要，那么将它们从索引中排除可能是个不错的主意。特别是默认值：

或者用SQL：

总结

这些规则还远远不够。欢迎您在下方留言，分享更多的规则。