Laravel 10 Eloquent N+1 查询优化与缓存策略：with、load 与 Cache 可验证实战

## 复现实验场景

• 模型：`User` 一对多 `Post`
• 数据量：用户 10 万、每用户帖子 10~50

// 伪代码示例（Seeder）
User::factory(100000)->create()->each(function ($u) {
    Post::factory(random_int(10,50))->create(['user_id' => $u->id]);
});

## N+1 问题与优化

// 问题代码：N+1（1 次取用户 + N 次取 posts）
$users = User::limit(1000)->get();
foreach ($users as $u) {
    $posts = $u->posts; // 触发额外查询
}

// 优化：预加载（eager loading）
$users = User::with('posts')->limit(1000)->get();
foreach ($users as $u) {
    $posts = $u->posts; // 不再额外查询
}

// 计数优化：避免加载大集合
$users = User::withCount('posts')->limit(1000)->get();

// 按需补充：避免重复查询
$users->loadMissing('posts');

// 严格模式：阻止懒加载（Laravel 9+）
Model::preventLazyLoading();

## 指标采集与验证

• 使用 `Laravel Telescope` 或 `barryvdh/laravel-debugbar` 统计查询次数与耗时；
• 或 `DB::enableQueryLog()` + `DB::getQueryLog()` 手工采集；
• 期望：从 `1 + N` 次查询降为 `2~3` 次（`users` 与关联 `posts`）。

## 缓存策略

// 典型列表缓存（避免重复构建）
$key = 'users.index.page1';
$users = Cache::remember($key, now()->addMinutes(10), function () {
    return User::with(['posts' => fn($q) => $q->select('id','user_id','title')])
        ->orderByDesc('id')
        ->limit(1000)
        ->get();
});

// 细粒度缓存：统计类数据
$count = Cache::remember("user:{$userId}:posts_count", now()->addMinutes(30), function () use ($userId) {
    return Post::where('user_id', $userId)->count();
});

## 注意事项与边界

• 预加载字段尽量裁剪：避免传输/序列化过量；
• 结合分页或游标：大表场景控制内存与响应时间；
• 缓存失效策略要与写路径一致：更新/删除需主动 `forget`；
• 高并发下使用 `remember` 的互斥（cache stampede）防护，或引入二级缓存；
• 生产环境开启 `Model::preventLazyLoading()` 有助于在开发阶段及时暴露问题。

## 结论

• 预加载是解决 N+1 的首选；计数/聚合优先用 `withCount/withSum`；
• 将热点列表与统计数据纳入缓存，显著降低数据库压力；
• 指标需以实际查询次数、响应时间与资源占用为准进行持续验证。