Laravel 10 Eloquent N+1 查询消除与批量加载：with、loadMissing 与缓存验证指南

本文聚焦 Web 常见的父子/多对多关系，通过 `with`/`loadMissing` 与聚合加载消除 N+1 并配合缓存与索引获得稳态优化。所有指标可用 Telescope/Query Log 验证。

## 适用版本与前提

• PHP 8.2/8.3，Laravel 10.x。
• 已安装 `laravel/telescope`（可选）或开启 Query Log。

## 可复现的 N+1 基线

模型关系示例：`Post hasMany Comment`。

// routes/web.php
Route::get('/posts', function () {
    \DB::enableQueryLog();
    $posts = \App\Models\Post::latest()->take(50)->get();
    foreach ($posts as $p) {
        // 触发 N+1（每条 Post 额外 1 次查询）
        $p->comments->count();
    }
    return [
        'queries' => count(\DB::getQueryLog())
    ];
});

验证：无预加载时 1（posts）+ N（comments）条查询，观察 `queries` 值与耗时。

## 解决方案 1：预加载关系（with）

Route::get('/posts-fast', function () {
    \DB::enableQueryLog();
    $posts = \App\Models\Post::with(['comments' => function ($q) {
        $q->select('id','post_id'); // 限字段，减负载
    }])->latest()->take(50)->get();
    foreach ($posts as $p) {
        $p->comments->count();
    }
    return [
        'queries' => count(\DB::getQueryLog())
    ];
});

验证：查询数量降为固定 2 条（posts+comments），耗时显著下降；在 Telescope 中对比两路由的 `p95`。

## 解决方案 2：缺失时再加载（loadMissing）

适用：服务层有条件访问关系，避免重复加载。

$posts->loadMissing('comments:id,post_id');

## 解决方案 3：聚合加载（withCount/withSum）

避免为统计再次遍历关系：

$posts = \App\Models\Post::withCount('comments')
    ->withSum('comments as comments_words_sum', 'words')
    ->latest()->take(50)->get();

验证：只追加 1 次聚合查询，遍历时不触发额外 SQL。

## 解决方案 4：缓存与失效策略

$key = 'posts:index:v1';
$posts = cache()->remember($key, 60, function () {
    return \App\Models\Post::with('comments:id,post_id')
        ->latest()->take(50)->get();
});

// 失效（在评论创建/删除后）：
Event::listen(\App\Events\CommentChanged::class, fn()=> cache()->forget('posts:index:v1'));

验证：命中缓存后数据库查询降为 0；通过 `redis-cli monitor` 或 Query Log 观察差异。

## 数据库层协同：索引与选择字段

• 为外键 `comments.post_id` 建立索引：`CREATE INDEX idx_comments_post ON comments(post_id);`
• 预加载时限制选择字段，减少网络与解析成本。

## 指标采集与对比

• Query 数：基线 ≈ 1+N → 预加载后 ≈ 2。
• 耗时：在 50 条父记录的场景，预加载常见提升 2–5 倍（视网络与序列化）。
• Telescope：对比两路由的 `p95/p99` 与内存占用。

## 注意事项

• 嵌套预加载需控制层级与字段，避免爆炸加载。
• 缓存键需带版本与租户维度；失效与幂等逻辑要在业务层保证。
• 批量加载与分页结合时，注意 `with` 与 `simplePaginate` 的协同。

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## 结语

通过预加载、聚合加载与缓存协同，Eloquent 能在真实业务下稳定消除 N+1 并降低数据库压力；上述步骤可直接在你的代码与监控中验证落地效果。