メインコンテンツまでスキップ

第32章　パフォーマンス② インデックスとN+1の超基本📌

この章は「読み取りが遅い」ときに、いちばん出やすい原因トップ2（N+1 と インデックス不足）を、手を動かして直せるようにする回だよ〜！🧸💨

この章のゴール🎯✨​

読み終わったら、こんなことができるようになるよ👇

  • ✅ ログを見て「N+1起きてる…！」って気付ける👀
  • ✅ N+1を3つの定番パターンで直せる🔧
  • ✅ 「どの列にインデックス貼る？」を手順で決められる📌
  • ✅ EF Core のマイグレーションでインデックスを追加できる🧱（SQL Server の Include 列も✨）

※EF Core 10 は .NET 10 が必要で、2025年11月リリースのLTSだよ〜（サポートは 2028-11-10 まで）📅✨ (Microsoft Learn)

1) N+1問題ってなに？🐛💥（超ざっくり）​

Efficient search vs inefficient searching.

1回で終わるはずの読み取りが、ループのせいで何回もDBに行っちゃうやつ！

  • 親を1回読む（1回）
  • 子を親の数だけ読む（N回）
  • 合計 1 + N 回（場合によっては 1 + 2N とか）😇

EF Core のパフォーマンス注意点としても「ラウンドトリップ増えすぎ（N+1）」は定番の罠だよ〜って言われてるよ📚 (Microsoft Learn)

2) N+1を見つける最短ルート👀🧾​

まずは「SQLログを出す」🔦​

Program.cs（または Startup 相当）でログを出すと、同じ形のSELECTがいっぱい見えるようになるよ！

builder.Services.AddDbContext<AppDbContext>(opt =>
{
    opt.UseSqlServer(builder.Configuration.GetConnectionString("App"));
    opt.LogTo(Console.WriteLine, LogLevel.Information);

    // 開発中だけON推奨（個人情報がログに出る可能性あるよ⚠️）
    opt.EnableSensitiveDataLogging();
});

さらに、クエリに目印を付けるとログで探しやすいよ🔖✨

var orders = await db.Orders
    .TagWith("Orders list (chapter32)")
    .AsNoTracking()
    .ToListAsync();

3) N+1を“わざと”起こす実験🧪（そしてログで確認）​

題材：ミニECの「注文一覧」だよ🛒✨ （Order / OrderItem / Customer がいる想定）

❌ダメ例：foreachの中でDBアクセスしちゃうやつ😵‍💫​

app.MapGet("/orders/bad", async (AppDbContext db) =>
{
    var orders = await db.Orders
        .OrderByDescending(o => o.CreatedAt)
        .Take(50)
        .AsNoTracking()
        .Select(o => new OrderRowDto
        {
            Id = o.Id,
            CustomerId = o.CustomerId,
            CreatedAt = o.CreatedAt,
            Status = o.Status,
            TotalAmount = o.TotalAmount,
        })
        .ToListAsync();

    // 👇ここが地獄のはじまり（N+1）😇
    foreach (var o in orders)
    {
        o.ItemCount = await db.OrderItems.CountAsync(i => i.OrderId == o.Id);
        o.CustomerName = await db.Customers
            .Where(c => c.Id == o.CustomerId)
            .Select(c => c.Name)
            .SingleAsync();
    }

    return orders;
});

public sealed class OrderRowDto
{
    public int Id { get; set; }
    public int CustomerId { get; set; }
    public DateTime CreatedAt { get; set; }
    public string Status { get; set; } = "";
    public decimal TotalAmount { get; set; }

    public int ItemCount { get; set; }
    public string CustomerName { get; set; } = "";
}

💡ログを見ると…

  • Orders を取る SELECT が 1回
  • Count の SELECT が 50回
  • CustomerName の SELECT が 50回 → 合計101回みたいな感じになるよ（データ量で変わるけど）🫠

4) N+1の直し方3パターン🔧✨（現場で一生使うやつ）​

パターンA：まとめて取って Dictionary で引く（超現実的）📦​

「必要なIDを先に集めて、まとめて取る」作戦！

app.MapGet("/orders/fix-batch", async (AppDbContext db) =>
{
    var orders = await db.Orders
        .OrderByDescending(o => o.CreatedAt)
        .Take(50)
        .AsNoTracking()
        .Select(o => new OrderRowDto
        {
            Id = o.Id,
            CustomerId = o.CustomerId,
            CreatedAt = o.CreatedAt,
            Status = o.Status,
            TotalAmount = o.TotalAmount,
        })
        .ToListAsync();

    var orderIds = orders.Select(x => x.Id).ToArray();
    var customerIds = orders.Select(x => x.CustomerId).Distinct().ToArray();

    var counts = await db.OrderItems
        .Where(i => orderIds.Contains(i.OrderId))
        .GroupBy(i => i.OrderId)
        .Select(g => new { OrderId = g.Key, Count = g.Count() })
        .ToDictionaryAsync(x => x.OrderId, x => x.Count);

    var customerNames = await db.Customers
        .Where(c => customerIds.Contains(c.Id))
        .Select(c => new { c.Id, c.Name })
        .ToDictionaryAsync(x => x.Id, x => x.Name);

    foreach (var o in orders)
    {
        o.ItemCount = counts.GetValueOrDefault(o.Id);
        o.CustomerName = customerNames.GetValueOrDefault(o.CustomerId) ?? "(unknown)";
    }

    return orders;
});

✅ DBアクセスはだいたい 3回くらいに減るよ（Orders / Items集計 / Customers）🎉

パターンB：最初からDTOに投影して「1クエリで終わらせる」（おすすめ）🌟​

一覧APIはこれが気持ちいい〜！

app.MapGet("/orders/fix-projection", async (AppDbContext db) =>
{
    return await db.Orders
        .OrderByDescending(o => o.CreatedAt)
        .Take(50)
        .AsNoTracking()
        .Select(o => new
        {
            o.Id,
            o.CreatedAt,
            o.Status,
            CustomerName = o.Customer.Name,
            ItemCount = o.Items.Count,
            o.TotalAmount
        })
        .ToListAsync();
});

✨ポイント

  • 「一覧」は 必要な形に Select で作るのが強い💪
  • 返すのが Entity じゃなく DTO（または匿名型）なら、余計なものを取らずに済むよ🥰

パターンC：Include/ThenInclude（ただし注意あり）⚠️​

Entityごと返すなら Include は便利だけど、**コレクションを複数Includeすると“別の爆発”**が起きることがあるよ…（デカルト積💥）

EF Core には Single Query と Split Query の話があって、状況によって AsSplitQuery() が有効になるよ〜って公式にもあるよ📚 (Microsoft Learn)

5) インデックス超入門📌（“どこに貼るか”の決め方）​

インデックスはね、超ざっくり言うと…

本の「索引（目次＋単語索引）」みたいなもの📖✨ 探すのが速くなる代わりに、更新がちょい重くなる🥲

手順はこれだけ🧠✨​

  1. 遅いクエリを1個選ぶ（ログから拾う）🧾
  2. WHERE / JOIN / ORDER BY に出てくる列を拾う🔍
  3. SELECTで返してる列のうち、よく使うものは「含める（include）」候補📎

SQL Server だと「キー列」だけじゃなくて、**INCLUDE列（非キー列）**を付けられるよ。そうすると“テーブルに戻らなくて済む”ことがあるのが強い✨ (Microsoft Learn)

あと、インデックス設計の公式ガイドも「キー列/含める列」「フィルター付き」などの考え方を整理してくれてるよ📚 (Microsoft Learn)

6) EF Coreでインデックスを追加する🧱✨（Include列もいけるよ）​

EF Core のインデックス設定は公式ドキュメントにまとまってるよ📚 (Microsoft Learn)

例：注文一覧の典型クエリ（イメージ）🛒​

  • CustomerId で絞る
  • Status でも絞る
  • CreatedAt の新しい順で並べる
  • 一覧に TotalAmount も出す

このときのインデックス例👇

protected override void OnModelCreating(ModelBuilder modelBuilder)
{
    modelBuilder.Entity<Order>()
        .HasIndex(o => new { o.CustomerId, o.Status, o.CreatedAt })
        .HasDatabaseName("IX_Orders_Customer_Status_CreatedAt")
        .IncludeProperties(o => new { o.TotalAmount });
}
  • IncludeProperties は SQL Server 向けの拡張で、公式APIとして存在するよ📎 (Microsoft Learn)

インデックスの並び順（DESC）もできるよ📉​

公式には IsDescending があるよ（AllDescending や列ごとの指定もOK）📚 (Microsoft Learn)

7) ミニ演習🎮✨（今日ここまでやれたら強い！）​

演習A：N+1退治🧹​

  • /orders/bad を叩く
  • ログで「SQLが大量に出てる」ことを確認👀
  • /orders/fix-batch または /orders/fix-projection に置き換える
  • ログで「SQLが数回に減った」ことを確認🎉

演習B：インデックスで速くする📌​

  • 注文一覧に「CustomerIdで絞る＋新しい順」を入れる
  • そのクエリ用に HasIndex(...) を追加
  • マイグレーション反映後、同じクエリを叩いて体感差を見る🚀 （できればSSMSで実行プランも見れたら最高〜！😺）

8) Copilot / Codex に頼るときのプロンプト例🤖✨​

  • 「このAPIでN+1が起きてそう。ログから怪しい箇所を推理して、修正案を3パターン出して」🕵️‍♀️
  • 「このLINQを“1クエリのDTO投影”に書き換えて（必要列だけ）✂️」
  • 「SQL Server のインデックス案を、WHERE/JOIN/ORDER BY/SELECTから提案して。キー列とINCLUDE列も分けて」📌

👉でも最後は必ずログで確認ね！「減った気がする」じゃなくて「SQL回数が減った」が正義💪😆

まとめ✅💖​

  • N+1は「foreachの中でDB」がだいたい犯人😇

  • 直し方は

    • まとめて取る（Dictionary）📦
    • DTO投影で1クエリ🌟（おすすめ）
    • Includeは便利だけど爆発注意💥（必要ならSplit Queryも検討）(Microsoft Learn)

  • インデックスは「WHERE/JOIN/ORDER BYがキー」「SELECTはINCLUDE候補」📌(Microsoft Learn)

まとめ：インデックスとN+1を制して爆速へ！

次の第33章はキャッシュ🧊だよね！ この章で作った「速い一覧」に、短時間キャッシュを乗せると“効いた感”が出て楽しいよ〜😺✨