N+1 কোয়েরি সমস্যা ও Eager Loading

import random
random.seed(7)   # প্রতিবার একই ফলাফল পুনরুৎপাদনযোগ্য রাখতে

# ---------- ডেটা প্রস্তুত করা: ১০ parent, প্রতিটির ২-৪টি child ----------
parents_table = [{"id": i, "name": f"Parent-{i}"} for i in range(1, 11)]

children_table = []
next_child_id = 1
for parent in parents_table:
    n_children = random.choice([2, 3, 4])
    for _ in range(n_children):
        children_table.append({
            "id": next_child_id,
            "parent_id": parent["id"],
            "name": f"Child-{next_child_id}",
        })
        next_child_id += 1

# ---------- "কোয়েরি" ফাংশন -- প্রতিটি কল একটি বাস্তব ডেটাবেস রাউন্ড-ট্রিপের সমতুল্য ----------
query_count = 0

def query_get_all_parents():
    global query_count
    query_count += 1
    return list(parents_table)

def query_get_children_for_parent(parent_id):
    global query_count
    query_count += 1
    return [c for c in children_table if c["parent_id"] == parent_id]

def query_get_all_children():
    global query_count
    query_count += 1
    return list(children_table)


# ---------- নাইভ (N+1) পদ্ধতি ----------
query_count = 0
parents = query_get_all_parents()             # ১টি কোয়েরি
naive_result = {}
for parent in parents:                        # প্রতিটি parent-এর জন্য আলাদা কোয়েরি -- মোট N-টি
    naive_result[parent["id"]] = query_get_children_for_parent(parent["id"])

naive_query_count = query_count
print(f"নাইভ (N+1) পদ্ধতি -- মোট কোয়েরি সংখ্যা: {naive_query_count}")
assert naive_query_count == 1 + len(parents)   # ১ (parent তালিকা) + ১০ (প্রতি parent-এর children) = ১১


# ---------- Eager loading পদ্ধতি ----------
query_count = 0
parents = query_get_all_parents()              # ১টি কোয়েরি
all_children = query_get_all_children()        # আরেকটি কোয়েরি -- সবার children একসাথে ব্যাচে

children_by_parent = {}
for child in all_children:                     # এই লুপ কোনো নতুন কোয়েরি চালায় না -- ইতিমধ্যে আনা ডেটার উপর কাজ
    children_by_parent.setdefault(child["parent_id"], []).append(child)

eager_result = {parent["id"]: children_by_parent.get(parent["id"], []) for parent in parents}

eager_query_count = query_count
print(f"Eager loading পদ্ধতি -- মোট কোয়েরি সংখ্যা: {eager_query_count}")
assert eager_query_count == 2   # ১ (parent তালিকা) + ১ (সব children এক ব্যাচে) = ২, N নির্বিশেষে


# ---------- দুই পদ্ধতির ডেটা ফলাফল অভিন্ন কি না যাচাই ----------
same_data = naive_result == eager_result
print(f"\nদুই পদ্ধতির ফলাফল ডেটা হুবহু অভিন্ন: {same_data}")
assert same_data

print(f"\n--- সারাংশ (১০টি parent-এর জন্য) ---")
print(f"নাইভ (N+1):      {naive_query_count} কোয়েরি")
print(f"Eager loading:   {eager_query_count} কোয়েরি")
print(f"পার্থক্য:         {naive_query_count - eager_query_count} কম কোয়েরি eager loading-এ")