A summer storm

問題点

Rails でデファクトスタンダードとなっているページネーション gem に Kaminari というのがある。

kaminari/kaminari

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⚡ A Scope & Engine based, clean, powerful, customizable and sophisticated paginator for Ruby webapps - kaminari/kaminari

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めっちゃ最高便利で大好きなのだけど、巨大なテーブルに対して COUNT 文を投げると遅いという問題にぶち当たった。このような巨大なテーブルで Kaminari を使うために COUNT 文を発行しない without_count というメソッドが用意されている( Kaminari 1.0.0 でやってくる 5 つの大きな変更 - Qiita )が、これを使うと next_pageprev_pagetotal_pages が取れなくなる(当たり前)。次のページがあるかどうかはばくち状態になってしまう。

本当は DB のスキーマを見直すべき(インデックスがちゃんと効くようにスキーマ変更するべき)だが、 Rails からもレガシーアプリからも同時に同じ DB にアクセスしており、並行運用しているような状況ではなかなか大胆な変更は実行できない。

DB 構造をなおせないとなるとキャッシュを思いつく。 HTML も Rails でレンダリングするのであれば partial cache などでページャー部分だけをキャッシュすれば良いが、 API 選任野郎と化した Rails ではビューのキャッシュはできない。

どうしたか

total_count をキャッシュする。公開範囲を設定できるようなリソースだと全員同一のキーでキャッシュするわけにはいかないのでユーザーごとにキーを作ってキャッシュする必要あり。全ユーザーの全リクエストでスロークエリになってたやつが 5 分に一回スロークエリになるくらいだったら何とか許容できる。

例えば以下のようなコントローラーがあったとする。 HeavyModel には数千万レコードあって、普通に COUNT 文を投げると遅い。 Paginatable という名前でモジュールを定義して、 render メソッドを上書きし、ページネーションを間に挟み込む。

class HeavyModelController < ApplicationController
  include Paginatable

  before_action :login_required

  def index
    resources = HeavyModel.all
    render json: resources, paginate: true
  end
end

モジュールはこんな感じ。車輪の再発明をしている感はあるが、 COUNT 文の結果が current_user 、コントローラーのクラス名、アクション名のそれぞれをつなげたものをキーにしてキャッシュされる。

module Paginatable
  def render(*args)
    options = args.extract_options!
    resources = options[:json]
    if options[:paginate]
      resources, meta = paginate(resources, cache_total_count: options[:cache_total_count])
      options[:json] = resources
      options[:meta] ||= {}
      options[:meta].merge!(meta)
    end
    args << options
    super(*args)
  end

  def paginate(resources, options = {})
    parse_params_for_pagination
    paginator = Paginator.new(
      resources:         resources,
      page:              @page,
      per:               @per,
      cache_total_count: options[:cache_total_count],
      cache_key:         total_count_cache_key
    )
    [paginator.resources, paginator.meta]
  end

  def total_count_cache_key
    @total_count_cache_key ||= "#{current_user&.id}_#{self.class.name}_#{action_name}_count"
  end

  class Paginator
    attr_reader :cache_total_count

    UNCOUNTABLE = -1

    def initialize(resources:, page:, per:, cache_total_count: false, cache_key: nil)
      @_resources        = resources
      @page              = page.to_i
      @per               = per.to_i
      @cache_total_count = cache_total_count
      @cache_key         = cache_key
    end

    def resources
      @resources ||= if cache_total_count?
                       @_resources.page(page).per(per).without_count
                     else
                       @_resources.page(page).per(per)
                     end
    end

    def page
      @page.zero? ? 1 : @page
    end

    def per
      @per.zero? ? Kaminari.config.default_per_page : @per
    end

    def meta
      {
        current_page: current_page,
        next_page:    next_page,
        prev_page:    prev_page,
        total_pages:  total_pages,
        total_count:  total_count
      }
    end

    alias cache_total_count? cache_total_count

    def paginatable?
      !cache_total_count? && resources.respond_to?(:total_count)
    end

    def current_page
      resources.current_page || page
    end

    def next_page
      paginatable? ? (resources.next_page || UNCOUNTABLE) : next_page_fallback
    end

    def next_page_fallback
      return UNCOUNTABLE if page < 1
      return UNCOUNTABLE if per > resources.length
      total_count_fallback > current_page * per ? current_page + 1 : UNCOUNTABLE
    end

    def prev_page
      paginatable? ? (resources.prev_page || UNCOUNTABLE) : prev_page_fallback
    end

    def prev_page_fallback
      return UNCOUNTABLE if page < 2
      (total_count_fallback.to_f / per).ceil >= page ? current_page - 1 : UNCOUNTABLE
    end

    def total_pages
      paginatable? ? resources.total_pages : (total_count.to_f / per).ceil
    end

    def total_count
      paginatable? ? resources.total_count : total_count_fallback
    end

    def total_count_fallback
      @total_count_fallback ||=
        begin
          cached_total_count = Rails.cache.read(@cache_key)
          if cached_total_count
            cached_total_count
          else
            real_total_count = @_resources.page(page).total_count
            Rails.cache.write(@cache_key, real_total_count, expires_in: 5.minutes)
            real_total_count
          end
        end
    end
  end
end

これで 5 分間はキャッシュが効くようになる。

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