12.3 动态流

接下来我们要实现演示应用最难的功能：微博动态流。基本上本节的内容算是全书最高深的。完整的动态流以 11.3.3 节的动态流原型为基础实现，动态流中除了当前用户自己的微博之外，还包含他关注的用户发布的微博。我们会采用循序渐进的方式实现动态了。在实现的过程中，会用到一些相当高级的 Rails、Ruby 和 SQL 技术。

因为我们要做的事情很多，在此之前最好先清楚我们要实现的是什么样的功能。图 12.5 显示了最终要实现的动态流，图 12.21 是同一幅图。

12.3.1 目的和策略

我们对动态流的构思很简单。图 12.22 中显示了一个示例的 microposts 表和要显示的动态。动态流就是要把当前用户关注的用户发布的微博（也包括当前用户自己的微博）从 microposts 表中取出来，如图中的箭头所示。

图 12.21：某个用户登录后看到的首页，显示有动态流图 12.22：ID 为 1 的用户关注了 ID 为 2，7，8，10 的用户后得到的动态流

虽然我们还不知道怎么实现动态流，但测试的方法很明确，所以我们先写测试。测试的关键是要覆盖三种情况：动态流中既要包含关注的用户发布的微博，还要有用户自己的微博，但是不能包含未关注用户的微博。根据代码清单 9.43 和代码清单 11.51 中的固件，也就是说，Michael 要能看到 Lana 和自己的微博，但不能看到 Archer 的微博。把这个需求转换成测试，如代码清单 12.41 所示。（用到了代码清单 11.44 中定义的 feed 方法。）

代码清单 12.41：测试动态流 RED

test/models/user_test.rb

require 'test_helper'

class UserTest < ActiveSupport::TestCase
  .
  .
  .
  test "feed should have the right posts" do
    michael = users(:michael)
    archer  = users(:archer)
    lana    = users(:lana)
    # 关注的用户发布的微博
    lana.microposts.each do |post_following|
      assert michael.feed.include?(post_following)
    end
    # 自己的微博
    michael.microposts.each do |post_self|
      assert michael.feed.include?(post_self)
    end
    # 未关注用户的微博
    archer.microposts.each do |post_unfollowed|
      assert_not michael.feed.include?(post_unfollowed)
    end
  end
end

当然，现在的动态流只是个原型，测试无法通过：

代码清单 12.42：RED

$ bundle exec rake test

12.3.2 初步实现动态流

有了检查动态流的测试后（代码清单 12.41），我们可以开始实现动态流了。因为要实现的功能有点复杂，因此我们会一点一点实现。首先，我们要知道该使用怎样的查询语句。我们要从 microposts 表中取出关注的用户发布的微博（也要取出用户自己的微博）。为此，我们可以使用类似下面的查询语句：

SELECT * FROM microposts
WHERE user_id IN (<list of ids>) OR user_id = <user id>

编写这个查询语句时，我们假设 SQL 支持使用 IN 关键字检测集合中是否包含指定的元素。（还好，SQL 支持。）

11.3.3 节实现动态流原型时，我们使用 Active Record 中的 where 方法完成上面这种查询（代码清单 11.44）。那时所需的查询很简单，只是通过当前用户的 ID 取出他发布的微博：

Micropost.where("user_id = ?", id)

而现在，我们遇到的情况复杂得多，要使用类似下面的代码实现：

Micropost.where("user_id IN (?) OR user_id = ?", following_ids, id)

从上面的查询条件可以看出，我们需要生成一个数组，其元素是关注的用户的 ID。生成这个数组的方法之一是，使用 Ruby 中的 map 方法，这个方法可以在任意“可枚举”（enumerable）的对象上调用，[9]例如由一组元素组成的集合（数组或哈希）。我们在 4.3.2 节举例介绍过这个方法，现在再举个例子，把整数数组中的元素都转换成字符串：

$ rails console
>> [1, 2, 3, 4].map { |i| i.to_s }
=> ["1", "2", "3", "4"]

像上面这种在每个元素上调用同一个方法的情况很常见，所以 Ruby 为此定义了一种简写形式（4.3.2 节简介过）——在 & 符号后面跟上被调用方法的符号形式：

>> [1, 2, 3, 4].map(&:to_s)
=> ["1", "2", "3", "4"]

然后再调用 join 方法（4.3.1 节），就可以把数组中的元素合并起来组成字符串，各元素之间用逗号加一个空格分开：

>> [1, 2, 3, 4].map(&:to_s).join(', ')
=> "1, 2, 3, 4"

参照上面介绍的方法，我们可以在 user.following 中的每个元素上调用 id 方法，得到一个由关注的用户 ID 组成的数组。例如，对数据库中的第一个用户而言，可以使用下面的方法得到这个数组：

>> User.first.following.map(&:id)
=> [4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23,
24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42,
43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51]

其实，因为这种用法太普遍了，所以 Active Record 默认已经提供了：

>> User.first.following_ids
=> [4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23,
24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42,
43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51]

上述代码中的 following_ids 方法是 Active Record 根据 has_many :following 关联（代码清单 12.8）合成的。因此，我们只需在关联名后面加上 _ids 就可以获取 user.following 集合中所有用户的 ID。用户 ID 组成的字符串如下：

>> User.first.following_ids.join(', ')
=> "4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23,
24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42,
43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51"

不过，插入 SQL 语句时，无须手动生成字符串，? 插值操作会为你代劳（同时也避免了一些数据库之间的兼容问题）。所以，实际上只需要使用 following_ids 而已。

所以，之前猜测的写法确实可用：

Micropost.where("user_id IN (?) OR user_id = ?", following_ids, id)

feed 方法的定义如代码清单 12.43 所示。

代码清单 12.43：初步实现的动态流 GREEN

app/models/user.rb

class User < ActiveRecord::Base
  .
  .
  .
  # 如果密码重设超时失效了，返回 true
  def password_reset_expired?
    reset_sent_at < 2.hours.ago
  end

  # 返回用户的动态流
  def feed
 Micropost.where("user_id IN (?) OR user_id = ?", following_ids, id)  end

  # 关注另一个用户
  def follow(other_user)
    active_relationships.create(followed_id: other_user.id)
  end
  .
  .
  .
end

现在测试组件应该可以通过了：

代码清单 12.44：GREEN

$ bundle exec rake test

在某些应用中，这样的初步实现已经能满足大部分需求了，但这不是我们最终要使用的实现方式。在阅读下一节之前，你可以想一下为什么。（提示：如果用户关注了 5000 个人呢？）

12.3.3 子查询

如前一节末尾所说，对 12.3.2 节的实现方式来说，如果用户关注了 5000 个人，动态流中的微博数量会变多，性能就会下降。本节，我们会重新实现动态流，在关注的用户数量很多时，性能也很好。

12.3.2 节中所用代码的问题是 following_ids 这行代码，它会把所有关注的用户 ID 取出，加载到内存，还会创建一个元素数量和关注的用户数量相同的数组。既然代码清单 12.43 的目的只是为了检查集合中是否包含了指定的元素，那么就一定有一种更高效的方式。其实 SQL 真得提供了针对这种问题的优化措施：使用“子查询”（subselect），在数据库层查找关注的用户 ID。

针对动态流的重构，先从代码清单 12.45 中的小改动开始。

代码清单 12.45：在获取动态流的 where 方法中使用键值对 GREEN

app/models/user.rb

class User < ActiveRecord::Base
  .
  .
  .
  # 返回用户的动态流
  def feed
 Micropost.where("user_id IN (:following_ids) OR user_id = :user_id", following_ids: following_ids, user_id: user)  end
  .
  .
  .
end

为了给下一步重构做准备，我们把

where("user_id IN (?) OR user_id = ?", following_ids, id)

换成了等效的

where("user_id IN (:following_ids) OR user_id = :user_id",
      following_ids: following_ids, user_id: id)

使用问号做插值虽然可以，但如果要在多处插入同一个值，后一种写法更方便。

上面这段话表明，我们要在 SQL 查询语句中两次用到 user_id。具体而言，我们要把下面这行 Ruby 代码

following_ids

换成包含 SQL 语句的代码

following_ids = "SELECT followed_id FROM relationships
 WHERE  follower_id = :user_id"

上面这行代码使用了 SQL 子查询语句。那么针对 ID 为 1 的用户，整个查询语句是这样的：

SELECT * FROM microposts
WHERE user_id IN (SELECT followed_id FROM relationships
                  WHERE  follower_id = 1)
      OR user_id = 1

使用子查询后，所有的集合包含关系都交由数据库处理，这样效率更高。

有了这些基础，我们就可以着手实现更高效的动态流了，如代码清单 12.46 所示。注意，因为现在使用的是纯 SQL 语句，所以使用插值方式把 following_ids 加入语句中，而没使用转义的方式。

代码清单 12.46：动态流的最终实现 GREEN

app/models/user.rb

class User < ActiveRecord::Base
  .
  .
  .
  # 返回用户的动态流
  def feed
    following_ids = "SELECT followed_id FROM relationships
 WHERE  follower_id = :user_id"
    Micropost.where("user_id IN (#{following_ids}) OR user_id = :user_id", user_id: id)
  end
  .
  .
  .
end

这段代码结合了 Rails、Ruby 和 SQL 的优势，达到了目的，而且做的很好：

代码清单 12.47：GREEN

$ bundle exec rake test

当然，子查询也不是万能的。对于更大型的网站而言，可能要使用“后台作业”（background job）异步生成动态流。性能优化这个话题已经超出了本书范畴。

现在，动态流完全实现了。11.3.3 节已经在首页加入了动态流，下面再次列出来（代码清单 12.48），以便参考。第 11 章实现的只是动态流原型（图 11.14），添加代码清单 12.46 中的代码后，首页显示的动态流完整了，如图 12.23 所示。

代码清单 12.48：home 动作中分页显示的动态流

app/controllers/static_pages_controller.rb

class StaticPagesController < ApplicationController

  def home
    if logged_in?
      @micropost  = current_user.microposts.build
 @feed_items = current_user.feed.paginate(page: params[:page])    end
  end
  .
  .
  .
end

现在可以把改动合并到 master 分支了：

$ bundle exec rake test
$ git add -A
$ git commit -m "Add user following"
$ git checkout master
$ git merge following-users

然后再推送到远程仓库，并部署到生产环境：

$ git push
$ git push heroku
$ heroku pg:reset DATABASE
$ heroku run rake db:migrate
$ heroku run rake db:seed

在生产环境的线上网站中也会显示动态流，如图 12.24 所示。

图 12.23：首页，显示有动态流图 12.24：线上网站中显示的动态流