EF Core クエリの最適化

使用するべき場合

• EF Core クエリが遅い、または多数の SQL ステートメントを生成している
• ORM の非効率性により、データベースの CPU/IO が高い
• ログで N+1 クエリパターンが検出されている
• 大きな結果セットがメモリプレッシャーを引き起こしている

使用してはいけない場合

• ユーザーが Dapper または raw ADO.NET を使用している (EF Core ではない)
• パフォーマンス問題がデータベース側にある (インデックス不足、スキーマ設計)
• ユーザーがゼロからデータアクセスレイヤーを構築している

入力

入力	必須	説明
遅い EF Core クエリ	はい	最適化する LINQ クエリまたは DbContext の使用法
SQL 出力またはログ	いいえ	EF Core が生成した SQL またはクエリ実行ログ

ワークフロー

ステップ 1: クエリログを有効にして実際の SQL を確認する

// In Program.cs or DbContext configuration:
optionsBuilder
    .UseSqlServer(connectionString)
    .LogTo(Console.WriteLine, LogLevel.Information)
    .EnableSensitiveDataLogging()  // shows parameter values (dev only!)
    .EnableDetailedErrors();

または Microsoft.EntityFrameworkCore ログカテゴリを使用します:

{
  "Logging": {
    "LogLevel": {
      "Microsoft.EntityFrameworkCore.Database.Command": "Information"
    }
  }
}

ステップ 2: N+1 クエリパターンを修正する

EF Core のパフォーマンス低下の最大の原因。 ループ内で関連エンティティを読み込むときに発生します。

修正前 (N+1 — 1 つの注文クエリ + N 件の項目クエリ):

var orders = await db.Orders.ToListAsync();
foreach (var order in orders)
{
    // Each access triggers a lazy-load query!
    var items = order.Items.Count;
}

修正後 (即時読み込み — 合計 1 ～ 2 クエリ):

// Option 1: Include (JOIN)
var orders = await db.Orders
    .Include(o => o.Items)
    .ToListAsync();

// Option 2: Split query (separate SQL, avoids cartesian explosion)
var orders = await db.Orders
    .Include(o => o.Items)
    .AsSplitQuery()
    .ToListAsync();

// Option 3: Explicit projection (best - only fetches needed columns)
var orderSummaries = await db.Orders
    .Select(o => new OrderSummary
    {
        OrderId = o.Id,
        Total = o.Items.Sum(i => i.Price),
        ItemCount = o.Items.Count
    })
    .ToListAsync();

Split クエリと Single クエリの使い分け:

シナリオ	使用方法
Include が 1 段階	Single クエリ (デフォルト)
複数の Include (直積のリスク)	AsSplitQuery()
大きな子コレクションを含む Include	AsSplitQuery()
トランザクション一貫性が必要	Single クエリ

ステップ 3: 読み取り専用クエリに NoTracking を使用する

変更追跡のオーバーヘッドは大きい。 エンティティを更新する必要がない場合は無効にします:

// Per-query
var products = await db.Products
    .AsNoTracking()
    .Where(p => p.IsActive)
    .ToListAsync();

// Global default for read-heavy apps
services.AddDbContext<AppDbContext>(options =>
    options.UseSqlServer(connectionString)
           .UseQueryTrackingBehavior(QueryTrackingBehavior.NoTracking));

クエリが重複したエンティティを返す場合は AsNoTrackingWithIdentityResolution() を使用して、メモリ内の重複オブジェクトを回避します。

ステップ 4: ホットパスに対してコンパイル済みクエリを使用する

// Define once as static
private static readonly Func<AppDbContext, int, Task<Order?>> GetOrderById =
    EF.CompileAsyncQuery((AppDbContext db, int id) =>
        db.Orders
            .Include(o => o.Items)
            .FirstOrDefault(o => o.Id == id));

// Use repeatedly — skips query compilation overhead
var order = await GetOrderById(db, orderId);

ステップ 5: 一般的なクエリトラップを回避する

トラップ	問題	修正
Where() の前に ToList()	テーブル全体をメモリに読み込む	最初にフィルタリング: .Where().ToList()
存在確認に Count() を使用	すべての行をスキャン	.Any() を代わりに使用
.Include() の後に .Select()	Include がプロジェクションで無視される	Include を削除し、Select のみを使用
Where で string.Contains()	翻訳されない可能性がある	SQL LIKE に EF.Functions.Like() を使用
Select() 内で .ToList() を呼び出し	ネストされたクエリが発生	Select で最後までプロジェクション

ステップ 6: 複雑なクエリに raw SQL または FromSql を使用する

LINQ で効率的に表現できない場合:

var results = await db.Orders
    .FromSqlInterpolated($@"
        SELECT o.* FROM Orders o
        INNER JOIN (
            SELECT OrderId, SUM(Price) as Total
            FROM OrderItems
            GROUP BY OrderId
            HAVING SUM(Price) > {minTotal}
        ) t ON o.Id = t.OrderId")
    .AsNoTracking()
    .ToListAsync();

検証

• SQL ログに予想されたクエリ数が表示されている (N+1 なし)
• 読み取り専用クエリが AsNoTracking() を使用している
• ホットパスクエリがコンパイル済みクエリを使用している
• ログにクライアント側評価の警告がない
• Include/split 戦略がデータ形状と合致している

一般的なトラブル

トラブル	解決策
遅延読み込みが静かに N+1 を作成している	Microsoft.EntityFrameworkCore.Proxies を削除するか、遅延読み込みを無効にする
パフォーマンス分析で忘れられたグローバルクエリフィルター	モデル構成で HasQueryFilter を確認; 必要に応じて IgnoreQueryFilters() を使用
DbContext を長時間保持している	DbContext はスコープ付き (リクエストごと) にすべき; キャッシュしない
一括更新がフェッチしてから保存している	EF Core 7+: 一括操作に ExecuteUpdateAsync / ExecuteDeleteAsync を使用
FromSqlRaw で文字列補間を使用	SQL インジェクションのリスク — 代わりに FromSqlInterpolated (パラメータ化) を使用