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Concevoir une API Django scalable : patterns avancés

Pagination cursor, throttling, cache Redis, index BDD, N+1 queries — les patterns qui font la différence entre une API qui tient 1 000 requêtes/s et une qui rame à 100.

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Yannick Aboh Thierry

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Concevoir une API Django scalable : patterns avancés

Une API Django qui fonctionne pour 100 utilisateurs ne fonctionnera pas forcément pour 10 000. Ces patterns, je les ai implémentés en réaction à des incidents en production. Autant les mettre en place dès le début.

Pagination : ne jamais renvoyer toute la collection

La pagination par offset (?page=5) est simple mais dangereuse sur les grands datasets : une requête OFFSET 50000 scanne les 50 000 premières lignes avant de renvoyer les 20 suivantes. La pagination par curseur est supérieure :

class ArticleCursorPagination(CursorPagination):
    page_size = 20
    ordering = "-created_at"

Performance constante quelle que soit la page, résistante aux insertions en temps réel.

Index BDD : le levier le plus sous-estimé

class Article(models.Model):
    class Meta:
        indexes = [
            # Requêtes filtrées par statut + triées par date
            models.Index(fields=["statut", "-date_publication"]),
            models.Index(fields=["titre"], name="idx_article_titre"),
        ]

Utilisez EXPLAIN ANALYZE en PostgreSQL ou EXPLAIN en MySQL pour détecter les seq scans. Un index bien placé peut transformer une requête de 2s en 5ms.

Select related : éliminer les N+1 en amont

# ? N+1 : 1 requête pour la liste + 1 par article pour le thème
articles = Article.objects.filter(statut="publie")

# ? 2 requêtes pour tout
articles = (
    Article.objects
    .filter(statut="publie")
    .select_related("theme")
    .prefetch_related("tags", "commentaires")
)

Installez django-debug-toolbar pour détecter les N+1 automatiquement en développement.

Throttling : protéger l'API dès le départ

REST_FRAMEWORK = {
    "DEFAULT_THROTTLE_CLASSES": [
        "rest_framework.throttling.AnonRateThrottle",
        "rest_framework.throttling.UserRateThrottle",
    ],
    "DEFAULT_THROTTLE_RATES": {
        "anon": "100/day",
        "user": "1000/day",
    },
}

Cache Redis : mesurer avant d'optimiser

from django.core.cache import cache

def get_articles_vedette():
    key = "articles:vedette:v1"
    articles = cache.get(key)
    if articles is None:
        articles = list(
            Article.objects.filter(est_en_vedette=True, statut="publie")
            .select_related("theme").prefetch_related("tags")[:6]
        )
        cache.set(key, articles, timeout=1800)
    return articles