Photo by BENCE BOROS on Unsplash

Comparing Keyset Pagination and Offset Pagination in C#: Performance and Functionality

Web uygulamalarında veri tabanından büyük veri kümesinin parçalar halinde getirilerek kullanıcı arayüzünde görüntülenmesi sıkça kullanılan bir yöntemdir. Bu işlemi gerçekleştirmek için iki yaygın yöntem Keyset Pagination ve Offset Pagination olarak bilinir. Her iki yöntem de belirli avantajlar ve dezavantajlar sunar ve hangi yöntemin kullanılması gerektiği projeye ve gereksinimlere bağlıdır.

Bu makalede, C# dilinde LINQ ve BenchmarkDotNet kullanarak Keyset Pagination ve Offset Pagination yöntemlerini karşılaştıran bir benchmark projesini inceleyeceğiz. Ayrıca, her iki yöntemin avantajları ve dezavantajları ayrıntılı bir şekilde ele alınacak ve kullanım senaryolarıyla birlikte açıklamaya çalışacağım.

Keyset Pagination Nedir?

Keyset Pagination, veri kümesini belirli bir anahtar (örneğin, bir tarih, bir ID veya başka bir sıralama alanı) üzerinden parçalara ayırarak sayfalama yapmayı sağlar. Her sayfa, bir anahtar değeri aralığı kullanılarak belirlenir ve sonraki sayfayı getirmek için kullanılır. Bu sayede, veri kümesindeki değişiklikler veya eklemeler sonucu sayfalama sonuçlarının tutarlı kalması sağlanır.

Keyset Pagination, büyük veri kümesinde performans açısından avantajlıdır çünkü veri kümesinin boyutundan bağımsız olarak sabit bir performans sergiler. Ayrıca, sonuçların tutarlı olması ve sayfalar arasında çakışmaların olmaması gibi avantajları bulunur. Ancak, veri tabanına özgü optimizasyonlara ihtiyaç duyabilir ve uygulamanın karmaşıklığını artırabilir.

Offset Pagination Nedir?

Offset Pagination, veri kümesinde belirli bir sayfa numarasına veya başlangıç indeksine göre sayfalama yapmayı sağlar. Her sayfa, belirli bir sayıda öğeyi atlayarak veya belirli bir indeksten başlayarak alınan verileri içerir. Bu yöntemde, her sayfa getirildiğinde veri tabanı sorgusunun sonuçlarına göre offset değeri güncellenir ve sonraki sayfa için kullanılır.

Offset Pagination, basit bir kullanımı ve sayfalar arasında doğrudan erişim sağlama avantajına sahiptir. Ancak, büyük veri kümesinde performans sorunları yaşanabilir ve veri kümesindeki değişiklikler veya eklemeler sonucu tutarsız sonuçlar üretebilir.

Avantajlar ve Dezavantajlar

Keyset Pagination Avantajları

1. Performans: Keyset Pagination, büyük veri kümesi üzerinde daha iyi performans sağlar çünkü sayfalama işlemi sonuç kümesinin büyüklüğüne bağlı değildir. Sadece belirtilen anahtar değerlerine göre sonuçlar getirildiği için veri tabanı sorguları daha etkili ve hızlı bir şekilde gerçekleştirilir.
2. Sabit Sıralama: Keyset Pagination, sonuçların belirli bir sıra düzenine göre döndüğü için sıralama değişse bile sonuçların tutarlı bir şekilde dönmesini sağlar. Bu, sayfalamanın güvenilir ve tutarlı bir şekilde çalışmasını sağlar.
3. Esneklik: Keyset Pagination, farklı sorgu koşulları için esnek bir yaklaşım sunar. Arama filtrelerini, sıralamayı ve anahtar değerlerini değiştirerek farklı sonuç kümelerini elde etmek mümkündür.
4. Küçük Sonuç Kümeleri: Keyset Pagination, sonuçları anahtar değerleri arasında kısıtladığı için genellikle daha küçük sonuç kümeleri döndürür. Bu, kullanıcıya daha az veri yükü getirir ve daha hızlı yanıt verir.

Keyset Pagination Dezavantajları

1. Karmaşıklık: Keyset Pagination, sıralamanın nasıl yapıldığını ve sonuçların nasıl belirlendiğini anlamak için daha fazla karmaşıklık gerektirir. Bu, geliştiricilerin dikkatli bir şekilde sorgu tasarlamalarını ve anahtar değerlerini doğru bir şekilde kullanmalarını gerektirir.
2. Başlangıç ve Bitiş Belirsizliği: Keyset Pagination, başlangıç ve bitiş anahtar değerlerinin belirsiz olabileceği durumlarda karmaşık hale gelebilir. Özellikle sonuç kümesi aralığı doldurmak için kullanılan anahtar değerleri genellikle değişken olabilir ve bu durumda doğru sonuç kümesini elde etmek karmaşıklaşabilir.

Offset Pagination Avantajları

1. Basit Kullanım: Offset Pagination, sorgu sonuçlarını basit bir şekilde sayfalayabilmek için kullanışlıdır. Sadece başlangıç ve sayfa boyutunu belirtmek yeterlidir.
2. Kolay Mantıklı Sayfalama: Offset Pagination, sayfa numarası ve sayfa boyutunu kullanarak mantıklı sayfalama (örneğin, 1. sayfa, 2. sayfa gibi) yapmayı kolaylaştırır.

Dezavantajları

1. Esnek Olmama: Offset Pagination, sonuç kümesinin başından itibaren belirli bir sayıda veriyi atlayarak sonuçları getirdiği için esnek değildir. Eğer başlangıçtaki sayfa boyutu veya atlanacak veri sayısı değişirse, sorgu tekrar hesaplanmalıdır. Bu da performansı düşürebilir.
2. Kötü Performans: Offset Pagination, büyük veri kümelerinde performans sorunlarına yol açabilir. OFFSET ve FETCH komutları, sonuç kümesinin başından itibaren belirli bir sayıda veriyi atlayarak sonuçları getirdiği için büyük veri tabanlarında yavaş sorgu performansına sebep olabilir.
3. Veri Bütünlüğü Sorunları: Offset Pagination kullanılırken, sonuçlar birden fazla sayfa halinde getirildiğinde, sonuç kümesindeki veri güncellenirse veya silinirse, sonuçlar arasında veri bütünlüğü sorunları ortaya çıkabilir. Özellikle birden fazla kullanıcının aynı anda veri güncellediği çoklu kullanıcı ortamlarında bu sorun daha da belirginleşebilir.

Keyset ve Offset pagination yöntemlerinin arasındaki en önemli farklardan biri performanstır. Bu performans farkını daha yakından gözlemleyebilmek için BenchmarkDotNet kütüphanesini kullanarak farklı veri sayılarında testler gerçekleştirebilecek bir uygulama geliştirelim.

Bir console application oluşturduktan sonra Program.cs içerisine aşağıdaki kodları yazabilirsiniz.

Bu kodda Benchmark.NET kullanılarak, PaginationBenchmark adlı bir benchmark sınıfı oluşturdum. Bu sınıfın içinde KeysetPagination ve OffsetPagination adlı iki ayrı benchmark metodu bulunmaktadır. GlobalSetup metodu, test verisi oluşturmak için kullanılır. Params özniteliği ile ItemCount adında bir parametre belirledim ve bu parametre üzerinden test verisi boyutu değiştirdim.

Benchmark.NET, belirtilen parametre değerlerine göre testleri otomatik olarak çalıştırır ve sonuçları raporlar. BenchmarkRunner sınıfı kullanılarak benchmark çalıştırılır ve sonuçlar konsola yazdırılır. Bu sayede, keyset pagination ve offset pagination arasındaki performans farkı Benchmark.NET kullanılarak karşılaştırılabilir.

Ancak unutmayın ki, benchmark sonuçları sistem ve ortam bağımlı olabilir, dolayısıyla farklı sistemlerde ve ortamlarda sonuçlar farklılık gösterebilir.

Tablodaki verilere göre, Keyset Pagination yöntemi Offset Pagination yöntemine göre önemli ölçüde daha performanslı görünüyor.

Öncelikle, ItemCount değeri 1000, 10000 ve 100000 olarak arttıkça, Keyset Pagination yönteminin sürelerinin nispeten sabit kaldığı görülmektedir. Ancak Offset Pagination yöntemi için sürelerin büyük ölçüde arttığı görülmektedir. Bu, Offset Pagination yönteminin veri kümesi büyüdükçe performansının düştüğünü göstermektedir.

Örneğin, ItemCount değeri 1000 için, Keyset Pagination yöntemi 2.891 us (mikrosaniye) sürede çalışırken, Offset Pagination yöntemi 255.784 us sürede çalışmıştır. Ancak, ItemCount değeri 10000 için, Keyset Pagination yöntemi 28.657 us sürede çalışırken, Offset Pagination yöntemi 31,538.175 us (mikrosaniye) sürede çalışmıştır. Ve ItemCount değeri 100000 için, Keyset Pagination yöntemi 256.836 us sürede çalışırken, Offset Pagination yöntemi 2,478,336.271 us (mikrosaniye) sürede çalışmıştır.

Bu sonuçlar, Keyset Pagination yönteminin veri kümesi büyüdükçe daha tutarlı bir performans sergilediğini ve Offset Pagination yönteminin ise büyük veri kümeslerinde performansının dramatik bir şekilde düştüğünü göstermektedir.

Sonuç olarak, bu benchmark verileri, Keyset Pagination yönteminin genellikle daha performanslı olduğunu ve büyük veri kümeslerinde Offset Pagination yöntemine göre avantajlı olduğunu göstermektedir. Ancak, herhangi bir performans kararını verirken, uygulama gereksinimlerini, veri kümesinin boyutunu, veri tabanı motorunu ve diğer faktörleri dikkate almak önemlidir. Her durumda, veri tabanı tasarımına ve uygulamanın ihtiyaçlarına göre en uygun pagination yöntemi seçilmelidir. Bu sonuçlar, benchmark verileri ve uygulama gereksinimleri dikkate alınarak karar verilmelidir.

Sonuç

Bu makalede, Keyset Pagination ve Offset Pagination arasındaki farkları inceledik ve avantajlarını ile dezavantajlarını karşılaştırdık. Keyset Pagination, veri tabanlarında büyük veri kümesi üzerinde daha iyi performans, daha esnek sıralama ve veri bütünlüğü avantajlarına sahipken, Offset Pagination, küçük veri kümelerinde basit kullanım ve daha az karmaşıklık avantajlarına sahip olabilir. Ancak, büyük veri kümelerinde veya çoklu kullanıcı ortamlarında performans ve veri bütünlüğü sorunlarına dikkat etmek önemlidir.

Her iki yöntem arasında seçim yaparken, projenizin gereksinimlerini, veri tabanınızın büyüklüğünü ve kullanım senaryonuzu dikkate almalısınız. Her bir yöntemin avantajlarını ve dezavantajlarını dikkatlice değerlendirmeli ve projenize en uygun olanını seçmelisiniz.

Bu makalede kullanılan kodlara aşağıdaki linkten ulaşabilirsiniz.

furkandeveloper/KeysetVsOffsetPagination: This repository contains a benchmarking compares Keyset and Offset Pagination for C# (github.com)