每日一句

Nothing like a little truth to sober you up.
唯有事實最能讓人清醒，

概述

索引支持在MongoDB中高效地執行查詢，如果沒有索引，MongoDB必須執行全集合掃描，即掃描集合中的每個檔案，以選擇與查詢陳述句匹配的檔案，這種掃描全集合的查詢效率是非常低的，特別在處理大量的資料時，查詢可以要花費幾十秒甚至幾分鐘，這對網站的性能是非常致命的，

如果查詢存在適當的索引，MongoDB可以使用該索引限制必須檢查的檔案數，

索引是特殊的資料結構，它以易于遍歷的形式存盤集合資料集的一小部分，索引存盤特定欄位或一組欄位的值，按欄位值排序，索引項的排序支持有效的相等匹配和基于范圍的查詢操作，此外，MongoDB還可以使用索引中的排序回傳排序結果，

官網檔案：https://docs.mongodb.com/manual/indexes/

MongoDB索引使用B樹資料結構（確切的說是B-Tree，MySQL是B+Tree）

索引分類

MongoDB的索引可以分為：單欄位索引、復合索引以及地理空間索引等，

單欄位索引:MongoDB支持在檔案的單個欄位上創建用戶定義的升序/降序索引，稱為單欄位索引（Single Field Index），

對于單個欄位索引和排序操作，索引鍵的排序順序（即升序或降序）并不重要，因為MongoDB可以在任何方向上遍歷索引，

復合索引:MongoDB還支持多個欄位的用戶定義索引，即復合索引（Compound Index），

復合索引中列出的欄位順序具有重要意義，例如，如果復合索引由 { userid: 1, score: -1 } 組成，則索引首先按userid正序排序，然后在每個userid的值內，再在按score倒序排序，

其他索引:

• 地理空間索引（Geospatial Index）
• 文本索引（Text Indexes）
• 哈希索引（Hashed Indexes），

地理空間索引（Geospatial Index）:為了支持對地理空間坐標資料的有效查詢，MongoDB提供了兩種特殊的索引：回傳結果時使用平面幾何的二維索引和回傳結果時使用球面幾何的二維球面索引，

文本索引（Text Indexes）:MongoDB提供了一種文本索引型別，支持在集合中搜索字串內容，這些文本索引不存盤特定于語言的停止詞（例如“the”、“a”、“or”），而將集合中的詞作為詞干，只存盤根詞，

哈希索引（Hashed Indexes）:為了支持基于散列的分片，MongoDB提供了散列索引型別，它對欄位值的散列進行索引，這些索引在其范圍內的值分布更加隨機，但只支持相等匹配，不支持基于范圍的查詢，

索引操作

查看索引

回傳一個集合中的所有索引的陣列

語法格式：db.collection.getIndexes()

提示：該語法命令運行要求是MongoDB 3.0+

示例

# 查看comment集合中所有的索引情況
> db.comment.getIndexes()
[ { "v" : 2, "key" : { "_id" : 1 }, "name" : "_id_" } ]
>

結果中顯示的是默認 _id 索引，

默認_id索引：MongoDB在創建集合的程序中，在 _id 欄位上創建一個唯一的索引，默認名字為 id ，該索引可防止客戶端插入兩個具有相同值的檔案，您不能在_id欄位上洗掉此索引，

注意：該索引是唯一索引，因此值不能重復，即 _id 值不能重復的，在分片集群中，通常使用 _id 作為片鍵，

創建索引

在集合上創建索引，

語法格式：db.collection.createIndex(keys, options)

引數說明：

options（更多選項）串列：

注意:在 3.0.0 版本前創建索引方法為 db.collection.ensureIndex() ，之后的版本使用了 db.collection.createIndex() 方法，ensureIndex() 還能用，但只是 createIndex() 的別名，

實體

# 單欄位索引示例：對 userid 欄位建立索引 userid:1 表示升序索引
> db.comment.createIndex({userid:1})
{
    "numIndexesBefore" : 1,
    "numIndexesAfter" : 2,
    "createdCollectionAutomatically" : false,
    "ok" : 1
}
> db.comment.getIndexes()
[
  {
    "v" : 2,
    "key" : {
        "_id" : 1
    },
    "name" : "_id_"
  },
  {
    "v" : 2,
    "key" : {
        "userid" : 1
    },
    "name" : "userid_1"
  }
]
>

# 復合索引：對 userid 和 nickname 同時建立復合（Compound）索引
> db.comment.createIndex({userid:1,nickname:-1})
{
    "numIndexesBefore" : 2,
    "numIndexesAfter" : 3,
    "createdCollectionAutomatically" : false,
    "ok" : 1
}
> db.comment.getIndexes()
[
  {
    "v" : 2,
    "key" : {
        "_id" : 1
    },
    "name" : "_id_"
  },
  {
    "v" : 2,
    "key" : {
        "userid" : 1
    },
    "name" : "userid_1"
  },
  {
    "v" : 2,
    "key" : {
        "userid" : 1,
        "nickname" : -1
    },
    "name" : "userid_1_nickname_-1"
  }
]
>

移除索引

可以移除指定的索引，或移除所有索引

語法格式：db.collection.dropIndex(index) 或移除所有索引 db.collection.dropIndexes()

引數說明：

實體

# 洗掉 comment 集合中 userid 欄位上的升序索引
> db.comment.getIndexes()
[
  {
    "v" : 2,
    "key" : {
        "_id" : 1
    },
    "name" : "_id_"
  },
  {
    "v" : 2,
    "key" : {
        "userid" : 1
    },
    "name" : "userid_1"
  },
  {
    "v" : 2,
    "key" : {
        "userid" : 1,
        "nickname" : -1
    },
    "name" : "userid_1_nickname_-1"
  }
]
> db.comment.dropIndex({userid:1})
{ "nIndexesWas" : 3, "ok" : 1 }
> db.comment.getIndexes()
[
  {
    "v" : 2,
    "key" : {
        "_id" : 1
    },
    "name" : "_id_"
  },
  {
    "v" : 2,
    "key" : {
        "userid" : 1,
        "nickname" : -1
    },
    "name" : "userid_1_nickname_-1"
  }
]
>

# 所有索引的移除
> db.comment.getIndexes()
[
  {
    "v" : 2,
    "key" : {
      "_id" : 1
    },
    "name" : "_id_"
  },
  {
    "v" : 2,
    "key" : {
      "userid" : 1,
      "nickname" : -1
    },
    "name" : "userid_1_nickname_-1"
  }
]
> db.comment.dropIndexes()
{
  "nIndexesWas" : 2,
  "msg" : "non-_id indexes dropped for collection",
  "ok" : 1
}
> db.comment.getIndexes()
[ { "v" : 2, "key" : { "_id" : 1 }, "name" : "_id_" } ]
>

提示： _id 的欄位的索引是無法洗掉的，只能洗掉非 _id 欄位的索引，

索引使用

執行計劃

分析查詢性能（Analyze Query Performance）通常使用執行計劃（解釋計劃、Explain Plan）來查看查詢的情況，如查詢耗費的時間、是否基于索引查詢等，

那么，通常，我們想知道，建立的索引是否有效，效果如何，都需要通過執行計劃查看，

語法格式：db.collection.find(query,options).explain(options)

實體

# 查看根據userid查詢資料的情況 關鍵點看： "stage" : "COLLSCAN", 表示全集合掃描
> db.comment.find({userid:"1003"}).explain()
{
    "explainVersion" : "1",
    "queryPlanner" : {
            "namespace" : "test1.comment",
            ...
            "winningPlan" : {
                **"stage" : "COLLSCAN",**
                ...
            },
            "rejectedPlans" : [ ]
    },
    ...,
    "ok" : 1
}
>

# 下面對userid建立索引 再次查看執行計劃 關鍵點看： "stage" : "IXSCAN" ,基于索引的掃描
> db.comment.createIndex({userid:1})
{
        "numIndexesBefore" : 1,
        "numIndexesAfter" : 2,
        "createdCollectionAutomatically" : false,
        "ok" : 1
}
> db.comment.find({userid:"1013"}).explain()
{
  "explainVersion" : "1",
  "queryPlanner" : {
    ...
    "winningPlan" : {
      "stage" : "FETCH",
      "inputStage" : {
        **"stage" : "IXSCAN",**
        ...
      }
    },
    "rejectedPlans" : [ ]
  },
  ...
  "ok" : 1
}
>

涵蓋查詢Covered Queries

當查詢條件和查詢的投影僅包含索引欄位時，MongoDB直接從索引回傳結果，而不掃描任何檔案或將檔案帶入記憶體， 這些覆寫的查詢可以非常有效，

我的理解是類似于mysql的索引覆寫，無須回表查詢，

實體

> db.comment.find({userid:"1003"},{userid:1,_id:0})
{ "userid" : "1003" }
{ "userid" : "1003" }
> db.comment.find({userid:"1003"},{userid:1,_id:0}).explain()
{
  "explainVersion" : "1",
  "queryPlanner" : {
    "namespace" : "test1.comment",
    "indexFilterSet" : false,
    "parsedQuery" : {
            "userid" : {
                    "$eq" : "1003"
            }
    },
    "queryHash" : "8177476D",
    "planCacheKey" : "F842FA57",
    "maxIndexedOrSolutionsReached" : false,
    "maxIndexedAndSolutionsReached" : false,
    "maxScansToExplodeReached" : false,
    "winningPlan" : {
      "stage" : "PROJECTION_COVERED",
      "transformBy" : {
        "userid" : 1,
        "_id" : 0
      },
      "inputStage" : {
        "stage" : "IXSCAN",
        "keyPattern" : {
                "userid" : 1
        },
        "indexName" : "userid_1",
        "isMultiKey" : false,
        "multiKeyPaths" : {
                "userid" : [ ]
        },
        "isUnique" : false,
        "isSparse" : false,
        "isPartial" : false,
        "indexVersion" : 2,
        "direction" : "forward",
        "indexBounds" : {
          "userid" : [
            "[\"1003\", \"1003\"]"
          ]
        }
      }
    },
    "rejectedPlans" : [ ]
  },
  "command" : {
      "find" : "comment",
      "filter" : {
        "userid" : "1003"
      },
      "projection" : {
        "userid" : 1,
        "_id" : 0
      },
      "$db" : "test1"
  },
  "serverInfo" : {
    "host" : "DESKTOP-LVOGL41",
    "port" : 27017,
    "version" : "5.0.5",
    "gitVersion" : "d65fd89df3fc039b5c55933c0f71d647a54510ae"
  },
  "serverParameters" : {
    "internalQueryFacetBufferSizeBytes" : 104857600,
    "internalQueryFacetMaxOutputDocSizeBytes" : 104857600,
    "internalLookupStageIntermediateDocumentMaxSizeBytes" : 104857600,
    "internalDocumentSourceGroupMaxMemoryBytes" : 104857600,
    "internalQueryMaxBlockingSortMemoryUsageBytes" : 104857600,
    "internalQueryProhibitBlockingMergeOnMongoS" : 0,
    "internalQueryMaxAddToSetBytes" : 104857600,
    "internalDocumentSourceSetWindowFieldsMaxMemoryBytes" : 104857600
  },
  "ok" : 1
}
>

美文佳句

有故事的人，通常不喜歡講故事，不想在嘴上賣力，是想在心中開發能量，沉默，是一種負重的堅強，是一種韜光養晦的低調，少說多做，才是最有力的踐行，

你好，我是yltrcc，日常分享技術點滴，歡迎關注我的公眾號：ylcoder

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