MongoDB 的索引详解

川长思鸟来 2022-12-15 11:03 86阅读 0赞

索引

索引支持在MongoDB中高效地执行查询。如果没有索引，MongoDB必须执行全集合扫描，即扫描集合中的每个文档，以选择与查询语句匹配的文档。这种扫描全集合的查询效率是非常低的，特别在处理大量的数据时，查询可以要花费几十秒甚至几分钟，这对网站的性能是非常致命的。如果查询存在适当的索引，MongoDB可以使用该索引限制必须检查的文档数。索引是特殊的数据结构，它以易于遍历的形式存储集合数据集的- -小部分。索引存储特定字段或-组字段的值，按字段值排序。索引项的排序支持有效的相等匹配和基于范围的查询操作。此外，MongoDB还可以使用索引中的排序返回排序结果。

官方文档 ：[https://docs.mongodb.com/manual/tutorial/getting-started/][https_docs.mongodb.com_manual_tutorial_getting-started]

MongoDB索引使用B树数据结构(确切的说是B-Tree, MySQL是B+Tree)

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索引的类型

#### 1、单字段索引 ####

MongoDB支持在文档的单个字段上创建用户定义的升序/降序索引，称为单字段索引(Single Field Index)。

对于单个字段索引和排序操作，索引键的排序顺序(即升序或降序)并不重要，因为MongoDB可以在任何方向上遍历索引。

#### 2、复合索引 ####

MongoDB还支持多个字段的用户定义索引，即复合索引(Compound Index)。

复合索引中列出的字段顺序具有重要意义。例如，如果复合索引由\{ userid: 1, score: -1 \}組成，则索引首先按userid正序排序，然后在每个userd的值内，再在按score倒序排序。

#### 3、其他索引 ####

地理空间索引(GeospatialIndex)、文本索引(Text Indexes)、哈希索引(Hashed Indexes)。

*  地理空间索引(Geospatial Index)：为了支持对地理空间坐标数据的有效查询，MongoDB提供 了两种特殊的索引:返回结果时使用平面几何的二维索引和返回结果时使用球面几何的二维球面索引。
 *  文本索引(Text Indexes) ：MongoDB提供了-种文本索引类型，支持在集合中搜索字符串内容。这些文本索引不存储特定于语言的停止词 (例如 “the”、“a”. “or”) ，而将集合中的词作为词干，只存储根词。
 *  哈希索引(Hashed Indexes) ：为了支持基于散列的分片，MongoDB提供了散列索引类型，它对字段值的散列进行索引。这些索引在其范围内的值分布更加随机，但只支持相等匹配，不支持基于范围的查询。

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索引的操作

#### 查询索引 ####

使用到一个 getIndexes() 方法进行获取所有索引

![在这里插入图片描述][20201016101440589.png_pic_center]

#### 索引创建 ####

使用一个 `createIndex(keys,options)` 方法进行创建索引，不给定参数都将使用默认参数。在集合当中再添加一个对象即可创建复合索引。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ0OTczMTU5_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]

#### 索引的移除 ####

可以移除指定的索引，或移除所有索引  
指定索引的移除，使用dropIndex进行移除。

db.col.dropIndex({
       "likes":1})
    或者直接传递索引的name进行删除
    db.col.dropIndex("likes_1")

![在这里插入图片描述][20201016102255132.png_pic_center]  
所有索引的删除，使用 `dropIndexs()` 方法删除即可。

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索引的使用

#### 1、执行计划 ####

分析查询性能(Analyze Query Performance)通常使用执行计划(解释计划、Explain Plan)来查看查询的情况，如查询耗费的时间、是否基于索引查询等。那么，通常，我们想知道，建立的索引是否有效,效果如何，都需要通过执行计划查看。  
语法

db.collection.find(query ,options).explain(options)

在这里，explain没有加参数还是会默认进行全局扫描

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ0OTczMTU5_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]  
添加索引之后，可以发现是抓取，而不是进行全局扫描

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ0OTczMTU5_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]

#### 2、涵盖的查询 Covered Queries ####

当查询条件和查询的投影仅包含索引字段时，MongoDB直接从索引返回结果，而不扫描任何文档或将文档带入内存。这些覆盖的查询可以非常有效。

[https_docs.mongodb.com_manual_tutorial_getting-started]: https://docs.mongodb.com/manual/tutorial/getting-started/
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