MongoDB 创建索引的进阶知识；复制集/分片集该怎么创建索引？

水深无声 2023-06-17 03:58 13阅读 0赞

一、关于foreground/background index build  
在4.2以前，MongoDB创建索引有两种方式，一种是foreground，前台创建，一种是background，后台创建。  
默认情况下是使用foreground的方式创建索引，这种方式会对表所属的数据库持有一个排它锁，所有对该库的读写都会被堵，例如listDatabases需要对所有库的读锁，执行这个操作会被堵塞。

可以通过在创建时指定background:true来选择后台创建方式，例如db.test.createIndex( \{ name: 1 \}, \{ background: true \} )。  
后台创建方式是运行在后台，不会对其他会话的读写操作造成堵塞，但是相应的索引创建速度也会更慢。需要注意的是，创建索引的会话也是会被堵塞至索引创建成功，而不是发出命令之后就能返回继续操作。

无论是前台还是后台的方式，创建索引都会产生一定的性能负载，还是尽可能安排在空闲窗口去操作。

4.2版本的新特性  
从4.2开始，创建索引不再有前台和后台的区别，即使在命令里指定background:true也不会有用。  
而是采用新的创建方式：只在索引创建起始和结束阶段持有表的排它锁；在创建中间过程是持有意向锁，在此期间不堵塞表的读写操作。

二、创建索引与使用内存  
创建索引需要用到内存，默认使用内存的上线是500M，如果超过500M的限制，就会用到临时磁盘文件，具体是在dbpath下新建一个名为\_tmp的子目录。创建索引使用的内存限制可以通过参数maxIndexBuildMemoryUsageMegabytes来设置。

三、复制集和分片集的轮流索引创建方式  
复制集和分片集由于存在集群关系和主从复制的特点，索引的创建应该考虑异于单机的方式。  
单机创建索引直接执行操作即可，如果在复制集中也是直接在主库中执行操作，可能会引起从库复制跟不上主库的情况，因为整个过程是这样的：  
1.如果是用前台方式创建，那么主库在创建索引时持有一个排它DB锁；索引创建的操作复制到从库以后，从库时持有一个全局的排它DB锁，创建索引期间堵塞所有读写操作，也就是此时只干一件事，创建索引，数据的复制都在后面排队了，很有可能索引创建完以后主库的oplog就已经覆盖了；  
2.如果是用后台方式创建，从库也是用后台方式创建，此时从库不会堵塞读，但是对写操作还是会堵，同样会有oplog被覆盖的风险。

那么复制集该怎么建索引？  
1.将从库以单机模式重启，意味着要将复制集的参数注释掉；  
2.创建索引；  
3.复制集的参数去掉注释，以从库角色启动实例；  
4.轮流以同样的方法对其他从库进行索引创建操作；  
5.对于主库，使用rs.stepDown()进行主库角色切换，转换成从库后，进行步骤1到3的操作。

对于分片集该怎么建索引？  
1.登陆mongos，停止banlancer；  
sh.stopBalancer()  
sh.getBalancerState()  
2.确认表的分片  
2.1登陆mongos刷新缓存路由信息  
db.adminCommand( \{ flushRouterConfig: “test.records” \} );  
2.2.查询表分片情况  
db.records.getShardDistribution();  
之所以查这些信息，是确认表分到了哪些分片上，只需要在有该表分片的分片节点上创建索引  
3.然后针对每一个需要创建索引的分片复制集，依照以上复制集创建索引的方式进行操作。  
4.所有分片复制集创建索引后，启动Banlancer  
sh.startBalancer()

对于唯一索引，无论是复制集还是分片集，在使用以上轮流创建的方法进行操作期间，都要避免对创建索引的表进行写操作。如果无法避免，那么只能采用在主库直接创建索引的方式。  
为什么要避免表的写入？因为如果采用轮流创建的方式，创建索引的实例是在集群以外的，等创建完唯一索引再加入集群里，如果期间写入了重复的数据，那么重新加入集群以后的数据复制就会变得不一致，因为此时已经建好索引的从库是不允许有重复数据的。