MongoDB索引與優(yōu)化詳解

在MongoDB中通過建立索引可以進(jìn)行高效的查詢,如果沒有索引MongoDB將會掃描整個集合與查詢的條件進(jìn)行匹配,這對于性能會造成很大的消耗。

技術(shù)博客: Node.js技術(shù)棧

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  • 生產(chǎn)環(huán)境如何正確創(chuàng)建索引?,參考:#

Mongodb索引類型

MongoDB提供了不同的索引類型支持在不同的業(yè)務(wù)場景進(jìn)行查詢

1. _id索引

絕大多數(shù)集合默認(rèn)建立索引,對于每個插入的數(shù)據(jù),MongoDB都會生成一條唯一的_id字段。

例如新創(chuàng)建一個集合時

db.demo_admin2.insert({x:1})
db.demo_admin2.getIndexes() # 查看集合索引,可看到_id索引

2. 單鍵索引

是最普通的索引,單鍵索引不會自動創(chuàng)建

例如一條記錄形式為:{x:1,y:2,z:3},只要在x字段上建立索引之后,就可以用x為條件進(jìn)行查詢

db.demo_admin2.ensureIndex({x:1}) # 創(chuàng)建索引
db.demo_admin2.find({x:1}); # 使用索引查詢

3. 多鍵索引

多鍵索引與單鍵索引區(qū)別在于多鍵索引的值具有多個記錄,是一個數(shù)組

db.demo_admin2.insert({x:[1,2,3,4]})

4. 復(fù)合索引

當(dāng)查詢條件為多個時,需要建立復(fù)合索引

插入記錄{'x':1,'y':2,'z':3}

db.demo_admin2.insert({'x':1,'y':2,'z':3});

創(chuàng)建索引

db.demo_3.ensureIndex({x:1,y:1}) # 1升序,-1降序

使用{x:1,y:1}作為條件進(jìn)行查詢

db.demo_admin2.find({x:1,y:2})

5. 過期索引

指在一段時間后會過期的索引,此索引過一段時間會過期,索引過期后,相應(yīng)的數(shù)據(jù)會被刪除,適合存儲一些在一段時間之后會失效的數(shù)據(jù),比如用戶登錄信息,這樣就不需要用到session了。

5.1 創(chuàng)建過期索引

建立索引的時候需要多用一個參數(shù),指定索引的有效時間——expireAfterSeconds,單位為秒

如下示例為time字段創(chuàng)建過期索引

db.demo_3.ensureIndex({time:1},{expireAfterSeconds:10})

5.2 過期索引限制

  • 過期索引字段值必須是指定的時間類型,必須是ISODate或ISODate數(shù)組,不能使用時間戳,否則不能被自動刪除。

  • 如果指定了ISODate數(shù)組,則按照最小的時間進(jìn)行刪除。 過期索引不能是復(fù)合索引。

  • 刪除時間不是精確的,刪除過程是由后臺程序每60s跑一次,而且刪除也需要一些時間,所以存在誤差。

db.demo_3.ensureIndex({time:1},{expireAfterSeconds:30}
db.demo_3.insert({time:new Date()});

6. 全文索引

在mongodb中每個集合只允許創(chuàng)建一個索引,因此不用擔(dān)心存在多個索引造成沖突的問題。

6.1 全文索引創(chuàng)建

全文索引創(chuàng)建方法與創(chuàng)建單鍵索引、復(fù)合索引類似。value換成'text',$**匹配集合下所有

為一個字段創(chuàng)建全文索引

db.articles.ensureIndex({key:"text"})

為多個字段創(chuàng)建全文索引

db.articles.ensureIndex({key_1:"text"},{key_2:"text"})

為集合中所有的字段創(chuàng)建全文索引

db.articles.ensureIndex({"$**":"text"})

6.2 實例

建立索引

db.article.ensureIndex({"article":"text"})
db.articles.find({$text:{$search:"coffee"}})
db.articles.find({$text:{$search:"aa bb cc"}}) # 包含aa或bb或cc的數(shù)據(jù)
db.articles.find({$text:{$search:"aa bb -cc"}}) # 同時包含aa、bb且不包含cc的數(shù)據(jù)
db.articles.find({$text:{$search:"\"aa\" \"bb\" \"cc\""}})# 同時包含aa、bb、cc的數(shù)據(jù)(用""包裹起來,引號需要用反斜杠\轉(zhuǎn)義)

6.3 mongodb相似度查詢

$meta操作符:{score:{$meta:'textScore'}}

查詢結(jié)果的相似度,搜索出的結(jié)果會多出一個score字段,這個得分越高,相關(guān)度越高。

db.article.find({$text:{$search:"aa bb ff"}},{score:{$meta:"textScore"}})

加上.sort方法可排序

db.article.find({$text:{$search:"aa bb ff"}},{score:{$meta:"textScore"}}).sort({score:{$meta:"textScore"}})

6.4 全局索引的限制

  1. 每次查詢,只能指定一個$text查詢
  2. $text查詢不能出現(xiàn)在$nor查詢中
  3. 查詢中如果包含了$text, hint不再起作用
  4. MongoDB全文索引還不支持中文

7.地理位置索引

  • 2d索引,用于存儲和查找平面上的點
  • 2dsphere索引,用于存儲和查找球面上的點

索引屬性

1.索引屬性name

MongoDB會自動的創(chuàng)建,規(guī)則是key_1 或者 key_-1 1或者-1代表排序方向,一般影響不大,長度一般有限制125字節(jié)

db.collection.ensureIndex({indexValue},{name: key})

為了見名知意我們可以自己來命名

db.demo_3.ensureIndex({x:1,y:1,z:1,n:1},{name:'xyz-name'});

刪除索引

db.demo_3.dropIndex(indexName)

2. 索引屬性unique唯一性指定

類似關(guān)系型數(shù)據(jù)庫字段的唯一約束

db.demo_3.ensureIndex({m:1,n:1},{unique:true})

索引實例測試

建立500萬條數(shù)據(jù),分別用來測試建立索引和未建立索引的差別,只有在大量數(shù)據(jù)下才有效果,以下的示例中的時間消耗值,各電腦配置的不同在不同電腦上測試也會有不同的差別。

  • 建立測試數(shù)據(jù)
> for(var i=0; i<5000000; i++) db.demo_user.insert({id: i})
WriteResult({ "nInserted" : 1 })
  • 未建立索引情況數(shù)據(jù)查詢

在未建立索引的情況下,執(zhí)行數(shù)據(jù)查詢的時間消耗在6秒多。

圖片描述
  • 建立索引情況查詢數(shù)據(jù)
db.getCollection('demo_user').ensureIndex({"id": 1}) # 建立索引

下圖為建立索引的情況,在數(shù)據(jù)查詢中僅用了0.001秒,可見建立索引的重要的性。

圖片描述

索引導(dǎo)致的庫級鎖

這是一個很坑爹的事情,MongoDB沒有像MySql、Oracle擁有行級粒度鎖概念,在MongoDB中只有庫級粒度鎖概念,意味這當(dāng)你在生產(chǎn)環(huán)境中不小心觸發(fā)了一個寫鎖的操作時其它的業(yè)務(wù)也會受影響。

MongoDB中建立索引就是一個觸發(fā)寫鎖的過程,通常數(shù)據(jù)量越大建立的索引占用的寫鎖時間就會越長,MongoDB中建立索引的兩種方式。

  • 前臺創(chuàng)建(錯誤)

以下為前臺建立索引演示可以看到在執(zhí)行創(chuàng)建索引命令之后,新打開一個終端查詢另一張表一直處于等待狀態(tài),直到創(chuàng)建索引完成才返回數(shù)據(jù)。

db.getCollection('demo_user').ensureIndex({"id": 1}) # 建立索引
圖片描述
  • 后臺創(chuàng)建(推薦)
    基于后臺創(chuàng)建索引的方式在執(zhí)行創(chuàng)建索引命令之后,新開一個終端查詢另一個集合中的數(shù)據(jù)可以立即得到返回。
db.getCollection('demo_user').ensureIndex({"id": 1}, {background: 1}) # 建立索引
圖片描述

作者:五月君
鏈接:https://www.imooc.com/article/285899
來源:慕課網(wǎng)
Github: Node.js技術(shù)棧

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