? MongoDB 的索引機(jī)制

與MySQL 一樣，"索引" 在 MongoDB 中也是用于優(yōu)化查詢的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

通過創(chuàng)建適當(dāng)?shù)乃饕?，MongoDB 能夠快速地定位符合查詢條件的文檔，從而減少了掃描文檔的數(shù)量，提高了查詢性能。

? 索引的類型

MongoDB 的索引也是為了提升數(shù)據(jù)的檢索速度，原理也是先對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行排序，然后就可以提升檢索的速度了。

因?yàn)槭?NoSQL 數(shù)據(jù)庫(kù)，所以 MongoDB 存放記錄的數(shù)量要遠(yuǎn)超 MySQL ，如果沒有索引，一個(gè)查詢請(qǐng)求就會(huì)讓 MOngoDB 做全表掃描，這種檢索效率是非常低的。

一次查詢要花費(fèi)幾十秒甚至幾分鐘的時(shí)間，所以 “索引機(jī)制” 對(duì)于在海量數(shù)據(jù)中的快速定位查找就非常的重要了。

常用的索引有 "單字段索引"、"多字段索引"、"文本索引"、"空間索引" 等，接下來我們就來一一了解吧。

?? 創(chuàng)建索引 - 單字段索引

單字段索引是最簡(jiǎn)單的索引類型，它只包含一個(gè)字段。以前面章節(jié)中我們使用到的 “student” 集合 為例，可以在 name 字段上創(chuàng)建一個(gè)單字段索引。

單字段索引的創(chuàng)建語(yǔ)法：db.collection.createIndex({key:1},options);

• collection 為某一個(gè)集合；
• createIndex 為創(chuàng)建索引的函數(shù)；
• key 為需要?jiǎng)?chuàng)建索引的字段， 1 表示升序排序，如果想要按照降序排序，可以使用 -1；索引可以加速對(duì) key 字段的查詢。

示例如下：

db.student.createIndex({name: 1 });

// 為集合 student 中 name 字段 創(chuàng)建索引，升序排列。

在創(chuàng)建索引的時(shí)候，經(jīng)常會(huì)使用的一些選項(xiàng)參數(shù)，比如為索引命名、利用非阻塞模式等等，尤其是 “非阻塞模式”。在下文中的 “索引時(shí)的一些重要選項(xiàng)參數(shù)” 有詳細(xì)介紹。

?? 創(chuàng)建索引 - 多字段索引

多字段索引包含多個(gè)字段，用于加速涉及多個(gè)字段的查詢。

例如，在 students 集合中同時(shí)對(duì) "name" 和 "age" 字段創(chuàng)建一個(gè)多字段索引：

db.student.createIndex({name:1, age:-1});

// 為集合 student 中 name 字段 創(chuàng)建索引，升序排列, age 字段也創(chuàng)建索引，降序排列

上述代碼創(chuàng)建了一個(gè)名為 name_1_age_-1的多字段索引，其中的1和-1分別表示name字段和age 字段的排序規(guī)則。

?? 創(chuàng)建索引 - 唯一性索引

"唯一性索引" 用于確保一個(gè)集合中的文檔在指定字段上的值是唯一的。

唯一性索引只能創(chuàng)建在每個(gè)記錄都含有的公共字段上，在非公共字段上是不能創(chuàng)建唯一-性索引的。

在創(chuàng)建 “唯一性索引” 之后，MongoDB 會(huì)在索引中記錄每個(gè)文檔在該字段上的值，在插入或更新文檔時(shí)，MongoDB 會(huì)比對(duì)索引中的值；

如果發(fā)現(xiàn)該字段上已經(jīng)存在同樣的值，就會(huì)拒絕寫入操作并拋出一個(gè)錯(cuò)誤。

在創(chuàng)建 “唯一性索引” 的時(shí)候，需要傳入 "unique 參數(shù)" 用于指定索引是否唯一。如果設(shè)置為 true，則在創(chuàng)建時(shí)將強(qiáng)制執(zhí)行該索引的唯一性約束。

以下是一個(gè)創(chuàng)建唯一索引的示例：

db.student.createIndex({"tel": 1},{ unique: true});

// 將集合 "student" 中 tel 字段設(shè)置為唯一索引

上述代碼將在 student 集合的 tel 字段上創(chuàng)建一個(gè)唯一性索引。在該索引中，每個(gè)文檔都對(duì)應(yīng)一個(gè)唯一的 tel 值。

需要注意的是，唯一性索引可能會(huì)影響 MongoDB 的性能，因?yàn)?MongoDB 需要在每個(gè)寫入操作中比較正在寫入的文檔與索引中的值。因此，在創(chuàng)建唯一性索引時(shí)，需要根據(jù)需要選擇合適的字段，并避免過多的唯一性索引。

同時(shí)，在操作唯一性索引時(shí)，需要注意相關(guān)異常處理，例如捕獲索引操作拋出的錯(cuò)誤，以及避免在異常處理之前對(duì)集合進(jìn)行其他的寫入操作。

?? 創(chuàng)建索引 - 文本索引

文本索引也叫做全文索引，一般用于支持全文搜索。

通過在某些字段上創(chuàng)建文本索引，MongoDB 可以加速全文搜索操作，例如搜索文章中的一些關(guān)鍵字。

以下是一個(gè)使用文本索引實(shí)現(xiàn)全文搜索的示例：

db.articles.createIndex({content:"text"});
db.articles.find({$text:{ $search: "MongoDB is awesome"}});

上述代碼對(duì) articles 集合的 content 字段創(chuàng)建了一個(gè)文本索引，用于支持全文搜索。

查詢語(yǔ)句中，使用 $text 操作符指定使用全文索引，并傳遞了需要搜索的關(guān)鍵字 "MongoDB is awesome"。

?? 創(chuàng)建索引 - 地理空間索引

了解即可，反正我是沒用過。

在 MongoDB 中，地理空間索引用于支持地理位置（如經(jīng)度和緯度）的搜索和查詢。通過創(chuàng)建地理空間索引，MongoDB 可以快速地定位符合特定地理范圍內(nèi)的文檔。

在 MongoDB 中，有兩種類型的地理空間索引：2d 索引和2dsphere 索引。其中，2d 索引適用于操作平面上的地理位置信息，例如某個(gè)城市中的商鋪，而2dsphere 索引適用于操作三維空間中的地理位置信息，例如地球上的各個(gè)地理位置。

以下是一個(gè)在 stores 集合上創(chuàng)建 2dsphere 索引的示例：（示例是網(wǎng)上搜的）

db.stores.createIndex({ location: "2dsphere" });

上述代碼在 stores 集合的 location 字段上創(chuàng)建了一個(gè) 2dsphere 索引，以支持地理位置搜索。

下面是一個(gè)基于該索引的查詢示例：

db.stores.find({
  location: {
    $near: {
      $geometry: {
        type: "Point",
        coordinates: [ -73.97, 40.77 ]
      },
      $maxDistance: 5000
    }
  }
});

在上述示例中，使用 $near 操作符和 $geometry 選項(xiàng)來定義將要搜索的坐標(biāo)點(diǎn) [ -73.97, 40.77 ]，并使用 $maxDistance 選項(xiàng)來設(shè)置搜索的最大半徑為 5000 米。MongoDB 會(huì)使用 2dsphere 索引來快速地找到在這個(gè)范圍內(nèi)的文檔。

需要注意的是，在使用地理空間索引時(shí)，需要注意索引的創(chuàng)建和使用方式，以及數(shù)據(jù)類型的正確性。同時(shí)，也需要注意地理空間索引可能會(huì)帶來的性能開銷，并根據(jù)具體需求進(jìn)行索引的優(yōu)化和調(diào)整。

? 查看所有索引

當(dāng)我們創(chuàng)建了索引之后，可以通過 getIndexes() 函數(shù)可以獲取集合中所有索引。

查看索引語(yǔ)法示例：

db.student.getIndexes()

// 查看集合 student 中的所有 "索引"

? 刪除索引

在 MongoDB 中，我們可以使用 dropIndex() 函數(shù)來刪除一個(gè)指定的索引，也可以使用 dropIndexes() 刪除一個(gè)集合上的所有索引。

**dropIndex() 函數(shù) ** 需要指定要?jiǎng)h除索引的集合名稱和索引的名稱或者參數(shù)。

例如，下面的代碼演示如何刪除名為 name_1 的索引：

db.student.dropIndex("name_1");

除了提供索引的名稱以外，還可以通過提供一個(gè)索引鍵或一個(gè)描述索引的選項(xiàng)對(duì)象來刪除特定的索引。

以下示例演示如何基于索引鍵刪除索引：

db.student.dropIndex({name_1: 1 });

在上述示例中，我們通過對(duì)象字面量傳遞一個(gè)索引鍵 { email: 1 }，MongoDB 將會(huì)刪除關(guān)聯(lián)到該鍵的索引。

我們還可以使用 dropIndexes() 函數(shù) 來刪除一個(gè)集合上的所有索引。

以下是刪除所有索引的示例：

db.student.dropIndexes();

刪除索引之前需要確保是否真的需要?jiǎng)h除，因?yàn)樗饕怯糜诩铀俨樵兊?。同時(shí)，還需要注意刪除索引所帶來的可能的性能問題。

如果刪除的索引是頻繁使用的索引，那么從索引中讀取文檔的性能會(huì)降低，因?yàn)?MongoDB 會(huì)像查詢數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)一樣執(zhí)行全文檢索。

所以，在刪除索引之前，需要對(duì)索引的使用情況做充分的評(píng)估。

? MongoDB 索引使用原則

MongoDB 索引的使用原則與 MySQL 是一致的：

• 數(shù)據(jù)量很大的集合必須創(chuàng)建索引，相反則不需要使用索引。
• 如果集合的數(shù)據(jù)讀取多過寫入，也是需要?jiǎng)?chuàng)建索引的，因?yàn)樗饕嵘氖虏樵兊乃俣?；如果?shù)據(jù)的寫入多過了數(shù)據(jù)的讀取，設(shè)置索引提升不了寫入的速度，反而會(huì)拖慢寫入的速度。因?yàn)閷懭胄碌臄?shù)據(jù)或者修改數(shù)據(jù)都會(huì)引發(fā)數(shù)據(jù)的排序，因此就會(huì)影響到寫入的速度。
• 并不是索引越多越好，那些經(jīng)常被用來當(dāng)做檢索條件的字段應(yīng)該設(shè)置索引，沒有被經(jīng)常當(dāng)做檢索條件的字段不需要設(shè)置索引。

以上就是MongoDB索引機(jī)制詳解的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于MongoDB索引機(jī)制的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！