【趙強老師】MongoDB中的索引（上）

索引是提升查詢查詢效率最有效的手段。索引是一種特殊的數據結構，索引以易於遍歷的形式存儲了數據的部份內容（如：一個特定的字段或一組字段值），索引會按必定規則對存儲值進行排序，並且索引的存儲位置在內存中，所在從索引中檢索數據會很是快。若是沒有索引，MongoDB必須掃描集合中的每個文檔，這種掃描的效率很是低，尤爲是在數據量較大時。

1、索引的基礎知識

下面以關係型數據庫Oracle爲例，介紹索引的基本原理，以下圖所示：

從上圖能夠當作，索引的本質其實就至關因而一本書的目錄。當查詢表中數據的時候，先查詢目錄（索引）中的行地址，再經過行地址查詢到表中的數據，從而提升查詢的性能。

下圖說明了在MongoDB中，索引在查詢和排序中是如何工做的？

經過這個例子，能夠清楚的看到索引存儲的是一個特定字段或者幾個字段的集合，而且按照必定的規律排序。當建立集合的時候，MongoDB自動在_id上建立一個惟一性索引，因爲是惟一性的，因此能夠防止重複的_id值插入到集合中。經過getIndexes能夠查詢到MongoDB集合上的索引信息，以下圖所示。

當沒有索引的時候，經過查看執行計劃，能夠看到查詢的過程，以下：查詢：10號部門，工資小於3000的文檔。

那麼如何建立一個簡單的索引呢？注意從mongoDB 3.0開始ensureIndex被廢棄，從此都僅僅是db.collection.createIndex的一個別名。

如今在deptno和sal上創建一個索引，並從新查看執行計劃：db.emp.createIndex({"deptno":1,"sal":-1})

注意：除了可使用explain()生成執行計劃外，還能夠有幾個可選的參數，以下：
.explain("allPlansExecution")
.explain("executionStats")
.explain("queryPlanner")

2、索引的類型一：單鍵索引（Single Field）

單鍵索引是最普通的索引，與_id索引不一樣，單鍵索引不會自動建立。

準備數據：
db.testindex1.insert({"_id":1,"zipcode":1034,"location":{state:"NY",city:"New York"}})

在單個列上建立單鍵索引：
db.testindex1.createIndex({"zipcode":1})

在嵌套的列上建立單鍵索引
db.testindex1.createIndex({"location:state":1})

在內嵌的文檔上建立單鍵索引
db.testindex1.createIndex({"location":-1})
這樣將會把location做爲一個總體。

3、索引的類型二：多鍵索引（Multikey Index）

多鍵索引與單鍵索引建立形式相同，區別在於字段的值。值具備多個記錄，如數組。

如上圖，基於集合上的數組建立多鍵索引，且數組爲內嵌文檔。

準備數據：
db.testindex2.insertMany([
{ _id: 5, type: "food", item: "aaa", ratings: [ 5, 8, 9 ] },
{ _id: 6, type: "food", item: "bbb", ratings: [ 5, 9 ] },
{ _id: 7, type: "food", item: "ccc", ratings: [ 9, 5, 8 ] },
{ _id: 8, type: "food", item: "ddd", ratings: [ 9, 5 ] },
{ _id: 9, type: "food", item: "eee", ratings: [ 5, 9, 5 ] }])

下面基於ratings列建立一個多鍵索引:
db.testindex2.createIndex( { ratings: 1 } )

查詢數組上爲5，9的文檔
db.testindex2.find( { ratings: [ 5, 9 ] } )

下面查看其執行計劃
db.testindex2.find( { ratings: [ 5, 9 ] } ).explain()