MongoDB中索引的創(chuàng)建和使用詳解
索引通常能夠極大的提高查詢的效率。在系統(tǒng)中使用查詢時(shí)，應(yīng)該考慮建立相關(guān)的索引。在MongoDB中創(chuàng)建索引相對(duì)比較容易。
MongoDB中的索引在概念上和大多數(shù)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)如MySQL是一樣的。當(dāng)你在某種情況下需要在MySQL中建立索引,這樣的情景同樣適合于MongoDB。
基本操作
索引是一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，他搜集一個(gè)集合中文檔特定字段的值。MongoDB的查詢優(yōu)化器能夠使用這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)快速的對(duì)集合(collection)中的文檔(collection)進(jìn)行尋找和排序.準(zhǔn)確來(lái)說(shuō)，這些索引是通過(guò)B-Tree索引來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
在命令行中，可以通過(guò)調(diào)用ensureIndex()函數(shù)來(lái)建立索引，該函數(shù)指定一個(gè)到多個(gè)需要索引的字段。沿用在前面的隨筆中的例子，我們?cè)賢hings集合中的j字段上建立索引：
- > db.things.ensureIndex({j:1})
EnsureIndex()函數(shù)自是在索引不存在的情況下才會(huì)創(chuàng)建。
一旦集合在某一個(gè)字段上建立索引后，對(duì)該字段的隨機(jī)查詢的訪問(wèn)速度會(huì)很快。如果沒(méi)有索引,MongoDB會(huì)在遍歷所有的鍵值對(duì)，然后去對(duì)應(yīng)檢查相關(guān)的字段。
- > db.things.find({j:2}); //在建立了索引的字段上查詢，速度快
- { "_id" : ObjectId("4e24433dcac1e3490b9033be"), "x" : 4, "j" : 2 }
- > db.things.find({x:3});//在未建立索引的字段上查詢，需要逐個(gè)字段匹配，速度慢
- { "_id" : ObjectId("4e244315cac1e3490b9033bc"), "x" : 3 }
通過(guò)在命令行中輸入getIndexs()能夠查看當(dāng)前集合中的所有索引。
- > db.things.getIndexes()
- [
- {
- "name" : "_id_",
- "ns" : "things.things",
- "key" : {
- "_id" : 1
- },
- "v" : 0
- },
- {
- "_id" : ObjectId("4e244382cac1e3490b9033d0
- "ns" : "things.things",
- "key" : {
- "j" : 1
- },
- "name" : "j_1",
- "v" : 0
- }
- ]
通過(guò)db.system.indexes.find()能夠返回當(dāng)前數(shù)據(jù)庫(kù)中的所有索引
- > db.system.indexes.find()
- { "name" : "_id_", "ns" : "things.things", "key" : { "_id" : 1 }, "v" : 0 }
- { "_id" : ObjectId("4e244382cac1e3490b9033d0"), "ns" : "things.things", "key" :{ "j" : 1 }, "name" : "j_1", "v" : 0 }
默認(rèn)索引
對(duì)于每一個(gè)集合（除了capped集合），默認(rèn)會(huì)在_id字段上創(chuàng)建索引，而且這個(gè)特別的索引不能刪除。_id字段是強(qiáng)制唯一的，由數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)。
嵌套關(guān)鍵字
在MongoDB中，甚至能夠在一個(gè)嵌入的文檔上(embedded)建立索引.
- > db.things.ensureIndex({"address.city":1})
文檔作為索引
任何類型，包括文檔(document)都能作為索引:
- > db.factories.insert({name:"xyz",metro:{city:"New York",state:"NY"}});
- > db.factories.ensureIndex({metro:1});
- > db.factories.find({metro:{city:"New York",state:"NY"}});//能夠利用索引進(jìn)行查詢
- { "_id" : ObjectId("4e244744cac1e3490b9033d2"), "name" : "xyz", "metro" : <
- { "city" : "New York", "state" : "NY" } }
- > db.factories.find({metro:{$gte:{city:"New York"}}});//能夠利用索引進(jìn)行查詢
- { "_id" : ObjectId("4e244744cac1e3490b9033d2"), "name" : "xyz", "metro" : { "city" : "New York", "state" : "NY" } }
- > db.factories.find({metro:{state:"NY",city:"New York"}})//不能夠返回結(jié)果，字段的順序不對(duì)
創(chuàng)建文檔索引的一個(gè)替代方法是創(chuàng)建復(fù)合索引,例如：
- > db.factories.ensureIndex({"metro.city":1,"metro.state":1})
- > db.factories.find({"metro.city":"New York","metro.state":"NY"});
- { "_id" : ObjectId("4e244744cac1e3490b9033d2"), "name" : "xyz", "metro" : { "city" : "New York", "state" : "NY" } }
- > db.factories.find({"metro.city":"New York"});
- { "_id" : ObjectId("4e244744cac1e3490b9033d2"), "name" : "xyz", "metro" : { "city" : "New York", "state" : "NY" } }
- > db.factories.find().sort({"metro.city":1,"New York":1});
- { "_id" : ObjectId("4e244744cac1e3490b9033d2"), "name" : "xyz", "metro" : { "city" : "New York", "state" : "NY" } }
- > db.factories.find().sort({"metro.city":1});
- { "_id" : ObjectId("4e244744cac1e3490b9033d2"), "name" : "xyz", "metro" : { "city" : "New York", "state" : "NY" } }
組合關(guān)鍵字索引
除了基本的以單個(gè)關(guān)鍵字作為索引外，MongoDB也支持多個(gè)關(guān)鍵字的組合索引，和基本的索引一樣，也是用ensureIndex()函數(shù)，該函數(shù)可以指定多個(gè)鍵。
- > db.things.ensureIndex({j:1,name:-1})
當(dāng)創(chuàng)建索引時(shí)，鍵后面的數(shù)字表明了索引的方向，取值為1或者-1,1表示升序，-1表示降序。升序或者降序在隨機(jī)訪問(wèn)的時(shí)候關(guān)系不大，當(dāng)時(shí)在做排序或者范圍查詢的時(shí)候就很重要了。
如果在建立了a,b,c這樣一個(gè)復(fù)合索引，那么你可以在a，A,b和a,b,c上使用索引查詢。
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稀疏索引
和稀疏矩陣類似，稀疏索引就是索引至包含被索引字段的文檔。
任何一個(gè)稀疏的缺失某一個(gè)字段的文檔將不會(huì)存儲(chǔ)在索引中，之所以稱之為稀疏索引就是說(shuō)缺失字段的文檔的值會(huì)丟失。
稀疏索引的創(chuàng)建和完全索引的創(chuàng)建沒(méi)有什么不同。使用稀疏索引進(jìn)行查詢的時(shí)候，某些由于缺失了字段的文檔記錄可能不會(huì)被返回，這是由于稀疏索引子返回被索引了的字段。可能比較難以理解，不過(guò)看幾個(gè)例子就好理解了。
- > db.people.ensureIndex({title:1},{sparse:true}) //在title字段上建立稀疏索引
- > db.people.save({name:"Jim"})
- > db.people.save({name:"yang",title:"prince"})
- > db.people.find();
- { "_id" : ObjectId("4e244dc5cac1e3490b9033d7"), "name" : "Jim" }
- { "_id" : ObjectId("4e244debcac1e3490b9033d8"), "name" : "yang", "title" : "prince" }
- > db.people.find().sort({title:1})//自有包含有索引字段的記錄才被返回
- { "_id" : ObjectId("4e244debcac1e3490b9033d8"), "name" : "yang", "title" : "prince" }
- > db.people.dropIndex({title:1})//刪除稀疏索引之后，所有的記錄均顯示
- { "nIndexesWas" : 2, "ok" : 1 }
- > db.people.find().sort({title:1})
- { "_id" : ObjectId("4e244dc5cac1e3490b9033d7"), "name" : "Jim" }
- { "_id" : ObjectId("4e244debcac1e3490b9033d8"), "name" : "yang", "title" : "prince" }
唯一索引
MongoDB支持唯一索引，這使得不能插入在唯一索引項(xiàng)上已經(jīng)存在的記錄。例如，要保證firstname和lastname都是唯一的，命令如下
- > db.things.ensureIndex({firstname:1,lastname:1},{unique:true})
缺失的鍵
當(dāng)一個(gè)文檔以唯一索引的方式保存到集合中去的時(shí)候，任何缺失的索引字段都會(huì)一null值代替，因此，不能在唯一索引上同時(shí)插入兩條缺省的記錄。如下：
- >db.things.ensureIndex({firstname: 1}, {unique: true});
- >db.things.save({lastname: "Smith"});
- >db.things.save({lastname: "Jones"});// 會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤，因?yàn)閒irstname會(huì)有兩個(gè)null.
重復(fù)值:
唯一索引不能夠創(chuàng)建在具有重復(fù)值的鍵上，如果你一定要在這樣的鍵上創(chuàng)建，那么想系統(tǒng)將保存第一條記錄，剩下的記錄會(huì)被刪除，只需要在創(chuàng)建索引的時(shí)候加上dropDups這個(gè)可選項(xiàng)即可
- >db.things.ensureIndex({firstname : 1}, {unique : true, dropDups : true})
- Dropping Indexes
刪除一個(gè)特定集合上的索引：
- >db.collection.dropIndexes();
刪除集合中的某一個(gè)索引：
- db.collection.dropIndex({x: 1, y: -1})
也可以直接執(zhí)行命令進(jìn)性刪除
- db.runCommand({dropIndexes:'foo', index : {y:1}})//刪除集合foo中{y:1}的索引
- // remove all indexes:
- db.runCommand({dropIndexes:'foo', index : '*'})//刪除集合foo中所有的索引
重建索引：
可以所用如下命令重建索引：
- db.myCollection.reIndex()
- // same as:
- db.runCommand( { reIndex : 'myCollection' } )
通常這是不必要的，但是在集合的大小變動(dòng)很大及集合在磁盤空間上占用很多空間時(shí)重建索引才有用。對(duì)于大數(shù)據(jù)量的集合來(lái)說(shuō)，重建索引可能會(huì)很慢。
注：
MongoDB中索引是大小寫敏感的。
當(dāng)更新對(duì)象是，只有在索引上的這些key發(fā)生變化時(shí)才會(huì)更新。著極大地提高了性能。當(dāng)對(duì)象增長(zhǎng)了或者必須移動(dòng)時(shí)，所有的索引必須更新，這回很慢 。
索引信息會(huì)保存在system.indexes 集合中,運(yùn)行 db.system.indexes.find() 能夠看到這些示例數(shù)據(jù)。
索引的字段的大小有最大限制,目前接近800 bytes. 可在大于這個(gè)值的字段上建立索引是可以的，但是該字段不會(huì)被索引，這種限制在以后的版本中可能被移除。
索引的性能
索引使得可以通過(guò)關(guān)鍵字段獲取數(shù)據(jù)，能夠使得快速查詢和更新數(shù)據(jù)。
但是，必須注意的是，索引也會(huì)在插入和刪除的時(shí)候增加一些系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。往集合中插入數(shù)據(jù)的時(shí)候，索引的字段必須加入到B-Tree中去，因此，索引適合建立在讀遠(yuǎn)多于寫的數(shù)據(jù)集上，對(duì)于寫入頻繁的集合，在某些情況下，索引反而有副作用。不過(guò)大多數(shù)集合都是讀頻繁的集合，所以集合在大多數(shù)情況下是有用的。
使用sort()而不需要索引
如果數(shù)據(jù)集合比較小（通常小于4M），使用sort（）而不需要建立索引就能夠返回?cái)?shù)據(jù)。在這種情況下，做好聯(lián)合使用limit()和sort()。
關(guān)于MongoDB索引的創(chuàng)建和使用就介紹到這里，希望能對(duì)各位有所幫助，您的收獲將是我最大的快樂(lè)！
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