整理mongodb文档:索引

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整理mongodb文档:索引

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文章概叙

本文主要还是在shell下的操作。让大家了解下mongodb中index的用途,基本的索引的新增、查看、删除等,最后再提一嘴复合索引。

数据准备

大家都知道mongodb跟javaScript的关系,所以我就不解释为什么用下面的sql来创建百万条数据了,我可不想自己手动输入百万条数据。

db.test.insertMany(
    new Array(1000000).fill(1).map((v, index) => {
        return {
            index,
            single_digit: index % 10,
        }
    })
);

比如我们想要查询出所有的个位数为2的数据,我们用find方法查询,但是为了看下查询的状态,我们使用下面的sql,增加了explain方法

db.test.find({single_digit:2}).explain("executionStats")

explain 操作提供了查询信息,使用索引及查询统计等。有利于我们对索引的优化
executionStats顾名思义,代表的是运行时候的状态,关于explain的后续会有一个博客讲解下,这儿主要是让大家知道正常情况下运行find方法的”消耗“,方便对后面做对比。
整理mongodb文档:索引_第1张图片

executionTimeMillis 代表的是运行的时间,显示的时间是1198ms。
totalDocsExamined 代表的是我们去检查的文档的总数,正好一百万,说明人家遍历了我们整个集合。
总结一句,find方法遍历了我们的文档,并且花费了1.198s的时间去返回我们想要的数据。

接着我们进入索引的范畴。

获取索引列表

db.test.getIndexes()

在这里插入图片描述

可以看到,默认有一个索引,叫做"_id",也就是唯一id,这个可以理解,毕竟人家是唯一id,而且官网上的解释也很清晰。
在创建集合期间,MongoDB 在_id字段上创建唯一索引。该索引可防止客户端插入两个具有相同值的文档。你不能将_id字段上的index删除。
其中,v表示的是当前索引系统的版本,其余的两个参数,分别代表索引的名字还有索引的内容,看完下面的介绍,肯定就会明白的。

创建索引

现在我们已经知道有一个默认的_id索引了,接下来需要创建一个关于single_digit的索引,方便我们后续的查询。

db.test.createIndex()

结合到我们的例子中,便是

db
    .test
    .createIndex({ single_digit: 1 })

其中,single_digit代表的是我们的索引字段。
1代表该索引使用升序方式排序,-1则表示使用降序。最主要是理解到单个索引是如何使用的。

对于单字段索引和排序操作,索引键的排序顺序(升序或降序)并不重要,因为MongoDB可以从任何方向遍历索引。

整理mongodb文档:索引_第2张图片

可以看到,现在创建了一个名字叫做single_digit_1的,而由于该索引只有一个字段,所以我们称呼为单字段索引。
再有了索引的条件下,我们重新用find方法查询下db
整理mongodb文档:索引_第3张图片

可以看到,在用了索引的条件下,使用了346ms的时间,查询了十万条数据,返回了十万条数据。
至此,我们可以理解为索引就是根据特定的条件,对数据进行分类,用户根据条件查询的时候,如果击中了索引的条件,就直接使用索引去查询,这样子能节省时间。
需要注意的是,如果索引已经存在了,再创建一个相同的索引的时候,是无效的,不做例子介绍了,可以自己再创建一个“single_digit”为-1的测试下。

删除索引

有了新增,也就有了删除,尤其是索引这种很占用内存的东西上

db
    .test
    .dropIndex('single_digit_1')

整理mongodb文档:索引_第4张图片

如果是删除所有的索引,可以使用

db
    .test
    .dropIndexs()

删除索引的方法没什么需要注意的,对我们来说,有参数就是删除特定索引,没有参数就是直接删除所有的索引

重建索引

首先,让我们将刚刚的single_digit索引加回来。此时,先贴一段话

db.collection.reIndex() may only be run on standalone instances. For
most users, the db.collection.reIndex() command is unnecessary.

大概翻译过来就是,对于大部分的用户来说,reIndex是不必要的。而且reIndex在6.0之后会被废弃,所以我依旧建议看看就行。
假设下面的情况,我们的数据库中现在有100万条数据,而现在的索引,是基于当前的数据建造的,那么如果我们再加入100万条数据,我们是否要重新去创建一次索引呢?首先答案是否定的,具体可以从stats方法去查看出当前数据的状态

db.test.stats()

在这里插入图片描述

其中可以看到当前的索引大小为10MB,而更新之前的大小为5MB.建议大家自己看看stats指令的作用。
实际开发中,reIndex的作用很小,如果有参数的时候,更新的是特定的索引,用法如下

db
    .test
    .reIndex({ "single_digit_1": 1 })

而当不赋予参数之后,则表示更新全部的索引

db
    .test
    .reIndex()

请注意,更新索引的代价是很高的。需要重新遍历一次数据去重建索引,所以很不建议,尤其是新手,要更新索引,必须先问下你的boss,然后再确定找个空闲的时间更新

知道了最简单的索引的创建、删除,以及对索引的"更新",对于索引就有了大概的了解了。接下来重点放在索引的类型上。

复合索引

很多情况下,我们的查询并不是只有一个关键字段,假设一个系统中,我们要遍历出所有的广东省的男性,这时候我们的sql就需要两个条件,分别是男性以及广东省,此时就可以创建一个复合索引,如下(数据随便创建了几条)
整理mongodb文档:索引_第5张图片

db
    .orders
    .createIndex({ province: 1, gender: 1 })

复合索引中列出的字段的顺序很重要。索引将包含对文档的引用,这些文档首先按item字段的值排序,然后在该字段的每个值内item,按stock字段的值排序。有关更多信息,请参见排序顺序。
大概意思就是,当我们创建复合索引的时候,我们需要注意列出的字段的顺序。比如这儿列出的是省份,才是性别。
新手可以粗略的理解为后面使用index查询的时候,先击中省份,再击中性别,如果想要知道具体的,建议查询官网中关于mongodb的ESR。

整理mongodb文档:索引_第6张图片

复合索引能很大程度的降低查询的时间,但是有最多32个字段的限制,而且索引并不是越多越好的。过多的索引会造成很多的内存占用。

对于其他的索引类型。比如文本索引以及通配符索引,可以大概去官网查看下,如果写了,篇幅会过大,且新手没掌握的时候会云里雾里,所以我就不展开了。

最后的话

简单来说,索引的作用就是为了更快得查询数据,很多时候单字段的索引足够满足我们的需求,对于部分较为常用的数据,可以使用复合数据。
但是索引需要用到内存,本质上是将部分的数据做了处理后将其保存下来,方便我们的查询,但是盲目创建索引,会让自己的项目越来越卡顿。
如果想知道自己的sql是否使用了index,可以使用explain()指令,查看是否用的"IXSCAN"(索引查询),以及使用的是哪一个index。
整理mongodb文档:索引_第7张图片

不建议指定index的名字,所以博客中并没有指出如何设置name。

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