Mongodb索引

MongoDB中的索引（Indexes）是为了加速查询而创建的数据结构。MongoDB的索引与关系数据库的索引类似，可以显著提高读取操作的性能。

mongodb中的索引概念

默认索引：MongoDB在每个集合上都会自动创建一个包含_id字段的唯一索引。
自定义索引：可以根据查询需要在单个或多个字段上创建索引。

索引类型

单字段索引：在单个字段上创建索引。

db.collection.createIndex({ field: 1 })  // 1表示升序

复合索引：在多个字段上创建索引，字段的顺序很重要。

db.collection.createIndex({ field1: 1, field2: -1 })  // field1升序，field2降序

多键索引（Multikey Index）：用于数组字段的索引，每个数组元素都被索引。

db.collection.createIndex({ arrayField: 1 })

文本索引（Text Index）：用于文本搜索，支持对字符串内容的全文搜索。

db.collection.createIndex({ field: "text" })

哈希索引（Hashed Index）：对字段值进行哈希计算，用于分片键。

db.collection.createIndex({ field: "hashed" })

地理空间索引（Geospatial Index）：用于地理位置数据，支持2d和2dsphere索引。

db.collection.createIndex({ location: "2dsphere" })  // 对GeoJSON数据使用

唯一索引（Unique Index）：确保索引字段的值唯一。

db.collection.createIndex({ field: 1 }, { unique: true })

部分索引（Partial Index）：只索引集合中符合指定条件的文档。

db.collection.createIndex({ field: 1 }, { partialFilterExpression: { status: "active" } })

稀疏索引（Sparse Index）：只索引那些包含索引字段的文档。

db.collection.createIndex({ field: 1 }, { sparse: true })

TTL索引（Time-to-Live）：自动删除过期的文档，只能用于日期字段。

db.collection.createIndex({ "field": 1 },{ expireAfterSeconds: <seconds> }
)# 30天后过期
db.logs.createIndex({ "create_time": 1 },{ expireAfterSeconds: 30 * 24 * 60 * 60 }  // 30天的秒数
)

索引操作

查看索引

db.collection.getIndexes()

删除索引

db.collection.dropIndex("index_name")

删除所有索引

db.collection.dropIndexes()

索引优化器

查询优化器（Query Optimizer）：MongoDB查询优化器会根据查询条件选择最优的索引。

Explain Plan：可以使用explain()方法查看查询的执行计划和使用的索引。

db.collection.find({ field: value }).explain("executionStats")

查询结果和结果说明

{"explainVersion": "1",                    	    // 显示explain命令的版本"queryPlanner": {							    // 包含关于查询计划的信息"namespace": "mydb.test1",				    // 查询的数据库和集合"indexFilterSet": false,				    // 表示是否有索引过滤器应用, false 表示没有应用索引过滤器"parsedQuery": {						    // 表示解析后的查询条件"name": {"$eq": "name_99999"}},"queryHash": "A2F868FD",					// 查询的哈希值，用于查询计划缓存"planCacheKey": "A3E454E0",					// 查询计划缓存的键"maxIndexedOrSolutionsReached": false,		// 是否达到了最大的OR解决方案数量, false 表示未达上限"maxIndexedAndSolutionsReached": false,		// 是否达到了最大的AND解决方案数量, false 表示未达上限"maxScansToExplodeReached": false,			// 是否达到了扫描的最大数量, false 表示未达上限"winningPlan": {							// 表示被选中的查询执行计划"stage": "FETCH",						// 当前执行计划的阶段, "FETCH" 表示当前阶段是从索引中获取文档"inputStage": {							// 表示输入阶段的计划，通常是索引扫描"stage": "IXSCAN",					// 当前阶段的操作, "IXSCAN" 表示索引扫描"keyPattern": {						// 索引的键模式"name": 1						// 表示在name字段上创建了升序索引},"indexName": "name_1",				// 索引的名称"isMultiKey": false,				// 是否为多键索引, false 表示不是多键索引"multiKeyPaths": {					// 多键索引的路径"name": [ ]						// { "name": [ ] } 表示name字段不是多键索引},"isUnique": false,					// 索引是否唯一, false 表示索引不是唯一的"isSparse": false,					// 索引是否稀疏, false 表示索引不是稀疏的"isPartial": false,					// 索引是否部分索引, false 表示索引不是部分索引"indexVersion": NumberInt("2"),		// 索引版本, 2 表示索引的版本号"direction": "forward",				// 索引扫描的方向, "forward" 表示升序扫描"indexBounds": {					// 索引范围"name": ["[\"name_99999\", \"name_99999\"]"		// 表示查询范围为"name_99999"到"name_99999"]}}},"rejectedPlans": [ ]						// 被拒绝的计划列表, [] 表示没有被拒绝的计划},"executionStats": {								// 包含关于查询执行的统计信息"executionSuccess": true,					//****** 查询是否成功执行, true 表示成功"nReturned": NumberInt("1"),				//****** 返回的文档数量"executionTimeMillis": NumberInt("0"),		//****** 查询执行使用了多长时间（毫秒）"totalKeysExamined": NumberInt("1"),		// 扫描的索引键总数, 1 表示扫描了1个索引键"totalDocsExamined": NumberInt("1"),		//****** 扫描的文档总数, 1 表示扫描了1个文档"executionStages": {						// 执行阶段的详细统计信息"stage": "FETCH",						// 执行阶段, "FETCH" 表示从索引中提取文档"nReturned": NumberInt("1"),			// 从此阶段返回的文档数量, 1 表示返回了1个文档"executionTimeMillisEstimate": NumberInt("0"),	// 执行时间的估算值（毫秒）"works": NumberInt("2"),				// 当前阶段的工作次数, 2 表示工作了2次"advanced": NumberInt("1"),				// 当前阶段的“高级”次数, 1 表示有1次“高级”操作"needTime": NumberInt("0"),				// 当前阶段的“需要时间”次数, 0 表示没有“需要时间”操作"needYield": NumberInt("0"),			// 当前阶段的“需要让步”次数, 0 表示没有“需要让步”操作"saveState": NumberInt("0"),			// 当前阶段的“保存状态”次数, 0 表示没有“保存状态”操作"restoreState": NumberInt("0"),			// 当前阶段的“恢复状态”次数, 0 表示没有“恢复状态”操作"isEOF": NumberInt("1"),				// 是否到达文件末尾, 1 表示到达文件末尾"docsExamined": NumberInt("1"),			// 在此阶段检查的文档数量, 1 表示检查了1个文档"alreadyHasObj": NumberInt("0"),		// 已经拥有对象的次数, 0 表示没有“已经拥有对象”的操作"inputStage": {							// 输入阶段的详细统计信息（通常是IXSCAN）"stage": "IXSCAN",					// 输入阶段的操作, "IXSCAN" 表示索引扫描"nReturned": NumberInt("1"),		// 从此阶段返回的文档数量, 1 表示返回了1个文档"executionTimeMillisEstimate": NumberInt("0"),	// 执行时间的估算值（毫秒）"works": NumberInt("2"),			// 输入阶段的工作次数, 2 表示工作了2次"advanced": NumberInt("1"),			// 输入阶段的“高级”次数, 1 表示有1次“高级”操作"needTime": NumberInt("0"),			// 输入阶段的“需要时间”次数, 0 表示没有“需要时间”操作"needYield": NumberInt("0"),		// 输入阶段的“需要让步”次数, 0 表示没有“需要让步”操作"saveState": NumberInt("0"),		// 输入阶段的“保存状态”次数, 0 表示没有“保存状态”操作"restoreState": NumberInt("0"),		// 输入阶段的“恢复状态”次数, 0 表示没有“恢复状态”操作"isEOF": NumberInt("1"),			// 是否到达文件末尾, 1 表示到达文件末尾"keyPattern": {						// 索引的键模式"name": 1						// 表示在name字段上创建了升序索引},"indexName": "name_1",				// 索引的名称"isMultiKey": false,				// 是否为多键索引, false 表示不是多键索引"multiKeyPaths": {					// 多键索引的路径"name": [ ]},"isUnique": false,					// 索引是否唯一, false 表示索引不是唯一的"isSparse": false,					// 索引是否稀疏, false 表示索引不是稀疏的"isPartial": false,					// 索引是否部分索引, false 表示索引不是部分索引"indexVersion": NumberInt("2"),		// 索引版本, 2 表示索引的版本号"direction": "forward",				// 索引扫描的方向, "forward" 表示升序扫描"indexBounds": {					// 索引范围"name": ["[\"name_99999\", \"name_99999\"]"]},"keysExamined": NumberInt("1"),		// 扫描的索引键数量, 1 表示扫描了1个索引键"seeks": NumberInt("1"),			// 索引扫描的次数, 1 表示进行了1次索引扫描"dupsTested": NumberInt("0"),		// 测试的重复记录数, 0 表示没有测试重复记录"dupsDropped": NumberInt("0")		// 丢弃的重复记录数, 0 表示没有丢弃重复记录}}},"command": {									// 表示执行的实际命令"find": "test1",							// 查询的集合"filter": {									// 查询条件"name": "name_99999"},"$db": "mydb"								// 数据库名称},"serverInfo": {									// 提供关于MongoDB服务器的信息"host": "71.xx",							// 服务器的主机名"port": NumberInt("27017"),					// 服务器的端口"version": "7.0.12",						// MongoDB的版本"gitVersion": "b6513ce0781db6818e24619e8a461eae90bc94fc"		// MongoDB的Git版本},"serverParameters": {							// 显示MongoDB服务器的内部参数, 这些参数通常用于调试和性能调优"internalQueryFacetBufferSizeBytes": NumberInt("104857600"),"internalQueryFacetMaxOutputDocSizeBytes": NumberInt("104857600"),"internalLookupStageIntermediateDocumentMaxSizeBytes": NumberInt("104857600"),"internalDocumentSourceGroupMaxMemoryBytes": NumberInt("104857600"),"internalQueryMaxBlockingSortMemoryUsageBytes": NumberInt("104857600"),"internalQueryProhibitBlockingMergeOnMongoS": NumberInt("0"),"internalQueryMaxAddToSetBytes": NumberInt("104857600"),"internalDocumentSourceSetWindowFieldsMaxMemoryBytes": NumberInt("104857600"),"internalQueryFrameworkControl": "trySbeRestricted"},"ok": 1											//****** 表示命令是否成功执行, 1 表示成功
}

stage的选项

1. COLLSCAN（Collection Scan）

说明: 执行全表扫描，逐一检查每个文档，以满足查询条件。
适用场景: 当没有合适的索引时，MongoDB会执行全表扫描。

2. IXSCAN（Index Scan）

说明: 执行索引扫描，使用索引来查找匹配的文档。
适用场景: 当查询可以利用索引加速时，MongoDB会使用索引扫描。

3. FETCH（Fetch）

说明: 从索引中获取文档，并检索实际的文档数据。
适用场景: 通常在IXSCAN之后执行，以从索引中提取实际文档。

4. SORT（Sort）

说明: 对文档进行排序。
适用场景: 当查询结果需要排序时使用。

5. LIMIT（Limit）

说明: 限制返回的文档数量。
适用场景: 当查询包含limit操作符时使用。

6. PROJECT（Project）

说明: 选择返回的字段。
适用场景: 当查询使用projection操作符来指定返回的字段时使用。

7. REDUCE（Reduce）

说明: 对查询结果进行汇总或合并。
适用场景: 通常在某些复杂的聚合操作中出现。

8. MERGE（Merge）

说明: 将多个结果合并为一个结果集。
适用场景: 通常在复合查询或聚合管道中出现。

9. UNWIND（Unwind）

说明: 将数组字段展开为多个文档。
适用场景: 在处理数组字段时使用，特别是在$unwind阶段的聚合管道中。

10. GROUP（Group）

说明: 将文档分组并计算汇总值。
适用场景: 在聚合管道中的$group阶段出现。

11. LOOKUP（Lookup）

说明: 执行集合间的联合操作。
适用场景: 在聚合管道中的$lookup阶段出现。

12. OUT（Out）

说明: 将聚合结果输出到另一个集合。
适用场景: 在聚合管道中的$out阶段出现。

13. INDEXONLY（Index Only）

说明: 查询只使用索引，不需要访问实际的文档。
适用场景: 当查询只需要索引中的字段时使用。

14. SHARD（Shard）

说明: 执行跨分片的查询操作。
适用场景: 在分片集群中，当查询需要跨多个分片时使用。

15. REPARTITION（Repartition）

说明: 对数据进行重新分区。
适用场景: 在某些复杂的聚合管道中可能会出现。

16. PLATFORM（Platform）

说明: 表示使用了某种平台或引擎的特殊执行阶段。
适用场景: 与MongoDB的特定引擎或平台相关的操作。