数据库开发系列

前言

一、基础篇

MongoDB 索引
索引通常能够极大的提高查询的效率，如果没有索引，MongoDB在读取数据时必须扫描集合中的每个文件并选取那些符合查询条件的记录。
这种扫描全集合的查询效率是非常低的，特别在处理大量的数据时，查询可以要花费几十秒甚至几分钟，这对网站的性能是非常致命的。
索引是特殊的数据结构，索引存储在一个易于遍历读取的数据集合中，索引是对数据库表中一列或多列的值进行排序的一种结构。

MongoDB 索引类型

1、默认_id 索引：会默认为每个表创建_id索引，不可以删除
2、唯一索引：对于单字段索引和排序操作，索引键的排序顺序（即升序或降序）无关紧要，因为MongoDB可以在任一方向上遍历索引。
3、复合索引：MongoDB支持用户在多个字段上定义索引，即 复合索引。对于复合索引和排序操作，索引键的排序顺序（即升序或降序）可以确定索引是否可以支持排序操作
4、多键索引：MongoDB使用多键索引来索引存储在数组中的内容。如果索引字段包含数组值，MongoDB会为数组的每个元素创建单独的索引条目。这些多键索引允许查询通过匹配数组中的元素来获取包含数组的文档。如果索引字段包含数组值，MongoDB会自动决定是否需要创建多键索引; 不需要显式指定多键类型。
5、地理空间索引：为了支持对地理空间坐标数据的高效查询，MongoDB提供了两个特殊索引：返回结果时使用平面几何的2d索引和使用球面几何的2dphere索引。
6、全文索引（文本索引）：MongoDB提供了一种text索引类型，支持在集合中搜索字符串内容。
7、hash索引：为了支持基于哈希的分片，MongoDB提供了哈希索引类型，索引字段值的哈希值。这些索引在其范围内具有更随机的值分布

注意
在分片群集中，如果不将该_id字段用作分片键，则应用程序必须确保_id字段值的唯一性以防止出错。通常使用标准的自动生成的ObjectId来完成。

索引方法：
createIndex() 方法
MongoDB使用 createIndex() 方法来创建索引。
db.collection.createIndex(keys, options)
语法中 Key 值为你要创建的索引字段，1 为指定按升序创建索引，如果你想按降序来创建索引指定为 -1 即可。

1、查看集合索引
db.col.getIndexes()
2、查看集合索引大小
db.col.totalIndexSize()
3、删除集合所有索引
db.col.dropIndexes()
4、删除集合指定索引
db.col.dropIndex("索引名称")

索引失效时间设定
db.col.createIndex({“createDate”: 1},{expireAfterSeconds: 180})
利用 TTL 集合对存储的数据进行失效时间设置：经过指定的时间段后或在指定的时间点过期，MongoDB 独立线程去清除数据。类似于设置定时自动删除任务，可以清除历史记录或日志等前提条件，设置 Index 的关键字段为日期类型 new Date()。

MongoDB 覆盖索引查询
官方的MongoDB的文档中说明，覆盖查询是以下的查询：
1、所有的查询字段是索引的一部分
2、所有的查询返回字段在同一个索引中

由于所有出现在查询中的字段是索引的一部分， MongoDB 无需在整个数据文档中检索匹配查询条件和返回使用相同索引的查询结果。
因为索引存在于RAM中，从索引中获取数据比通过扫描文档读取数据要快得多。

MongoDB 查询分析
MongoDB 查询分析可以确保我们所建立的索引是否有效，是查询语句性能分析的重要工具。
MongoDB 查询分析常用函数有：explain() 和 hint()。
1 使用 explain()
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。
2 使用 hint()
虽然MongoDB查询优化器一般工作的很不错，但是也可以使用 hint 来强制 MongoDB 使用一个指定的索引。

二、提高篇

MongoDB 索引限制
每个索引占据一定的存储空间，在进行插入，更新和删除操作时也需要对索引进行操作。所以，如果你很少对集合进行读取操作，建议不使用索引。

内存(RAM)使用
由于索引是存储在内存(RAM)中,你应该确保该索引的大小不超过内存的限制。
如果索引的大小大于内存的限制，MongoDB会删除一些索引，这将导致性能下降。

最大范围
集合中索引不能超过64个
索引名的长度不能超过128个字符
一个复合索引最多可以有31个字段

查询限制
索引不能被以下的查询使用：
正则表达式及非操作符，如 $nin, $not, 等。
算术运算符，如 $mod, 等。
$where 子句
检测你的语句是否使用索引是一个好的习惯，可以用explain来查看。

MongoDB 全文检索
全文检索对每一个词建立一个索引，指明该词在文章中出现的次数和位置，当用户查询时，检索程序就根据事先建立的索引进行查找，并将查找的结果反馈给用户的检索方式。
比如：db.posts.ensureIndex({post_text:“text”})

总结

通过本文的学习，你应该对索引有了一定的认识，希望让你对mongodb优化有一定的提高。