MongoDB數據庫中索引和explain的使用教程

2020-03-14 12:53:32

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供稿：網友

前言

本文主要給大家介紹了關于MongoDB中索引和 explain使用的相關內容，分享出來供大家參考學習，下面話不多說了，來一起看看詳細的介紹：

mongodb/211522.html">mongodb 索引使用

作用

索引通常能夠極大的提高查詢。
索引是一種數據結構，他搜集一個集合中文檔特定字段的值。
B-Tree索引來實現。

創建索引

db.collection.createIndex(keys, options)

keys

keys由文檔字段和索引類型組成。如{"name":1}
key 表示字段 value 1,-1 1表示升序，-1降序

options

options 創建索引的選項。

參數	類型	描述
background	boolean	創建索引在后臺運行，不會阻止其他對數據庫操作
unique	boolean	創建唯一索引，文檔的值不會重復
name	string	索引名稱，默認是：字段名_排序類型開始排序
sparse	boolean	過濾掉null，不存在的字段

查看索引

 db.collection.getIndexes()

 {  "v" : 1,  "key" : {   "_id" : 1  },  "name" : "_id_",  "ns" : "leyue.userdatas" }, {  "v" : 1,  "key" : {   "name" : 1 //索引字段  },  "name" : "name_1", //索引名稱  "ns" : "leyue.userdatas" }

刪除索引

db.collection.dropIndex(index) 刪除指定的索引。

db.collection.dropIndexes() 刪除除了_id 以外的所有索引。

index 是字符串表示按照索引名稱 name 刪除字段。
index 是{字段名稱:1} 表示按照key 刪除索引。

創建/查看/刪除示例

查看數據

  db.userdatas.find(){ "_id" : ObjectId("597f357a09c84cf58880e412"), "name" : "u3", "age" : 32 }{ "_id" : ObjectId("597f357a09c84cf58880e411"), "name" : "u4", "age" : 30, "score" : [ 7, 4, 2, 0 ] }{ "_id" : ObjectId("597fcc0f411f2b2fd30d0b3f"), "age" : 20, "score" : [ 7, 4, 2, 0, 10, 9, 8, 7 ], "name" : "lihao" }{ "_id" : ObjectId("597f357a09c84cf58880e413"), "name" : "u2", "age" : 33, "wendang" : { "yw" : 80, "xw" : 90 } }{ "_id" : ObjectId("5983f5c88eec53fbcd56a7ca"), "date" : ISODate("2017-08-04T04:19:20.693Z") }{ "_id" : ObjectId("597f357a09c84cf58880e40e"), "name" : "u1", "age" : 26, "address" : "中國碭山" }{ "_id" : ObjectId("597f357a09c84cf58880e40f"), "name" : "u1", "age" : 37, "score" : [ 10, 203, 12, 43, 56, 22 ] }{ "_id" : ObjectId("597f357a09c84cf58880e410"), "name" : "u5", "age" : 78, "address" : "china beijing chaoyang" }

給字段name 創建索引

 // 創建索引 db.userdatas.createIndex({"name":1}) {  "createdCollectionAutomatically" : false,  "numIndexesBefore" : 1,  "numIndexesAfter" : 2,  "ok" : 1 } // 查看索引 db.userdatas.getIndexes() [  {   "v" : 1,   "key" : {    "_id" : 1   },   "name" : "_id_",   "ns" : "leyue.userdatas"  },  {   "v" : 1,   "key" : {    "name" : 1   },   "name" : "name_1",   "ns" : "leyue.userdatas"  } ]

給字段name 創建索引并命名為myindex

 db.userdatas.createIndex({"name":1}) db.userdatas.createIndex({"name":1},{"name":"myindex"}) db.userdatas.getIndexes() [  {   "v" : 1,   "key" : {    "_id" : 1   },   "name" : "_id_",   "ns" : "leyue.userdatas"  },  {   "v" : 1,   "key" : {    "name" : 1   },   "name" : "myindex",   "ns" : "leyue.userdatas"  } ]

給字段name 創建索引創建的過程在后臺執行

當mongodb 集合里面的數據過大時創建索引很耗時，可以在放在后臺運行。

 db.userdatas.dropIndex("myindex") db.userdatas.createIndex({"name":1},{"name":"myindex","background":true})

給age 字段創建唯一索引

 db.userdatas.createIndex({"age":-1},{"name":"ageIndex","unique":true,"sparse":true}) db.userdatas.getIndexes()[ {  "v" : 1,  "key" : {   "_id" : 1  },  "name" : "_id_",  "ns" : "leyue.userdatas" }, {  "v" : 1,  "key" : {   "name" : 1  },  "name" : "myindex",  "ns" : "leyue.userdatas",  "background" : true }, {  "v" : 1,  "unique" : true,  "key" : {   "age" : -1  },  "name" : "ageIndex",  "ns" : "leyue.userdatas",  "sparse" : true }]// 插入一個已存在的age db.userdatas.insert({ "name" : "u8", "age" : 32})WriteResult({ "nInserted" : 0, "writeError" : {  "code" : 11000,  "errmsg" : "E11000 duplicate key error index: leyue.userdatas.$ageIndex dup key: { : 32.0 }" }})

創建復合索引

 db.userdatas.createIndex({"name":1,"age":-1}) db.userdatas.getIndexes()[ {  "v" : 1,  "key" : {   "_id" : 1  },  "name" : "_id_",  "ns" : "leyue.userdatas" }, {  "v" : 1,  "key" : {   "name" : 1,   "age" : -1  },  "name" : "name_1_age_-1",  "ns" : "leyue.userdatas" }]

所有的字段都存在集合 system.indexes 中

db.system.indexes.find(){ "v" : 1, "key" : { "_id" : 1 }, "name" : "_id_", "ns" : "leyue.userdatas" }{ "v" : 1, "key" : { "_id" : 1 }, "name" : "_id_", "ns" : "leyue.scores" }{ "v" : 1, "key" : { "_id" : 1 }, "name" : "_id_", "ns" : "leyue.test" }{ "v" : 1, "key" : { "user" : 1, "name" : 1 }, "name" : "myindex", "ns" : "leyue.test" }{ "v" : 1, "key" : { "_id" : 1 }, "name" : "_id_", "ns" : "leyue.mycapped" }{ "v" : 1, "key" : { "user" : 1 }, "name" : "user_1", "ns" : "leyue.test" }{ "v" : 1, "key" : { "name" : 1 }, "name" : "myindex", "ns" : "leyue.userdatas" }

索引總結

1:創建索引時,1表示按升序存儲,-1表示按降序存儲。

2:可以創建復合索引,如果想用到復合索引,必須在查詢條件中包含復合索引中的前N個索引列

3: 如果查詢條件中的鍵值順序和復合索引中的創建順序不一致的話,

MongoDB可以智能的幫助我們調整該順序,以便使復合索引可以為查詢所用。

4: 可以為內嵌文檔創建索引,其規則和普通文檔創建索引是一樣的。

5: 一次查詢中只能使用一個索引,$or特殊,可以在每個分支條件上使用一個索引。

6: $where,$exists不能使用索引,還有一些低效率的操作符,比如:$ne,$not,$nin等。

7: 設計多個字段的索引時,應該盡量將用于精確匹配的字段放在索引的前面。

explain 使用

語法

 db.collection.explain().<method(...)>

explain() 可以設置參數：

queryPlanner。
executionStats。
allPlansExecution。

示例

for(var i=0;i<100000;i++) { db.test.insert({"user":"user"+i});}

沒有使用索引

 db.test.explain("executionStats").find({"user":"user200000"}){ "queryPlanner" : {  "plannerVersion" : 1,  "namespace" : "leyue.test",  "indexFilterSet" : false,  "parsedQuery" : {   "user" : {    "$eq" : "user200000"   }  },  "winningPlan" : {   "stage" : "COLLSCAN",   "filter" : {    "user" : {     "$eq" : "user200000"    }   },   "direction" : "forward"  },  "rejectedPlans" : [ ] }, "executionStats" : {  "executionSuccess" : true,  "nReturned" : 2,  "executionTimeMillis" : 326,  "totalKeysExamined" : 0,  "totalDocsExamined" : 1006497,  "executionStages" : {   "stage" : "COLLSCAN",   "filter" : {    "user" : {     "$eq" : "user200000"    }   },   "nReturned" : 2,   "executionTimeMillisEstimate" : 270,   "works" : 1006499,   "advanced" : 2,   "needTime" : 1006496,   "needYield" : 0,   "saveState" : 7863,   "restoreState" : 7863,   "isEOF" : 1,   "invalidates" : 0,   "direction" : "forward",   "docsExamined" : 1006497  } }, "serverInfo" : {  "host" : "lihaodeMacBook-Pro.local",  "port" : 27017,  "version" : "3.2.1",  "gitVersion" : "a14d55980c2cdc565d4704a7e3ad37e4e535c1b2" }, "ok" : 1}

executionStats.executionTimeMillis: query的整體查詢時間。
executionStats.nReturned : 查詢返回的條目。
executionStats.totalKeysExamined ：索引掃描條目。
executionStats.totalDocsExamined：文檔掃描條目。

executionTimeMillis = 326 query 執行時間

nReturned=2 返回兩條數據

totalKeysExamined=0 沒有用到索引

totalDocsExamined 全文檔掃描

理想狀態：

nReturned=totalKeysExamined & totalDocsExamined=0

Stage狀態分析

stage	描述
COLLSCAN	全表掃描
IXSCAN	掃描索引
FETCH	根據索引去檢索指定document
SHARD_MERGE	將各個分片返回數據進行merge
SORT	表明在內存中進行了排序
LIMIT	使用limit限制返回數
SKIP	使用skip進行跳過
IDHACK	針對_id進行查詢
SHARDING_FILTER	通過mongos對分片數據進行查詢
COUNT	利用db.coll.explain().count()之類進行count運算
COUNTSCAN	count不使用Index進行count時的stage返回
COUNT_SCAN	count使用了Index進行count時的stage返回
SUBPLA	未使用到索引的$or查詢的stage返回
TEXT	使用全文索引進行查詢時候的stage返回
PROJECTION	限定返回字段時候stage的返回

對于普通查詢，我希望看到stage的組合(查詢的時候盡可能用上索引)：

Fetch+IDHACK

Fetch+ixscan

Limit+（Fetch+ixscan）

PROJECTION+ixscan

SHARDING_FITER+ixscan

COUNT_SCAN

不希望看到包含如下的stage：

COLLSCAN(全表掃描),SORT(使用sort但是無index),不合理的SKIP,SUBPLA(未用到index的$or),COUNTSCAN(不使用index進行count)

使用索引

  db.test.createIndex({"user":1},{"name":"myindex","background":true})  db.test.explain("executionStats").find({"user":"user200000"}){  "queryPlanner" : {    "plannerVersion" : 1,    "namespace" : "leyue.test",    "indexFilterSet" : false,    "parsedQuery" : {      "user" : {        "$eq" : "user200000"      }    },    "winningPlan" : {      "stage" : "FETCH",      "inputStage" : {        "stage" : "IXSCAN",        "keyPattern" : {          "user" : 1        },        "indexName" : "myindex",        "isMultiKey" : false,        "isUnique" : false,        "isSparse" : false,        "isPartial" : false,        "indexVersion" : 1,        "direction" : "forward",        "indexBounds" : {          "user" : [            "[/"user200000/", /"user200000/"]"          ]        }      }    },    "rejectedPlans" : [ ]  },  "executionStats" : {    "executionSuccess" : true,    "nReturned" : 2,    "executionTimeMillis" : 0,    "totalKeysExamined" : 2,    "totalDocsExamined" : 2,    "executionStages" : {      "stage" : "FETCH",      "nReturned" : 2,      "executionTimeMillisEstimate" : 0,      "works" : 3,      "advanced" : 2,      "needTime" : 0,      "needYield" : 0,      "saveState" : 0,      "restoreState" : 0,      "isEOF" : 1,      "invalidates" : 0,      "docsExamined" : 2,      "alreadyHasObj" : 0,      "inputStage" : {        "stage" : "IXSCAN",        "nReturned" : 2,        "executionTimeMillisEstimate" : 0,        "works" : 3,        "advanced" : 2,        "needTime" : 0,        "needYield" : 0,        "saveState" : 0,        "restoreState" : 0,        "isEOF" : 1,        "invalidates" : 0,        "keyPattern" : {          "user" : 1        },        "indexName" : "myindex",        "isMultiKey" : false,        "isUnique" : false,        "isSparse" : false,        "isPartial" : false,        "indexVersion" : 1,        "direction" : "forward",        "indexBounds" : {          "user" : [            "[/"user200000/", /"user200000/"]"          ]        },        "keysExamined" : 2,        "dupsTested" : 0,        "dupsDropped" : 0,        "seenInvalidated" : 0      }    }  },  "serverInfo" : {    "host" : "lihaodeMacBook-Pro.local",    "port" : 27017,    "version" : "3.2.1",    "gitVersion" : "a14d55980c2cdc565d4704a7e3ad37e4e535c1b2"  },  "ok" : 1}

executionTimeMillis: 0

totalKeysExamined: 2

totalDocsExamined:2

nReturned:2

stage:IXSCAN

使用索引和不使用差距很大，合理使用索引，一個集合適合做 4-5 個索引。

總結

以上就是這篇文章的全部內容了，希望本文的內容對大家的學習或者工作能帶來一定的幫助，如果有疑問大家可以留言交流，謝謝大家對VEVB武林網的支持。

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http://www.mongoing.com/eshu_explain3

https://docs.mongodb.com/v3.2/reference/explain-results/#queryplanner

注：相關教程知識閱讀請移步到MongoDB頻道。