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MongoDB索引知识

什么是索引

索引是一种特殊的数据结构，用于提高数据库中特定数据的检索速度。它们是通过对一列或多列存储在数据库表中的数据进行排序来实现的。这样做可以让我们快速找到所需的数据而不必全盘扫描整个数据库。

索引对MongoDB查询的影响

MongoDB可以在查询时使用索引来提高查询效率，而不使用索引则要对整个集合进行扫描，查询耗时就会相对较长。

但是，索引也会带来一些额外的开销，例如增加数据写入时的负载和增加磁盘空间占用等。所以，在设计MongoDB数据库时需要平衡索引的使用和不使用。

MongoDB中创建索引

在MongoDB中，可以通过调用createIndex()方法来创建索引。

db.collection.createIndex(keys, options)

其中keys参数指定了要在哪些列上创建索引，而options参数可以设置一些索引选项和配置。例如：

db.users.createIndex({name:1, age:-1}, {background:true})

上述代码为users集合中的name列和age列创建了一个复合索引，name列按照升序排列，而age列按照降序排列。此外，设置了background选项为true，表示该操作可以后台执行而不阻塞其他操作。

索引类型

MongoDB支持以下几种类型的索引：

单字段索引

指在一列上创建的索引，示例如下：

db.users.createIndex({name:1})

复合索引

指在多个列上创建的索引，示例如下：

db.users.createIndex({name:1,age:-1})

TTL索引

TTL（Time-To-Live，生存时间）索引用于自动删除指定时间之前的记录。需要指定一个过期时间，例如：

db.logs.createIndex({createdAt:1}, {expireAfterSeconds: 3600})

上述代码将logs集合中的createdAt列创建为TTL索引，并设置过期时间为1小时。

全文索引

MongoDB支持全文索引，可以在文本类型的列上创建该索引。

例如：

db.articles.createIndex({content: "text"})

上述代码为articles集合中的content列创建全文索引。

查询优化

MongoDB查询时，可以通过优化查询语句来提高查询效率。以下是一些常用的查询优化技巧：

查询条件越多越好

查询时增加筛选条件可以减少返回的记录数，进而提高查询效率。

例如，下列查询语句中增加了一个age的筛选条件：

db.users.find({name: "张三", age: 25})

显式地指定索引

有时候MongoDB无法明确地选择使用哪个索引进行查询，这时可以使用hint()方法来显式地指定索引。

例如，如果要使用name列上的索引进行查询，则可以这样写：

db.users.find({name: "张三"}).hint({name:1})

复合索引

复合索引可以用于覆盖查询，从而减少查询的IO和CPU消耗。例如，下列查询语句可以使用复合索引来进行覆盖查询：

db.users.find({name: "张三", age: 25}, {address: 1})

其中，{address: 1}表示只返回address列。

示例说明

示例1：创建单字段索引

假设我们有一个students集合，存储着学生的基本信息，如姓名name和年龄age。我们可以在name列上创建一个单字段索引，以加快根据姓名查询学生信息的速度。

创建单字段索引的代码如下：

db.students.createIndex({name: 1})

示例2：创建TTL索引

假设我们有一个logs集合，存储着系统的日志信息，如日志内容content和创建时间createdAt。为了自动删除过期的日志记录，我们可以在createdAt列上创建一个TTL索引。

创建TTL索引的代码如下：

db.logs.createIndex({createdAt: 1}, {expireAfterSeconds: 3600})

上述代码表示，对logs集合中的createdAt列创建一个TTL索引，设置过期时间为1小时。这样，在createdAt列上创建的索引将会自动删除所有比过期时间早的记录。