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MongoDB 索引的使用与优化指南

MongoDB 索引基础

在 MongoDB 中，默认会为 _id 字段创建索引，这与传统的关系型数据库（如 MySQL）中的行为一致。索引可以看作是数据存储系统的一层抽象，各类存储系统都有类似的索引实现接口。理解索引的作用对于数据库性能优化至关重要。

基础索引操作

创建索引时，字段 age 可以指定升序（1）或降序（{-1}）:

db.t3.ensureIndex({ age: 1 })

查看所有索引：

db.t3.getIndexes()

需要注意的是，系统自动创建的 _id 索引无法删除。

在数据量较大时，创建索引会消耗大量资源，因此可以在后台执行：

db.t3.ensureIndex({ age: 1 }, { background: true })

文档索引

MongoDB 的索引支持文档类型字段，甚至可以在地址字段 addr 上创建索引：

db.factories.ensureIndex({ addr: 1 })

例如，可以通过地址字段 addr 进行查询：

db.factories.find({ addr: { city: "Beijing", state: "BJ" } })

但若查询字段顺序与索引顺序不一致，则可能无法利用索引：

db.factories.find({ addr: { state: "BJ", city: "Beijing" } })

组合索引

MongoDB 支持组合索引，可以同时对 addr.city 和 addr.state 索引：

db.factories.ensureIndex({ "addr.city": 1, "addr.state": 1 })

组合索引在以下场景中非常有用：

• 查询地址信息时：

  db.factories.find({ "addr.city": "Beijing", "addr.state": "BJ" })

• 按地址排序时：

  db.factories.find().sort({ "addr.city": 1, "addr.state": 1 })

需要注意索引字段顺序与查询字段顺序保持一致。

唯一索引

要创建唯一索引，需在 ensureIndex 命令中指定 unique: true：

db.t4.ensureIndex({ firstname: 1, lastname: 1 }, { unique: true })

强制使用索引

通过指定索引提示，可以强制使用索引：

db.t5.find({ age: { $lt: 30 } }).hint({ name: 1, age: 1 })

删除索引

删除表中的所有索引：

db.t3.dropIndexes()

删除特定索引：

db.t4.dropIndex({ firstname: 1 })

执行计划解释

MongoDB 提供 explain 命令以展示查询执行计划：

db.t5.find({ age: { $gt: 45 } }, { name: 1 }).explain()

explain 输出示例：

• cursor：返回类型（如 BtreeCursor age_1）
• nscanned：扫描的文档数
• n：返回的文档数量
• millis：执行时间（毫秒）
• indexBounds：使用的索引信息

通过 explain 命令可以观察索引优化效果，并针对性优化数据库性能。

##字段说明

• cursor：返回类型。
• nscanned：被扫描的文档数。
• n：返回的文档数量。
• millis：耗时（毫秒）。
• indexBounds：使用的索引信息。