mongodb 索引详解（二）

1. 单字段索引

MongoDB为文档集合中的任何字段提供完整的索引支持 。默认情况下，所有集合在_id字段上都有索引，应用程序和用户可以添加其他索引以支持重要的查询和操作。

本文档描述了单个字段的升序/降序索引。

1.1 在单个字段上创建升序索引

如：records集合，它包含文档如下：

{
  "_id": ObjectId("570c04a4ad233577f97dc459"),
  "score": 1034,
  "location": { state: "NY", city: "New York" }
}

在records集合的score字段上创建升序索引：

db.records.createIndex( { score: 1 } )

索引规范中字段的值描述了该字段的索引类型。例如，值为1为按对items升序排序的索引。值为-1指定对item降序排序的索引。有关其他索引类型，请参阅 index types。

如上索引支持在score字段上选择查询，例如：

db.records.find( { score: 2 } )
db.records.find( { score: { $gt: 10 } } )

1.2 嵌入式字段上创建索引

在嵌入文档中的字段上创建索引，就像文档中的索引顶级字段一样。嵌入字段上的索引与 i索引在嵌入式文档上不同，嵌入文档中的索引包括索引中嵌入文档的最大内容，直到最大的index size。相反，索引在嵌入式字段上允许使用“点符号”来表示嵌入式文档。

如：records集合，它包含文档如下：

{
  "_id": ObjectId("570c04a4ad233577f97dc459"),
  "score": 1034,
  "location": { state: "NY", city: "New York" }
}

以下操作在location.state 字段上创建索引：

db.records.createIndex( { "location.state": 1 } )

创建的索引将支持在字段上选择的查询 location.state，例如：

db.records.find( { "location.state": "CA" } )
db.records.find( { "location.city": "Albany", "location.state": "NY" } )

1.3 在嵌入式文档上创建索引

在整个嵌入式文档上创建索引。

如：records集合，它包含文档如下：

{
  "_id": ObjectId("570c04a4ad233577f97dc459"),
  "score": 1034,
  "location": { state: "NY", city: "New York" }
}

该location字段是一个嵌入式文档，包含嵌入字段 city和state。以下命令在整个location 字段上创建索引：

db.records.createIndex( { location: 1 } )

以下查询可以使用该location字段上的索引：

db.records.find( { location: { city: "New York", state: "NY" } } )

注意

虽然查询可以使用索引，但结果集不包括上面的示例文档。在嵌入文档上执行等值匹配时，字段顺序事项和嵌入文档必须完全匹配。有关查询嵌入式文档的更多信息，请参阅 查询嵌入式文档。

1.4 其他注意事项

如果集合包含大量数据，并且您的应用程序需要能够在构建索引时访问数据，请考虑在后台构建索引，如 Background Construction。

要为副本集构建或重建索引，请参阅 在副本集上构建索引。

某些驱动程序可以使用NumberLong(1)而不是 1作为规范来指定索引。这对索引结果没有任何影响。

2. 复合索引

MongoDB支持复合索引，其中单个索引对集合文档中多个字段[1]的引用。下图说明了两个字段的复合索引示例：

[1] 对于复合索引最多支持32个字段
复合索引可以支持在多个字段上匹配的查询。

2.1创建复合索引

创建复合索引，使用如下语句：

db.collection.createIndex( { <field1>: <type>, <field2>: <type2>, ... } )

索引规范中字段的值描述了该字段的索引类型。例如，值为1对item进行升序排序的索引。值为-1对item进行降序的索引。有关其他索引类型，请参阅 索引类型。

注意：
无法创建具有hashed索引类型的复合索引 。如果尝试创建包含散列索引字段的复合索引，则会收到错误。

如：集合products，包含如下文档：

{
 "_id": ObjectId(...),
 "item": "Banana",
 "category": ["food", "produce", "grocery"],
 "location": "4th Street Store",
 "stock": 4,
 "type": "cases"
}

在item和 stock字段上创建升序索引：

db.products.createIndex( { "item": 1, "stock": 1 } )

复合索引中列出的字段的顺序很重要。索引首先按item字段值对文档进行排序，然后对item字段的每个值按照stock字段值进行排序。有关详细信息，请参阅 排序顺序

除了支持在所有索引字段上匹配的查询之外，复合索引还可以支持与索引字段的前缀匹配的查询。也就是说，索引支持对item字段以及字段item和stock字段的查询：

db.products.find( { item: "Banana" } )
db.products.find( { item: "Banana", stock: { $gt: 5 } } )

2.2 排序顺序

索引以升序（1）或降序（-1）排序顺序存储对字段的引用。对于单字段索引，键的排序顺序无关紧要，因为MongoDB可以在任一方向上遍历索引。但是，对于复合索引，排序顺序决定索引是否可以支持排序操作。

Events集合包含字段username和date。应用程序可以发出返回结果的查询，这些查询首先按升序username值排序，然后按降序（即最近更新）date值排序，例如：

db.events.find().sort( { username: 1, date: -1 } )

或返回结果的查询首先按降序username 值排序，然后按升序date值排序，例如：

db.events.find().sort( { username: -1, date: 1 } )

以下索引可以支持这两种排序操作：

db.events.createIndex( { "username" : 1, "date" : -1 } )

但是，上述索引不支持按升序username值排序，然后按升序date值排序， 如下所示：

db.events.find().sort( { username: 1, date: 1 } )

有关排序顺序和复合索引的详细信息，请参阅 使用索引对查询结果排序。

2.3 前缀

索引前缀是索引字段的 beginning 子集。例如，复合索引：

{ "item": 1, "location": 1, "stock": 1 }

索引具有以下索引前缀：

{ item: 1 }
{ item: 1, location: 1 }

对于复合索引，MongoDB可以使用索引来支持对索引前缀的查询。因此，MongoDB可以在以下字段中使用索引进行查询：

Item字段，
Item字段和location字段
Item字段和location字段和stock字段

MongoDB索引支持查询item和 stock字段，因为item字段对应于前缀。但是，索引在支持查询方面效率不高，因为仅索引item和stock。

但是，MongoDB无法使用索引来支持如下查询，因为没有item字段，所列出的字段无法使用前缀索引：

Location字段，
Stock字段
Location字段和stock字段。

如果集合在在某个字段同时具有复合索引({ a: 1, b: 1 })和前缀索引({ a: 1 })，且两个索引都没有稀疏或唯一约束，则可以删除前缀上的索引({ a: 1 })。当需要使用前缀索引时，MongoDB可以使用复合索引代替。

2.4 索引交集

从2.6版开始，MongoDB可以使用索引交集来完成查询。选择创建支持查询或依赖索引交集，取决于系统的细节。有关详细信息，请参见 索引交集和复合索引。

2.5 其他注意事项

如果集合包含大量数据，并且您的应用程序需要能够在构建索引时访问数据，请考虑在后台构建索引，如 Background Construction。

要为副本集构建或重建索引，请参阅 Build Indexes on Replica Sets 。

某些驱动程序可以使用NumberLong(1)而不是 1作为规范来指定索引。这对索引结果没有任何影响。

译者:莫微
DBA一枚，
关注数据库发展，愿为之添砖加瓦。