本文內容源自Kyle Banker 的MongoDB In Action一書。主要描述了MongoDB索引相關的一些基礎知識和使用技巧。

　　索引類型

　　雖然MongoDB的索引在存儲結構上都是一樣的，但是根據不同的應用層需求，還是分成了唯一索引(unique)、稀疏索引(sparse)、多值索引(multikey)等幾種類型。

　　1.唯一索引

　　唯一索引在創建時加上unique:true 的選項即可，創建命令如下：

　　db.users.ensureIndex({username: 1}, {unique: true})
　　上面的唯一索引創建后，如果insert一條username已經存在的數據，則會報如下的錯誤：

　　E11000 duplicate key error index: gardening.users.$username_1 dup key: { : "kbanker" }
　　如果你在一個已有數據的collection上創建唯一索引，若唯一索引對應的字段原來就有重復的數據項，那么創建會失敗，我們需要加上一個dropDups的選項來強制將重復的項刪除掉，命令如下例：

　　db.users.ensureIndex({username: 1}, {unique: true, dropDups: true})
　　2.松散索引

　　如果你的數據中一些行中沒有某個字段或字段值為null，那么如果在這個字段上建立普通索引，那么無此字段或值null的行也會參與到索引結構中，占用相應的空間。如果我們不希望這些值為空的行參與到我們的索引中，這時候可以采用松散索引，松散索引只會讓指定字段不為空的行參與到索引創建中來。創建一個松散索引可以用下面的命令：

　　db.reviews.ensureIndex({user_id: 1}, {sparse: true})
　　3.多值索引

　　MongoDB可以對一個array類型創建索引，比如像下面的結構，MongoDB可以在tags字段上創建索引：

　　{ name: "Wheelbarrow",

　　tags: ["tools", "gardening", "soil"]

　　}
　　在生成索引時，會為tags中的三個值分別生成三個索引元素，索引中tools，gardening，soil三個值都會指向這同一行數據。相當于分裂成了三個獨立的索引項。

　　索引管理

　　1.索引的創建和刪除

　　創建和刪除索引的方法有很多種，下面兩個是比較原始的方法，通過對system.indexes這個collection進行相應的寫操作來完成索引的創建：

　　spec = {ns: "green.users", key: {‘addresses.zip’: 1}, name: ‘zip’}

　　db.system.indexes.insert(spec, true)
　　上面命令往system.indexes中寫入一條記錄來創建索引，這條記錄包含了要在上面創建索引的collection的名字空間，索引的信息，以及索引的名稱。

　　創建完成后，我們可以通過下面命令找到我們創建的索引：

　　db.system.indexes.find()

　　{ "_id" : ObjectId("4d2205c4051f853d46447e95"), "ns" : "green.users",

　　"key" : { "addresses.zip" : 1 }, "name" : "zip", "v" : 0 }
　　要刪除一個已創建的索引，我們可以使用下面的命令來實現：

　　use green

　　db.runCommand({deleteIndexes: "users", index: "zip"})
　　2.創建索引命令

　　實際上創建索引還有更方便的命令，那就是ensureIndex，比如我們創建一個open和close兩個字段的聯合索引，就可以用下面的命令：

　　db.values.ensureIndex({open: 1, close: 1})
　　這個命令會觸發索引創建的兩個過程，一個是將相應的字段排序，因為索引是按B+樹來組織的，要構建樹，將數據進行排序后能夠提高插入B+樹的效率(第二個過程的效率)，在日志中，你能看到和下面類似的輸出：

　　Tue Jan 4 09:58:17 [conn1] building new index on { open: 1.0, close: 1.0 } for stocks.values

　　1000000/4308303 23%

　　2000000/4308303 46%

　　3000000/4308303 69%

　　4000000/4308303 92%

　　Tue Jan 4 09:59:13 [conn1] external sort used : 5 files in 55 secs
　　第二個過程是將排序好的數據插入到索引結構中，構成可用的索引：

　　1200300/4308303 27%

　　2227900/4308303 51%

　　2837100/4308303 65%

　　3278100/4308303 76%

　　3783300/4308303 87%

　　4075500/4308303 94%

　　Tue Jan 4 10:00:16 [conn1] done building bottom layer, going to commit

　　Tue Jan 4 10:00:16 [conn1] done for 4308303 records 118.942secs

　　Tue Jan 4 10:00:16 [conn1] insert stocks.system.indexes 118942ms
　　除了日志中的輸出外，你還可以通過在終端執行currentOp命令來獲取當前操作線程的相關信息，如下例：

　　> db.currentOp()

　　{

　　"inprog" : [

　　{

　　"opid" : 58,

　　"active" : true,

　　"lockType" : "write",

　　"waitingForLock" : false,

　　"secs_running" : 55,

　　"op" : "insert",

　　"ns" : "stocks.system.indexes",

　　"query" : {

　　},

　　"client" : "127.0.0.1:53421",

　　"desc" : "conn",

　　"msg" : "index: (1/3) external sort 3999999/4308303 92%"

　　}

　　]

　　}
　　最后一部分就是一個索引構建過程，目前正在執行排序過程，執行到92%。

　　3.在后臺創建索引

　　創建索引會對數據庫添加寫鎖，如果數據集比如大，會將線上讀寫數據庫的操作掛起，以等待索引創建結束。這影響了數據庫的正常服務，我們可以通過在創建索引時加background:true 的選項，讓創建工作在后臺執行，這時候創建索引還是需要加寫鎖，但是這個寫鎖不會直接獨占到索引創建完成，而是會暫停為其它讀寫操作讓路，不至于造成嚴重的性能影響。具體方法：

　　db.values.ensureIndex({open: 1, close: 1}, {background: true})
　　4.離線創建索引

　　無論如何，索引的創建都會給數據庫造成一定的壓力，從而影響線上服務。如果希望創建索引的過程完全不影響線上服務，我們可以通過將replica sets中的節點先從集群中剝離，在這個節點上添加相應的索引，等索引添加完畢后再將其添加到replica sets中。這只需要保證一個條件，就是創建索引的時間不能長于oplog能夠保存日志的時間，否則創建完后節點再上線發現再也無法追上primary了，這時會進行resync操作。

　　索引備份

　　我們知道，無論是使用mongodump還是mongoexport命令，都只是對數據進行備份，無法備份索引。我們在恢復的時候，還是需要等待漫長的索引創建過程。所以，如果你希望備份的時候帶上索引，那么最好采用備份數據文件的方式。

　　索引壓縮

　　索引在使用一段時間后，經歷增刪改等操作，會變得比較松散，從而戰用不必要的空間，我們可以通過reindex命令，重新組織索引，讓索引的空間占用變得更小。

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轉載于:https://blog.51cto.com/wws5201985/773843

總結

以上是生活随笔為你收集整理的MongoDB数据库索引基础知识与实战技巧的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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