MongoDB範圍查詢的索引優化

　　我們知道，MongoDB的索引是B-Tree結構的，和MySQL的索引非常類似。所以你應該聽過這樣的建議：建立索引的時候要考慮到sort操作，儘量把sort操作要用到的欄位放到你的索引後面。但是有的情況下，這樣做反而會使你的查詢效能更低。

　　問題

　　比如我們進行下面這樣的查詢：

db.collection.find({"country": "A"}).sort({"carsOwned": 1})

　　查詢條件是 {“country”: “A”}，按 carsOwned 欄位的正序排序。所以索引就很好建了，直接建立 country , carsOwned 兩個欄位的聯合索引即可。像這樣：

db.collection.ensureIndex({"country": 1, "carsOwned": 1})

　　我們來看一個稍微複雜一點的查詢：

db.collection.find({"country": {"$in": ["A", "G"]}}).sort({"carsOwned": 1})

　　這回我們是要查詢 country 為 A 或者 G 的資料條目，結果同樣按 carsOwned 欄位排序。

　　如果我們還使用上面的索引，並且使用 explain() 分析一下這個查詢，就會發現在輸出中有一個 “scanAndOrder” : true 的欄位，並且 nscanned 的值可能會比想象中的大很多，甚至指定了 limit 也沒什麼效果。

　　原因

　　這是什麼原因呢，我們先看下面這張圖：

　　如上圖所未，左邊一個是按 {“country”: 1, “carsOwned”: 1} 的順序建立的索引。而右邊是按 {“carsOwned”: 1, ”country”: 1} 順序建立的索引。

　　如果我們執行上面的查詢，通過左邊的索引，我們需要將 country 值為A的（左圖的左邊一支）所有子節點以及country 值為G的（左圖的右邊一支）所有子節點都取也來。然後再對取出來的這些資料按 carsOwned 值進行一次排序操作。

　　所以說上面 explain 輸出了一個 “scanAndOrder” : true 的提示，就是說這次查詢，是先進行了scan獲取到資料，再進行了獨立的排序操作的。

　　那如果我們使用右邊的索引來做查詢，結果就不太一樣了。我們沒有將排序欄位放在最後，而是放在了前面，相反把篩選欄位放在了後面。那這樣的結果就是：我們會從值為1的節點開始遍歷（右圖的左邊一支），當發現有 country 值為 A 或 G 的，就直接放到結果集中。當完成指定數量（指定 limit 個數）的查詢後。我們就可以直接將結果返回了，因為這時候，所有的結果本身就是按 carsOwned 正序排列的。

　　對於上面的資料集，如果我們需要2條結果。我們通過左圖的索引需要掃描到4條記錄，然後對4條記錄進行排序才能返回結果。而右邊只需要我們掃描2條結果就能直接返回了（因為查詢的過程就是按需要的順序去遍歷索引的）。

　　所以，在有範圍查詢（包括$in, $gt, $lt 等等）的時候，其實刻意在後面追加排序索引通常是沒有效果的。因為在進行範圍查詢的過程中，我們得到的結果集本身並不是按追加的這個欄位來排的，還需要進行一次額外的排序才行。而在這種情況下，可能反序建立索引（排序欄位在前、範圍查詢欄位在後）反而會是一個比較優的選擇。當然，是否更優也和具體的資料集有關。

　　總結

　　總結一下，舉兩個栗子。

　　當查詢是：

db.test.find({a:1,b:2}).sort({c:1})

　　那麼直接建立 {a:1, b:1, c:1} 或者 {b:1, a:1, c:1} 的聯合索引即可。

　　如果查詢是：

db.test.find({a:1,b:{$in:[1,2]}}).sort({c:1})

　　那麼可能建立 {a:1, c:1, b:1} 的聯合索引會比較合適。當然，這裡只是提供了多一種思路，具體是否採用還是需要視你的資料情況而定。

　　來源：architects.dzone.com