> 作者： 幻好
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> 來源：[恆生LIGHT雲社群](https://developer.hs.net/thread/1821)

## MongoDB索引

索引通常能夠極大的提高查詢的效率，如果沒有索引，MongoDB 在讀取資料時必須掃描集合中的每個檔案並選取那些符合查詢條件的記錄。

這種掃描全集合的查詢效率是非常低的，特別在處理大量的資料時，查詢可以要花費幾十秒甚至幾分鐘，這對網站的效能是非常致命的。索引是特殊的資料結構，索引儲存在一個易於遍歷讀取的資料集合中，索引是對資料庫表中一列或多列的值進行排序的一種結構。

## 索引常用操作

1. 檢視集合索引

```
db.collection.getIndexes()
```

2. 檢視集合索引大小

```
db.collection.totalIndexSize()
```

3. 刪除集合所有索引

```
db.collection.dropIndexes()
```

4. 刪除集合指定索引

```
db.collection.dropIndex("索引名稱")
```

## 索引的型別

在 MongoDB 4.x 版本中支援以下型別的索引：

### 單欄位索引

單鍵索引不會自動建立，是最普通的索引。透過給某一欄位加索引，並按照指定規則進行排序。但實際上，在涉及單欄位索引的排序查詢中，索引鍵的排序規則是無關緊要，因為 MongoDB 支援在任一方向上遍歷索引。

```
db.collection.find({}).sort(
    {key_name:-1}
)
db.collection.find({}).sort(
    {key_name:1}
)
```

當前大多數資料庫都支援雙向遍歷索引，這和儲存結構有關 (如下圖)。在 B-Tree 結構的葉子節點上，儲存了索引鍵的值及其對應文件的位置資訊，而每個葉子節點間則類似於雙向連結串列，既可以從前往後遍歷，也可以從後往前遍歷。

### 複合索引

支援為多個欄位建立索引，示例如下：

```
db.collection.createIndex( { name: -1,birthday: 1} )
```

需要注意的是 MongoDB 的複合索引具備字首索引的特徵，即如果你建立了索引 `{ a:1, b: 1, c: 1, d: 1 }`，那麼等價於在該集合上還存在了以下三個索引，這三個隱式索引同樣可以用於最佳化查詢和排序操作：

```
{ a: 1 }
{ a: 1, b: 1 }
{ a: 1, b: 1, c: 1 }
```

所以應該儘量避免建立冗餘的索引，冗餘索引會導致額外的效能開銷。即如果你建立了索引 `{ name: -1, birthday: 1}`，那麼再建立 `{name:-1}` 索引，就屬於冗餘建立。

對於複合索引還需要注意它在排序上的限制，例如索引 `{a：1, b：-1}` 支援 `{a：1, b：-1}` 和 `{a：-1, b：1}` 形式的排序查詢，但不支援 `{a： - 1, b：-1}` 或 `{a：1, b：1}` 的排序查詢。即欄位的排序規則要麼與索引鍵的排序規則完全相同，要麼完全相反，此時才能進行雙向遍歷查詢。

### 多鍵索引

如果索引包含型別為陣列的欄位，MongoDB 會自動為陣列中的每個元素建立單獨的索引條目，這就是多鍵索引。MongoDB 使用多鍵索引來最佳化查詢儲存在陣列中的內容。建立示例如下：

```
db.collection.createIndex( { Hobby: 1 } )
```

### 雜湊索引

為了支援基於雜湊分片，MongoDB 提供了雜湊索引，透過對索引值進行雜湊運算然後計算出所處的分片位置。語法如下：

```
db.collection.createIndex( { _id: "hashed" } )
```

採用雜湊運算得到的結果值會比較分散， 所以雜湊索引不能用於範圍查詢，只能用於等值查詢。

### 全文索引

MongoDB 支援全文字索引，用於對指定欄位的內容進行全文檢索。其建立語法如下：

```
db.<collection>.createIndex( { field: "text" } )
```

需要注意的是一個集合最多可以有一個文字索引，但一個文字索引可以包含多個欄位，語法如下：

```
db.<collection>.createIndex(
   {
     field0: "text",
     field1: "text"
   }
 )
```

建立文字索引是一個非常昂貴的操作，因為建立文字索引時需要對文字進行語義分析和有效拆分，還需要將拆分後的關鍵詞儲存在記憶體中，這對裝置的運算能力和儲存空間都有非常高的要求，同時也會降低 MongoDB 的效能，所以需要謹慎使用。

### 地理空間索引

為了支援對地理空間座標資料的有效查詢，MongoDB提供了兩個特殊索引：

* 使用平面幾何的 2d 索引，主要用於平面地圖資料 (如遊戲地圖資料)、連續時間的資料；
* 使用球形幾何的 2dsphere 索引，主要用於實際的球形地圖資料。

這些資料通常是用於解決實際的地理查詢，如附近的美食、查詢範圍內所有商家等功能。其建立語法如下：

```
db.<collection>.createIndex( { 
    <location field=""> : "2d" , 
    <additional field=""> : <value> 
} )
db.collection.createIndex( { 
    <location field=""> : "2dsphere" 
} )
```

***

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【MongoDB學習筆記】MongoDB索引那點事

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