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MongoDB學(xué)習(xí)筆記(六) MongoDB索引用法和效率分析

 更新時(shí)間：2013年07月10日 12:34:44   作者：  
MongoDB中的索引其實(shí)類(lèi)似于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，都是為了提高查詢(xún)和排序的效率的，并且實(shí)現(xiàn)原理也基本一致

MongoDB中的索引其實(shí)類(lèi)似于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，都是為了提高查詢(xún)和排序的效率的，并且實(shí)現(xiàn)原理也基本一致。由于集合中的鍵(字段)可以是普通數(shù)據(jù)類(lèi)型，也可以是子文檔。MongoDB可以在各種類(lèi)型的鍵上創(chuàng)建索引。下面分別講解各種類(lèi)型的索引的創(chuàng)建，查詢(xún)，以及索引的維護(hù)等。

一、創(chuàng)建索引

　　 1. 默認(rèn)索引

　　MongoDB有個(gè)默認(rèn)的“_id”的鍵，他相當(dāng)于“主鍵”的角色。集合創(chuàng)建后系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)創(chuàng)建一個(gè)索引在“_id”鍵上，它是默認(rèn)索引，索引名叫“_id_”，是無(wú)法被刪除的。我們可以通過(guò)以下方式查看：

復(fù)制代碼 代碼如下:

var _idIndex = mongoCollection.Metadata.Indexes.Single(x => x.Key == "_id_");
Console.WriteLine(_idIndex);

2. 單列索引

　　在單個(gè)鍵上創(chuàng)建的索引就是單列索引，例如我們要在“UserInfo”集合上給“UserName”鍵創(chuàng)建一個(gè)單列索引，語(yǔ)法如下：（1表示正序，-1逆序）

復(fù)制代碼 代碼如下:
mongoCollection.Metadata.CreateIndex(new Document { { "UserName", 1 } }, false);

　　接著，我們用同樣方法查找名為“_UserName_”的索引

復(fù)制代碼 代碼如下:

var _UserName_Index = mongoCollection.Metadata.Indexes.Single(x => x.Key == "_UserName_");
Console.WriteLine(_UserName_Index);

3.組合索引

　　另外，我們還可以同時(shí)對(duì)多個(gè)鍵創(chuàng)建組合索引。如下代碼創(chuàng)建了按照“UserId”正序，“UserName”逆序的組合索引:

復(fù)制代碼 代碼如下:
mongoCollection.Metadata.CreateIndex(new Document { { "UserId", 1 }, { "UserName", -1 } }, false);

4.子文檔索引

　　我們可以對(duì)文檔類(lèi)型的鍵創(chuàng)建各種索引，例如單列索引，如下創(chuàng)建用戶(hù)詳細(xì)信息“Detail”的單列索引：

復(fù)制代碼 代碼如下:
mongoCollection.Metadata.CreateIndex(new Document { { "Detail", 1 } }, false);

對(duì)子文檔的鍵創(chuàng)建組合索引：例如在“Detail.Address”和“Detail.Age”上創(chuàng)建組合索引：

復(fù)制代碼 代碼如下:
mongoCollection.Metadata.CreateIndex(new Document { { "Detail.Address", 1 }, { "Detail.Age", -1 } }, false);

5.唯一索引

　　唯一索引限制了對(duì)當(dāng)前鍵添加值時(shí)，不能添加重復(fù)的信息。值得注意的是，當(dāng)文檔不存在指定鍵時(shí)，會(huì)被認(rèn)為鍵值是“null”，所以“null”也會(huì)被認(rèn)為是重復(fù)的，所以一般被作為唯一索引的鍵，最好都要有鍵值對(duì)。

　　對(duì)“UserId”創(chuàng)建唯一索引(這時(shí)候最后一個(gè)參數(shù)為“true”)：

復(fù)制代碼 代碼如下:
mongoCollection.Metadata.CreateIndex(new Document { { "UserId", 1 } }, true);

二、維護(hù)索引

　　 1. 查詢(xún)索引

　　通過(guò)索引名查詢(xún)的方式已有介紹。但有時(shí)候，我們可能忘記了索引名，怎么查詢(xún)呢？

　　下面提供一個(gè)遍歷全部索引的方法，打印全部索引信息：

復(fù)制代碼 代碼如下:

foreach (var index in mongoCollection.Metadata.Indexes)
 {
     Console.WriteLine(index.Value);
}

　　輸出結(jié)果示例：

復(fù)制代碼 代碼如下:

{ "name": "_id_", "ns": "myDatabase.UserInfo", "key": { "_id": 1 } }
{ "name": "_UserId_unique_", "ns": "myDatabase.UserInfo", "key": { "UserId": 1 }, "unique": true, "_id": "4d8f406ab8a4730b78000005" }
{ "name": "_UserName_", "ns": "myDatabase.UserInfo", "key": { "UserName": 1 }, "unique": false, "_id": "4d8f406ab8a4730b78000006" }
{ "name": "_Detail.Address_Detail.Age_", "ns": "myDatabase.UserInfo", "key": { "Detail.Address": 1, "Detail.Age": -1 }, "unique": false, "_id": "4d8f406ab8a4730b78000007" }
{ "name": "_UserId_UserName_", "ns": "myDatabase.UserInfo", "key": { "UserId": 1, "UserName": -1 }, "unique": false, "_id": "4d8f406ab8a4730b78000008" }
{ "name": "_Detail_", "ns": "myDatabase.UserInfo", "key": { "Detail": 1 }, "unique": false, "_id": "4d8f406ab8a4730b78000009" }

可見(jiàn)，集合的索引也是通過(guò)一個(gè)集合來(lái)維護(hù)的。name表示索引名，ns表示索引屬于哪個(gè)庫(kù)哪個(gè)集合，key表示索引在哪個(gè)鍵上，正序還是逆序，unique表示是否為唯一索引，等等...

　　 2. 刪除索引

　　新手常陷入的誤區(qū)是，認(rèn)為集合被刪除，索引就不存在了。關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)中，表被刪除了，索引也不會(huì)存在。在MongoDB中不存在刪除集合的說(shuō)法，就算集合數(shù)據(jù)清空，索引都是還在的，要移除索引還需要手工刪除。

　　例如，刪除名為“_UserName_”的索引：

復(fù)制代碼 代碼如下:

mongoCollection.Metadata.DropIndex("_UserName_");

下面提供刪除除默認(rèn)索引外其他全部索引的方法:

復(fù)制代碼 代碼如下:

public void DropAllIndex()
{
    var listIndexes = mongoCollection.Metadata.Indexes.ToList();
    for (int i = 0; i < listIndexes.Count; i++)
    {
        if (listIndexes[i].Key != "_id_")
        {
            mongoCollection.Metadata.DropIndex(listIndexes[i].Key);
        }
    }
}

三、索引的效率

　　MongoDB的索引到底能不能提高查詢(xún)效率呢？我們?cè)谶@里通過(guò)一個(gè)例子來(lái)測(cè)試。比較同樣的數(shù)據(jù)在無(wú)索引和有索引的情況下的查詢(xún)速度。

　　首先，我們通過(guò)這樣一個(gè)方法插入10W條數(shù)據(jù):

復(fù)制代碼 代碼如下:

public void InsertBigData()
{
    var random = new Random();
    for (int i = 1; i < 100000; i++)
    {
        Document doc = new Document();

        doc["ID"] = i;
        doc["Data"] = "data" + random.Next(100000);

        mongoCollection.Save(doc);
    }

    Console.WriteLine("當(dāng)前有" + mongoCollection.FindAll().Documents.Count() + "條數(shù)據(jù)");
}

　然后，實(shí)現(xiàn)一個(gè)方法用來(lái)創(chuàng)建索引:

復(fù)制代碼 代碼如下:

public void CreateIndexForData()
{
    mongoCollection.Metadata.CreateIndex(new Document { { "Data", 1 } }, false);
}

還有排序的方法：

復(fù)制代碼 代碼如下:
public void SortForData()
{
    mongoCollection.FindAll().Sort(new Document { { "Data", 1 } });
}

　運(yùn)行測(cè)試代碼如下:

復(fù)制代碼 代碼如下:

static void Main(string[] args)
{
    IndexBLL indexBll = new IndexBLL();
    indexBll.DropAllIndex();
    indexBll.DeleteAll();
    indexBll.InsertBigData();

    Stopwatch watch1 = new Stopwatch();
    watch1.Start();
    for (int i = 0; i < 1; i++) indexBll.SortForData();
    Console.WriteLine("無(wú)索引排序執(zhí)行時(shí)間：" + watch1.Elapsed);

    indexBll.CreateIndexForData();

    Stopwatch watch2 = new Stopwatch();
    watch2.Start();
    for (int i = 0; i < 1; i++) indexBll.SortForData();
    Console.WriteLine("有索引排序執(zhí)行時(shí)間：" + watch2.Elapsed);

}

最后執(zhí)行程序查看結(jié)果：



多次測(cè)試表明在有索引的情況下，查詢(xún)效率要高于無(wú)索引的效率。

作者：李盼（Lipan）
出處：[Lipan] （http://www.cnblogs.com/lipan/）

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