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Mongodb字段允許包含字符，文檔，數(shù)組等各種各樣的類型。同樣Mongodb索引也可以支持字符，文檔，數(shù)組等類型。本文結(jié)合Mongodb官方文檔，介紹Mongodb數(shù)組類型數(shù)據(jù)的索引——多鍵索引。如果應(yīng)用經(jīng)常查詢數(shù)組字段，為該字段添加多鍵索引，能夠提高查詢效率，增加索引查詢覆蓋率，優(yōu)化數(shù)據(jù)庫查詢性能。

如在學(xué)生集合當(dāng)中，包含了存儲學(xué)生測驗(yàn)成績的test_scores字段，這個(gè)學(xué)期的每一次測驗(yàn)成績都會(huì)在這個(gè)數(shù)組當(dāng)中。老師需要查詢出至少5次測驗(yàn)成績超過90分的學(xué)生 。這樣就可以在字段test_scores上添加索引來提高查詢效率。因?yàn)閠est_scores是數(shù)組類型，Mongodb自動(dòng)為數(shù)組類型創(chuàng)建多鍵索引。

概述

多鍵索引，包含并排序了字段中的數(shù)組數(shù)據(jù)。多鍵索引，能夠改善數(shù)組字段的查詢性能。用戶不需要顯示的定義多鍵索引類型。當(dāng)Mongodb構(gòu)建索引時(shí)，看到該字段是數(shù)組字段，就會(huì)自動(dòng)的創(chuàng)建多鍵索引。Mongodb可以為普通類型數(shù)據(jù)數(shù)組（如字符串?dāng)?shù)組，數(shù)字?jǐn)?shù)組）和嵌入式文檔數(shù)據(jù)來構(gòu)建多鍵索引。如果一個(gè)數(shù)組包含相同值的多個(gè)元素，則Mongodb只會(huì)選擇這些元素中的一個(gè)來放入索引當(dāng)中。

下面的圖中描述了多鍵索引的結(jié)構(gòu)。有一個(gè)collection集合，字段addr是文檔類型的數(shù)組?，F(xiàn)在為addr數(shù)組中的zip字段建立索引。在索引當(dāng)中，數(shù)組元素的數(shù)值從小到大排列。

語法

使用下面的語句來創(chuàng)建多鍵索引

db.<collection>.createIndex({<arrayField>: <sortOrder>})

使用和限制

索引邊界

在查詢中，邊界定義了索引掃描的各個(gè)部分。Mongodb在多鍵索引邊界計(jì)算上有特殊的規(guī)則，詳細(xì)查看文檔《Mongodb多鍵索引邊界》。

唯一多鍵索引

在唯一多鍵索引當(dāng)中，文檔的數(shù)組元素，只能包含集合中其他文檔數(shù)組中不存在的元素。

復(fù)合多鍵索引

在復(fù)合多鍵索引中，每一個(gè)文檔最多只能包含一個(gè)被索引的數(shù)組字段。

用戶不可以為多個(gè)數(shù)組創(chuàng)建索引。如在集合中包含了下面一個(gè)文檔數(shù)據(jù)

{_id: 1, scores_spring:[8, 6], scores_fall:[5,9]}

其中字段scores_spring和字段scores_fall是數(shù)組索引，用戶不能夠使用{scores_spring: 1, scores_fall:1}來創(chuàng)建索引。

如果一個(gè)復(fù)合索引已經(jīng)存在，用戶也不能夠插入還是索引定義相違背的文檔數(shù)據(jù)。

如集合中包含文檔

{_id: 1, scores_spring:[8, 6], scores_fall:9}
{_id: 2, scores_spring:6, scores_fall:[5, 7]}

用戶可以創(chuàng)建一個(gè)復(fù)合多鍵索引{scores_spring: 1, scores_fall:1}，因?yàn)槊恳粋€(gè)文檔當(dāng)中，只有一個(gè)字段是數(shù)組索引，不包含這兩個(gè)字段同時(shí)是數(shù)組字段的文檔數(shù)據(jù)。該索引創(chuàng)建后，Mongodb不允許用戶插入兩個(gè)字段都是數(shù)據(jù)元素的文檔。

排序

基于數(shù)組字段的索引進(jìn)行排序時(shí)，滿足下面兩個(gè)條件，才會(huì)使用索引排序，而不會(huì)在查詢中包含一個(gè)內(nèi)存排序。

• 所有排序字段的值包含在索引邊界最大最小值內(nèi)
• 任何一個(gè)與排序模版帶有相同前綴的多鍵索引都不能有邊界限制。這句話在文檔中很繞口。嘗試去理解一下。如前面提到的索引{scores_spring: 1, scores_fall:1}。當(dāng)某個(gè)查詢排序，使用{sort:{scores_spring:1}},這該排序字段是索引{scores_spring: 1, scores_fall:1}的索引前綴。在查詢當(dāng)中，不能對scores_spring做邊界限制，否者將使用內(nèi)存排序。

分片集合

多鍵索引的字段，不能作為分片鍵。但是，當(dāng)分片鍵是復(fù)合索引的前綴時(shí)，后續(xù)索引字段包含數(shù)組時(shí)，這個(gè)復(fù)合索引就會(huì)成為一個(gè)符合多鍵索引。

如下文檔, 集合中帶有索引{field2:1, field1: 1},當(dāng)使用field2字段作為分片集的關(guān)鍵字時(shí)，則field2既是分片關(guān)鍵字，也是復(fù)合索引的前綴。外國人寫的這些英語，還是很繞的，要理解一下。

{_id:1, field1: [2,8]，field2: 'A'}

哈希索引

哈希索引，不能是多鍵索引

索引覆蓋查詢

多鍵索引不能覆蓋數(shù)組字段的查詢。但是，多鍵索引，能夠使用索引前綴，覆蓋非數(shù)組字段的查詢。如下面的一個(gè)使用案例。

在集合matches中插入文檔。

db.matches.insertMany([
    { name: "joe", event: ["open", "tournament"]},
    { name: "bill", event: ["match", "championship"]}
])

在name字段和event字段建立索引

db.matches.createIndex({
    name: 1,
    event: 1
})

該索引是復(fù)合多鍵索引，但是能夠覆蓋在name字段的查詢

db.matches.find({
    name: "joe"
}).explain()

使用數(shù)組作為查詢條件

當(dāng)查詢過濾器中，使用整個(gè)數(shù)組做為查詢條件時(shí)，Mongodb能夠使用多鍵索引，查詢數(shù)組過濾條件中的第一個(gè)數(shù)組元素，但不能使用多鍵索引去查詢整個(gè)數(shù)組。當(dāng)Mongodb使用多鍵索引查詢過濾數(shù)組中的第一個(gè)元素以后所查詢出來的文檔，Mongodb在內(nèi)存中會(huì)對這部分文檔進(jìn)一步過濾，過濾出復(fù)合查詢條件中整個(gè)數(shù)組的文檔。

舉例說明一下這個(gè)過程。創(chuàng)建集合inventory并插入數(shù)據(jù)

db.inventory.insertMany([
    { _id:5, type: "food", item:"apple", ratings: [ 5, 8, 9 ] },
    { _id:6, type: "food", item:"banana", ratings: [ 5, 9 ] },
    { _id:7, type: "food", item:"grapes", ratings: [ 9, 5, 8 ] },
    { _id:8, type: "food", item:"orange", ratings: [ 5, 9, 5 ] },
    { _id:9, type: "food", item:"pear", ratings: [ 9, 5 ] }
])

在數(shù)組ratings建立多鍵索引

db.inventory.createIndex({ratings: 1})

構(gòu)建一個(gè)使用數(shù)組作為過濾器的查詢語句

db.inventory.find({
    ratings: [5, 9]
})

在查詢計(jì)劃中，能夠看出，mongodb先使用5通過多鍵索引，查詢出所有包含元素5的文檔，然后在內(nèi)存中過濾出包含整個(gè)數(shù)組[5,9]的文檔數(shù)據(jù)

$expr

$expr表達(dá)式，不支持多鍵索引

應(yīng)用

為數(shù)值數(shù)組添加索引

創(chuàng)建students集合，并插入數(shù)據(jù)。其中 test_scores是數(shù)值類型的數(shù)組。

db.students.insertMany([
    {name: 'Andre Robinson', test_scores: [88, 97]},
    {name: 'Alice Martin', test_scores: [62, 73]},
    {name: 'Bob Smith', test_scores: [92, 89]}
])

用戶經(jīng)常需要查詢出至少有一次測驗(yàn)分?jǐn)?shù)大于90的同學(xué)，這可以向數(shù)組字段添加索引來提高性能

db.students.createIndex({test_scores: 1})

因?yàn)樽侄蝨est_scores是數(shù)組類型，所以Mongodb自動(dòng)為該字段創(chuàng)建了多鍵索引。該索引中包含了字段test_scores的所有值，并按照從小到大排列，[62, 73, 88, 89, 92, 97].該索引支持在字段test_scores上的查詢

如

db.students.find({
    test_scores: { $elemMatch: { $gte: 90 } }
})

為文檔數(shù)組添加索引

構(gòu)建inventory集合并插入數(shù)據(jù)

db.inventory.insertMany([
    {
        item: "t-shirt",
        stock: [
            { size: "S", quantity: 8 },
            { size: "L", quantity: 10 }
        ]
    },
    {
        item: "sweater",
        stock: [
            { size: "S", quantity: 4 },
            { size: "M", quantity: 7 }
        ]
    },
    {
        item: "vest",
        stock: [
            { size: "S", quantity: 6 },
            { size: "L", quantity: 1 }
        ]
    }
])

用戶需要在庫存低于5的時(shí)候，下訂單來補(bǔ)貨。為了查找出哪些需要補(bǔ)貨，需要構(gòu)建語句，查出來stock數(shù)組中，數(shù)量quantity少于5的記錄。為了提高性能，用戶需要在字段stock.quantity上添加索引。

db.inventory.createIndex({'stock.quantity': 1})

因?yàn)閟tock是包含文檔的數(shù)組，索引Mongodb將這個(gè)索引存儲為多鍵索引。該索引將字段stock.quantity所有值按照從小到大排列[1,4,6,7,8,10]

構(gòu)建語句，查詢出少于5的數(shù)據(jù)

db.inventory.find({'stock.quantity': { $lt: 5 }})

查詢數(shù)據(jù)，按照庫存的倒序排列

db.inventory.find().sort({'stock.quantity': -1})

到此這篇關(guān)于Mongodb數(shù)組字段索引之多鍵索引的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Mongodb多鍵索引內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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