前一篇簡單介紹了索引，并給出了基本的索引使用，這一次，我們進一步說一下MongoDB中的索引，包括如何查看查詢是否走索引，如何管理索引和地理空間索引等。
【使用explain和hint】
前面講高級查詢選項時，提到過"$explain" 和 ”$hint“可以作為包裝查詢的選項關鍵字使用，其實這兩個本身就可以作為操作游標的函數(shù)調(diào)用！游標調(diào)用explain函數(shù)會返回一個文檔，用于描述當前查詢的一些細節(jié)信息。這也不同于我們前面介紹的游標函數(shù)，前面提到的游標處理函數(shù)都是返回游標，可組成方法鏈調(diào)用。我們看一下explain的具體應用
>?db.blogs.findOne();?? {?? ????????"_id"?:?ObjectId("502262ab09248743250688ea"),?? ????????"content"?:?".....",?? ????????"comment"?:?[?? ????????????????{?? ????????????????????????"author"?:?"joe",?? ????????????????????????"score"?:?3,?? ????????????????????????"comment"?:?"just?so?so!"?? ????????????????},?? ????????????????{?? ????????????????????????"author"?:?"jimmy",?? ????????????????????????"score"?:?5,?? ????????????????????????"comment"?:?"cool!?good!"?? ????????????????}?? ????????]?? }?? >?db.blogs.find({"comment.author":"joe"}).explain();?? {?? ????????"cursor"?:?"BtreeCursor?comment.author_1",?? ????????"nscanned"?:?1,?? ????????"nscannedObjects"?:?1,?? ????????"n"?:?1,?? ????????"millis"?:?70,?? ????????"nYields"?:?0,?? ????????"nChunkSkips"?:?0,?? ????????"isMultiKey"?:?true,?? ????????"indexOnly"?:?false,?? ????????"indexBounds"?:?{?? ????????????????"comment.author"?:?[?? ????????????????????????[?? ????????????????????????????????"joe",?? ????????????????????????????????"joe"?? ????????????????????????]?? ????????????????]?? ????????}?? } ?
我們在集合blogs上為內(nèi)嵌文檔的鍵“comment.author”建立了索引，然后我們使用這個鍵作為查詢條件查詢文檔，在游標上調(diào)用explain返回上述文檔，我們解釋一下返回文檔幾個主要鍵的含義：
1》 “cursor”：因為這個查詢使用了索引，MongoDB中索引存儲在B樹結(jié)構(gòu)中，所以這是也使用了BtreeCursor類型的游標。如果沒有使用索引，游標的類型是BasicCursor。這個鍵還會給出你所使用的索引的名稱，你通過這個名稱可以查看當前數(shù)據(jù)庫下的system.indexes集合（系統(tǒng)自動創(chuàng)建，由于存儲索引信息，這個稍微會提到）來得到索引的詳細信息。
2》 “nscanned”/“nscannedObjects”：表明當前這次查詢一共掃描了集合中多少個文檔，我們的目的是，讓這個數(shù)值和返回文檔的數(shù)量越接近越好。
3》 "n"：當前查詢返回的文檔數(shù)量。
4》 “millis”：當前查詢所需時間，毫秒數(shù)。
5》 “indexBounds”：當前查詢具體使用的索引
上述我們的文檔只是定義了一個內(nèi)嵌文檔的索引，我們查詢也正好使用了這個鍵，這個情況比較簡單。我們再看一個稍微復雜些的情況！集合user上有兩個索引{"name"：1，“age”：1}和{“age”：1，“name”：1}，我們按照這兩個鍵查詢，再看看explain的返回：
[javascript]?view plain
?copy >?db.user.ensureIndex({"name":1,"age":1});?? >?db.user.ensureIndex({"age":1,"name":1});?? >?db.user.find({"age":40,?"name":"tim"}).explain();?? {?? ????????"cursor"?:?"BtreeCursor?name_1_age_1",?? ????????"nscanned"?:?1,?? ????????"nscannedObjects"?:?1,?? ????????"n"?:?1,?? ????????"millis"?:?0,?? ????????"nYields"?:?0,?? ????????"nChunkSkips"?:?0,?? ????????"isMultiKey"?:?false,?? ????????"indexOnly"?:?false,?? ????????"indexBounds"?:?{?? ????????????????"name"?:?[?? ????????????????????????[?? ????????????????????????????????"tim",?? ????????????????????????????????"tim"?? ????????????????????????]?? ????????????????],?? ????????????????"age"?:?[?? ????????????????????????[?? ????????????????????????????????40,?? ????????????????????????????????40?? ????????????????????????]?? ????????????????]?? ????????}?? }?? >??
我們看，返回文檔的鍵沒有區(qū)別，其默認使用了索引"name_1_age_1"，這是查詢優(yōu)化器為我們使用的索引！我們此處可以通過hint進行更行，即強制這個查詢使用我們定義的“age_1_name_1”索引，如下：
[javascript]?view plain
?copy >?var?cursor?=?db.user.find({"age":40,?"name":"tim"}).hint({"age":1,"name":1});?? >?cursor.explain();?? {?? ????????"cursor"?:?"BtreeCursor?age_1_name_1",?? ????????"nscanned"?:?1,?? ????????"nscannedObjects"?:?1,?? ????????"n"?:?1,?? ????????"millis"?:?0,?? ????????"nYields"?:?0,?? ????????"nChunkSkips"?:?0,?? ????????"isMultiKey"?:?false,?? ????????"indexOnly"?:?false,?? ????????"indexBounds"?:?{?? ????????????????"age"?:?[?? ????????????????????????[?? ????????????????????????????????40,?? ????????????????????????????????40?? ????????????????????????]?? ????????????????],?? ????????????????"name"?:?[?? ????????????????????????[?? ????????????????????????????????"tim",?? ????????????????????????????????"tim"?? ????????????????????????]?? ????????????????]?? ????????}?? }?? >??
我們看，hint函數(shù)不同于explain函數(shù)，會返回游標，我們可以在游標上調(diào)用explain查看索引的使用情況！99%的情況，我們沒有必要通過hint去強制使用某個索引，MongoDB的查詢優(yōu)化器非常智能，絕對能幫助我們使用最佳的索引去進行查詢！
【索引管理】
上面提到索引的元信息（描述信息）存儲在集合system.indexes中，這是系統(tǒng)提供的保留集合（創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫時），我們不能對其進行插入或刪除操作！我們可以從中查看索引定義的相關信息，我們操作這個集合只能通過ensureIndex（插入索引），dropIndex（刪除索引）兩個函數(shù)！我們先看看system.indexes這個集合吧：
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?copy >?db.system.indexes.find();?? {?"v"?:?1,?"key"?:?{?"_id"?:?1?},?"ns"?:?"mylearndb.blogs",?"name"?:?"_id_"?}?? {?"v"?:?1,?"key"?:?{?"_id"?:?1?},?"ns"?:?"mylearndb.people",?"name"?:?"_id_"?}?? {?"v"?:?1,?"key"?:?{?"_id"?:?1?},?"ns"?:?"mylearndb.users",?"name"?:?"_id_"?}??
系統(tǒng)會默認為集合創(chuàng)建"_id"唯一性索引，所以這個表會有很多這種“name”為“_id_”的索引信息。鍵“ns”是“數(shù)據(jù)庫名.集合名”，我們可以通過這個查詢一個集合上定義的所有索引：
[javascript]?view plain
?copy >?db.system.indexes.find({"ns":"mylearndb.user"});?? {?"v"?:?1,?"key"?:?{?"_id"?:?1?},?"ns"?:?"mylearndb.user",?"name"?:?"_id_"?}?? {?"v"?:?1,?"key"?:?{?"name"?:?1?},?"unique"?:?true,?"ns"?:?"mylearndb.user",?"name"?:?"name_1",?"dropDups"?:?true?}?? {?"v"?:?1,?"key"?:?{?"name"?:?1,?"age"?:?1?},?"ns"?:?"mylearndb.user",?"name"?:?"name_1_age_1"?}?? {?"v"?:?1,?"key"?:?{?"age"?:?1,?"name"?:?1?},?"ns"?:?"mylearndb.user",?"name"?:?"age_1_name_1"?}?? >??
我們也可通過鍵"name”來查詢特定索引的元信息，這里不做演示了。
【修改索引】
隨著應用數(shù)據(jù)的積累或集合結(jié)構(gòu)的改變，老的索引會出現(xiàn)效率低下的問題，修改索引頁也是不可避免了。我們可以隨時通過ensureIndex函數(shù)為集合添加索引，這個函數(shù)前面已經(jīng)多次使用，這里我們再介紹該函數(shù)第二個參數(shù)文檔的一個鍵"background"，布爾類型，表明是否在數(shù)據(jù)庫服務空閑時來構(gòu)建索引，因為索引的構(gòu)建是一個耗時耗資源的過程，并且在構(gòu)建過程中，數(shù)據(jù)庫會阻塞所有的訪問請求，對于一個大數(shù)量的集合添加索引我們應該啟用這個選型！我們還要知道的是，即時啟用了這個選項，構(gòu)建仍會影響正常服務，但不會徹底阻塞數(shù)據(jù)庫服務：
[javascript]?view plain
?copy >?db.user.ensureIndex({"name":1,"registered":-1},{"background":true});?? >??
其使用方式和以前創(chuàng)建索引的過程沒有區(qū)別。
對于沒有用的索引，我們應盡快刪除，因為索引會影響數(shù)據(jù)庫的增刪改的效率！利用集合的dropIndex(indexName)刪除一個集合上的特定索引。我們使用這個函數(shù)的正確步驟應該是先通過查詢system.indexes確認索引的名稱，然后再刪除，這樣做是因為不是所有語言的數(shù)據(jù)庫驅(qū)動都是按照我們前面介紹的方式去生成索引名稱：
[javascript]?view plain
?copy >?db.system.indexes.find({"ns":"mylearndb.user"});?? {?"v"?:?1,?"key"?:?{?"_id"?:?1?},?"ns"?:?"mylearndb.user",?"name"?:?"_id_"?}?? {?"v"?:?1,?"key"?:?{?"name"?:?1,?"age"?:?1?},?"ns"?:?"mylearndb.user",?"name"?:?? {?"v"?:?1,?"key"?:?{?"age"?:?1,?"name"?:?1?},?"ns"?:?"mylearndb.user",?"name"?:?? >?db.user.dropIndex("name_1_age_1");?? {?"nIndexesWas"?:?3,?"ok"?:?1?}?? >?db.system.indexes.find({"ns":"mylearndb.user"});?? {?"v"?:?1,?"key"?:?{?"_id"?:?1?},?"ns"?:?"mylearndb.user",?"name"?:?"_id_"?}?? {?"v"?:?1,?"key"?:?{?"age"?:?1,?"name"?:?1?},?"ns"?:?"mylearndb.user",?"name"?:?? >??
我們需要注意，集合還有一個函數(shù)dropIndexes，不接受任何參數(shù)，這個函數(shù)要慎用啊，他會直接將集合所有的索引全部刪掉！Shell中還可以通過運行命令的方式刪除一個索引：
[javascript]?view plain
?copy >?db.system.indexes.find({"ns":"mylearndb.user"});?? {?"v"?:?1,?"key"?:?{?"_id"?:?1?},?"ns"?:?"mylearndb.user",?"name"?:?"_id_"?}?? {?"v"?:?1,?"key"?:?{?"age"?:?1,?"name"?:?1?},?"ns"?:?"mylearndb.user",?"name"?:?"age_1_name_1"?}?? >?db.runCommand({"dropIndexes":"user","index":"age_1_name_1"});?? {?"nIndexesWas"?:?2,?"ok"?:?1?}?? >?db.system.indexes.find({"ns":"mylearndb.user"});?? {?"v"?:?1,?"key"?:?{?"_id"?:?1?},?"ns"?:?"mylearndb.user",?"name"?:?"_id_"?}?? >??
從上述的例子可看到這個命令的使用情況，其中鍵"dropIndexes"指明要刪除索引所在的集合，鍵"index"指明要刪除的索引的名稱！如果這里名稱指明為一個“*”，則表明是刪除集合上所有的索引！
除此之外，還有一種刪除索引的方式是將集合刪掉，這樣所有索引（包括鍵“_id”的唯一索引）、文檔都會被刪除。上述的刪除所有索引的方式都不會刪除系統(tǒng)為鍵“_id”創(chuàng)建的唯一索引。調(diào)用集合的remove函數(shù)，即使刪除所有文檔，也不會刪除索引，當你往集合中添加數(shù)據(jù)時，該索引還會起作用。
MongoDB中，往含有數(shù)據(jù)的集合上添加索引比向空集合添加索引后插入數(shù)據(jù)要快一些，這個在進行數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)初始化時可以考慮一下。
【地理空間索引】
目前網(wǎng)絡上LBS(location based service)越來越流行，有一個應用就是查詢你所在位置附件的某些場所。為了提升這種查詢的速度（查詢不同于上面單維度，需要搜索兩個維度），MongoDB為坐標平面查詢提供了專門的索引，即稱作地理空間索引。
由于建立地理空間索引的鍵的值必須是一對值：一個包含兩個數(shù)值的數(shù)組或包含兩個鍵的內(nèi)嵌文檔（內(nèi)嵌文檔的鍵的名稱無所謂），如：{“gps”：[123，134]}，{“gps”：{“x”：123，“y”：134}}，{“gps”：{“l(fā)atitude”：123，“l(fā)ongitude”：134}}。這些文檔的鍵“gps”，我們都可以再上面建立地理空間索引：
[javascript]?view plain
?copy >?db.shopstreet.find();?? {?"_id"?:?ObjectId("502673678a84caa12e8070be"),?"desc"?:?"coffeehouse",?"gps"?:?[?100,?120?]?}?? {?"_id"?:?ObjectId("502673738a84caa12e8070bf"),?"desc"?:?"coffeebar",?"gps"?:?[?110,?130?]?}?? {?"_id"?:?ObjectId("502673838a84caa12e8070c0"),?"desc"?:?"coffee?king",?"gps"?:?[?110,?123?]?}?? {?"_id"?:?ObjectId("502673a08a84caa12e8070c1"),?"desc"?:?"coffee?buck",?"gps"?:?[?106,?113?]?}?? {?"_id"?:?ObjectId("502674028a84caa12e8070c2"),?"desc"?:?"nike?shop",?"gps"?:?[?109,?111?]?}?? >?db.shopstreet.ensureIndex({"gps"?:?"2d"});?? >??
建立地理空間索引同樣調(diào)用ensureIndex方法，{"gps" : "2d"}，以前建立索引鍵的值為1，或-1，地理空間索引的值固定為"2d"。地理空間索引默認值的范圍為（-180~180）（對于經(jīng)緯度很適合），但我們在創(chuàng)建索引時可以指定其值的范圍：
[javascript]?view plain
?copy >?db.shopstreet.ensureIndex({"gps"?:?"2d"},{"min":-1000,"max":1000});?? >??
上面我們創(chuàng)建的地理空間索引值的范圍為-1000~1000。
地理空間查詢可以通過find或使用數(shù)據(jù)庫命令。這里我們需要使用“$near”查詢操作符，如下：
[javascript]?view plain
?copy >?db.shopstreet.find({"gps":{"$near"?:?[110,130]}});?? {?"_id"?:?ObjectId("502673738a84caa12e8070bf"),?"desc"?:?"coffeebar",?"gps"?:?[?110,?130?]?}?? {?"_id"?:?ObjectId("502673838a84caa12e8070c0"),?"desc"?:?"coffee?king",?"gps"?:?[?110,?123?]?}?? {?"_id"?:?ObjectId("502673678a84caa12e8070be"),?"desc"?:?"coffeehouse",?"gps"?:?[?100,?120?]?}?? {?"_id"?:?ObjectId("502673a08a84caa12e8070c1"),?"desc"?:?"coffee?buck",?"gps"?:?[?106,?113?]?}?? {?"_id"?:?ObjectId("502674028a84caa12e8070c2"),?"desc"?:?"nike?shop",?"gps"?:?[?109,?111?]?}?? >??
這個查詢會按點(110,130)來查詢文檔，由遠及近將符合條件的文檔返回，如果沒有在游標上使用limit函數(shù)，默認會返回100條文檔。通常我們會利用limit限制前幾個最靠近的目標文檔即可！我們可以使用數(shù)據(jù)庫命令完成上述查詢：
[javascript]?view plain
?copy >?db.shopstreet.ensureIndex({"gps"?:?"2d"},{"min":-1000,"max":1000});?? >?db.shopstreet.find({"gps":{"$near"?:?[110,130]}});?? {?"_id"?:?ObjectId("502673738a84caa12e8070bf"),?"desc"?:?"coffeebar",?"gps"?:?[?110,?130?]?}?? {?"_id"?:?ObjectId("502673838a84caa12e8070c0"),?"desc"?:?"coffee?king",?"gps"?:?[?110,?123?]?}?? {?"_id"?:?ObjectId("502673678a84caa12e8070be"),?"desc"?:?"coffeehouse",?"gps"?:?[?100,?120?]?}?? {?"_id"?:?ObjectId("502673a08a84caa12e8070c1"),?"desc"?:?"coffee?buck",?"gps"?:?[?106,?113?]?}?? {?"_id"?:?ObjectId("502674028a84caa12e8070c2"),?"desc"?:?"nike?shop",?"gps"?:?[?109,?111?]?}?? >?db.runCommand({"geoNear":"shopstreet",?"near":[110,130],?"num":3});?? {?? ????????"ns"?:?"mylearndb.shopstreet",?? ????????"near"?:?"1111000111111000000111111000000111111000000111111000",?? ????????"results"?:?[?? ????????????????{?? ????????????????????????"dis"?:?0,?? ????????????????????????"obj"?:?{?? ????????????????????????????????"_id"?:?ObjectId("502673738a84caa12e8070bf"),?? ????????????????????????????????"desc"?:?"coffeebar",?? ????????????????????????????????"gps"?:?[?? ????????????????????????????????????????110,?? ????????????????????????????????????????130?? ????????????????????????????????]?? ????????????????????????}?? ????????????????},?? ????????????????{?? ????????????????????????"dis"?:?7,?? ????????????????????????"obj"?:?{?? ????????????????????????????????"_id"?:?ObjectId("502673838a84caa12e8070c0"),?? ????????????????????????????????"desc"?:?"coffee?king",?? ????????????????????????????????"gps"?:?[?? ????????????????????????????????????????110,?? ????????????????????????????????????????123?? ????????????????????????????????]?? ????????????????????????}?? ????????????????},?? ????????????????{?? ????????????????????????"dis"?:?14.142135623730951,?? ????????????????????????"obj"?:?{?? ????????????????????????????????"_id"?:?ObjectId("502673678a84caa12e8070be"),?? ????????????????????????????????"desc"?:?"coffeehouse",?? ????????????????????????????????"gps"?:?[?? ????????????????????????????????????????100,?? ????????????????????????????????????????120?? ????????????????????????????????]?? ????????????????????????}?? ????????????????}?? ????????],?? ????????"stats"?:?{?? ????????????????"time"?:?0,?? ????????????????"btreelocs"?:?0,?? ????????????????"nscanned"?:?5,?? ????????????????"objectsLoaded"?:?4,?? ????????????????"avgDistance"?:?7.04737854124365,?? ????????????????"maxDistance"?:?14.142152482638018?? ????????},?? ????????"ok"?:?1?? }?? >??
這個命令接受一個文檔，文檔中鍵"geoNear"指明查詢的集合，鍵"near"指明查詢的基準坐標值，鍵"num"指定返回的結(jié)果數(shù)量！然后執(zhí)行后返回如上結(jié)果，這個命令同時還會返回每個返回文檔距查詢點的距離，這個距離的數(shù)據(jù)單位就是你數(shù)據(jù)的單位，如上述數(shù)據(jù)位經(jīng)緯度，鍵“dis”后面的距離數(shù)值就是經(jīng)緯度！
MongoDB不但能找到靠近一個點的文檔，還能找到指定形狀內(nèi)的文檔！使用查詢操作符"$within"即可，同時通過MongoDB提供的查詢操作符指定形狀，如“$box”可以指定矩形，“$center”可以指定圓形：
[javascript]?view plain
?copy >?db.shopstreet.find();?? {?"_id"?:?ObjectId("502673678a84caa12e8070be"),?"desc"?:?"coffeehouse",?"gps"?:?[?100,?120?]?}?? {?"_id"?:?ObjectId("502673738a84caa12e8070bf"),?"desc"?:?"coffeebar",?"gps"?:?[?110,?130?]?}?? {?"_id"?:?ObjectId("502673838a84caa12e8070c0"),?"desc"?:?"coffee?king",?"gps"?:?[?110,?123?]?}?? {?"_id"?:?ObjectId("502673a08a84caa12e8070c1"),?"desc"?:?"coffee?buck",?"gps"?:?[?106,?113?]?}?? {?"_id"?:?ObjectId("502674028a84caa12e8070c2"),?"desc"?:?"nike?shop",?"gps"?:?[?109,?111?]?}?? >?db.shopstreet.find({"gps"?:?{"$within"?:?{"$box":[[109,130],[110,120]]}}});?? {?"_id"?:?ObjectId("502673838a84caa12e8070c0"),?"desc"?:?"coffee?king",?"gps"?:?[?110,?123?]?}?? {?"_id"?:?ObjectId("502673738a84caa12e8070bf"),?"desc"?:?"coffeebar",?"gps"?:?[?110,?130?]?}??
?通過{"$box":[[109,130],[110,120]]}指定一個矩形，其左下角和右上角坐標！“$within”指定查詢在這個范圍內(nèi)的點。
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?copy >?db.shopstreet.find();?? {?"_id"?:?ObjectId("502673678a84caa12e8070be"),?"desc"?:?"coffeehouse",?"gps"?:?[?100,?120?]?}?? {?"_id"?:?ObjectId("502673738a84caa12e8070bf"),?"desc"?:?"coffeebar",?"gps"?:?[?110,?130?]?}?? {?"_id"?:?ObjectId("502673838a84caa12e8070c0"),?"desc"?:?"coffee?king",?"gps"?:?[?110,?123?]?}?? {?"_id"?:?ObjectId("502673a08a84caa12e8070c1"),?"desc"?:?"coffee?buck",?"gps"?:?[?106,?113?]?}?? {?"_id"?:?ObjectId("502674028a84caa12e8070c2"),?"desc"?:?"nike?shop",?"gps"?:?[?109,?111?]?}?? >?db.shopstreet.find({"gps"?:?{"$within"?:?{"$center":[[110,130],10]}}});?? {?"_id"?:?ObjectId("502673838a84caa12e8070c0"),?"desc"?:?"coffee?king",?"gps"?:?[?110,?123?]?}?? {?"_id"?:?ObjectId("502673738a84caa12e8070bf"),?"desc"?:?"coffeebar",?"gps"?:?[?110,?130?]?}?? >??
上述是通過指定一個圓形來查詢同樣的點，{"$center":[[110,130],10]}，指定了圓形的圓心坐標和半徑！
【復合地理空間索引】
通常我們查找一個位置，不會只是通過坐標去定位，還會添加其他條件，我們構(gòu)建索引時也可以用上：
[javascript]?view plain
?copy >?db.shopstreet.find();?? {?"_id"?:?ObjectId("502673678a84caa12e8070be"),?"desc"?:?"coffeehouse",?"gps"?:?[?100,?120?]?}?? {?"_id"?:?ObjectId("502673738a84caa12e8070bf"),?"desc"?:?"coffeebar",?"gps"?:?[?110,?130?]?}?? {?"_id"?:?ObjectId("502673838a84caa12e8070c0"),?"desc"?:?"coffee?king",?"gps"?:?[?110,?123?]?}?? {?"_id"?:?ObjectId("502673a08a84caa12e8070c1"),?"desc"?:?"coffee?buck",?"gps"?:?[?106,?113?]?}?? {?"_id"?:?ObjectId("502674028a84caa12e8070c2"),?"desc"?:?"nike?shop",?"gps"?:?[?109,?111?]?}?? >?db.showstreet.ensureIndex({"gps":"2d",?"desc":1});?? >??
上述就創(chuàng)建了一個復合地理空間索引，這個索引更符合實際需要！
上述就是MongoDB中索引的使用，索引是數(shù)據(jù)庫查詢提升效率的利器，對于任何數(shù)據(jù)庫都是如此！我們應該好好掌握！
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的查看MongoDB索引的使用，管理索引的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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