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MongoDB学习笔记(六)MongoDB索引用法和效率分析

2023-06-13 09:15:03 时间

MongoDB中的索引其实类似于关系型数据库,都是为了提高查询和排序的效率的,并且实现原理也基本一致。由于集合中的键(字段)可以是普通数据类型,也可以是子文档。MongoDB可以在各种类型的键上创建索引。下面分别讲解各种类型的索引的创建,查询,以及索引的维护等。

一、创建索引

  1.默认索引

  MongoDB有个默认的“_id”的键,他相当于“主键”的角色。集合创建后系统会自动创建一个索引在“_id”键上,它是默认索引,索引名叫“_id_”,是无法被删除的。我们可以通过以下方式查看:

复制代码代码如下:


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

2.单列索引

  在单个键上创建的索引就是单列索引,例如我们要在“UserInfo”集合上给“UserName”键创建一个单列索引,语法如下:(1表示正序,-1逆序)

复制代码代码如下:

mongoCollection.Metadata.CreateIndex(newDocument{{"UserName",1}},false);

  接着,我们用同样方法查找名为“_UserName_”的索引

复制代码代码如下:
var_UserName_Index=mongoCollection.Metadata.Indexes.Single(x=>x.Key=="_UserName_");
Console.WriteLine(_UserName_Index);

3.组合索引

  另外,我们还可以同时对多个键创建组合索引。如下代码创建了按照“UserId”正序,“UserName”逆序的组合索引:

复制代码代码如下:mongoCollection.Metadata.CreateIndex(newDocument{{"UserId",1},{"UserName",-1}},false);

4.子文档索引

  我们可以对文档类型的键创建各种索引,例如单列索引,如下创建用户详细信息“Detail”的单列索引:

复制代码代码如下:mongoCollection.Metadata.CreateIndex(newDocument{{"Detail",1}},false);

对子文档的键创建组合索引:例如在“Detail.Address”和“Detail.Age”上创建组合索引:

复制代码代码如下:mongoCollection.Metadata.CreateIndex(newDocument{{"Detail.Address",1},{"Detail.Age",-1}},false);

5.唯一索引

  唯一索引限制了对当前键添加值时,不能添加重复的信息。值得注意的是,当文档不存在指定键时,会被认为键值是“null”,所以“null”也会被认为是重复的,所以一般被作为唯一索引的键,最好都要有键值对。

  对“UserId”创建唯一索引(这时候最后一个参数为“true”):

复制代码代码如下:mongoCollection.Metadata.CreateIndex(newDocument{{"UserId",1}},true);

二、维护索引

  1.查询索引

  通过索引名查询的方式已有介绍。但有时候,我们可能忘记了索引名,怎么查询呢?

  下面提供一个遍历全部索引的方法,打印全部索引信息:

复制代码代码如下:
foreach(varindexinmongoCollection.Metadata.Indexes)
 {
    Console.WriteLine(index.Value);
}

  输出结果示例:

复制代码代码如下:
{"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"}

可见,集合的索引也是通过一个集合来维护的。name表示索引名,ns表示索引属于哪个库哪个集合,key表示索引在哪个键上,正序还是逆序,unique表示是否为唯一索引,等等...

  2.删除索引

  新手常陷入的误区是,认为集合被删除,索引就不存在了。关系型数据库中,表被删除了,索引也不会存在。在MongoDB中不存在删除集合的说法,就算集合数据清空,索引都是还在的,要移除索引还需要手工删除。

  例如,删除名为“_UserName_”的索引:

复制代码代码如下:
mongoCollection.Metadata.DropIndex("_UserName_");

下面提供删除除默认索引外其他全部索引的方法:

复制代码代码如下:
publicvoidDropAllIndex()
{
   varlistIndexes=mongoCollection.Metadata.Indexes.ToList();
   for(inti=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询效率呢?我们在这里通过一个例子来测试。比较同样的数据在无索引和有索引的情况下的查询速度。

  首先,我们通过这样一个方法插入10W条数据:

复制代码代码如下:
publicvoidInsertBigData()
{
   varrandom=newRandom();
   for(inti=1;i<100000;i++)
   {
       Documentdoc=newDocument();

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

       mongoCollection.Save(doc);
   }

   Console.WriteLine("当前有"+mongoCollection.FindAll().Documents.Count()+"条数据");
}

 然后,实现一个方法用来创建索引:

复制代码代码如下:
publicvoidCreateIndexForData()
{
   mongoCollection.Metadata.CreateIndex(newDocument{{"Data",1}},false);
}

还有排序的方法:

复制代码代码如下:publicvoidSortForData()
{
   mongoCollection.FindAll().Sort(newDocument{{"Data",1}});
}

 运行测试代码如下:

复制代码代码如下:
staticvoidMain(string[]args)
{
   IndexBLLindexBll=newIndexBLL();
   indexBll.DropAllIndex();
   indexBll.DeleteAll();
   indexBll.InsertBigData();

   Stopwatchwatch1=newStopwatch();
   watch1.Start();
   for(inti=0;i<1;i++)indexBll.SortForData();
   Console.WriteLine("无索引排序执行时间:"+watch1.Elapsed);

   indexBll.CreateIndexForData();

   Stopwatchwatch2=newStopwatch();
   watch2.Start();
   for(inti=0;i<1;i++)indexBll.SortForData();
   Console.WriteLine("有索引排序执行时间:"+watch2.Elapsed);

}

最后执行程序查看结果:



多次测试表明在有索引的情况下,查询效率要高于无索引的效率。

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