多键索引

在本页面

为了索引包含数组值的字段,MongoDB为数组中的每个元素创建一个索引键。这些多键索引支持对数组字段的高效查询。多键索引可以在包含标量值(例如字符串、数字)和嵌套文档的数组上构造。

addr.zip字段上的多键索引图。 addr字段包含地址文档数组。 地址文档包含``zip''字段。

标量值指的是既不是嵌入式文档也不是数组的值。

创建多键索引

使用 db.collection.createIndex()方法创建一个多键索引:

db.coll.createIndex( { <field>: < 1 or -1 > } )

MongoDB自动创建一个多键索引,如果任何索引字段是一个数组;您不需要显式地指定多键类型。

3.4版本的改变:仅针对WiredTiger和内存存储引擎,

从MongoDB 3.4开始,对于使用MongoDB 3.4或更高版本创建的多键索引,MongoDB会跟踪哪个索引字段或哪些字段导致一个索引成为多键索引。跟踪这些信息允许MongoDB查询引擎使用更紧密的索引边界。

索引界限

如果索引是多键的,那么索引边界的计算遵循特殊规则。有关多键索引边界的详细信息,请参见多键索引边界

唯一多键索引

对于唯一索引,唯一约束适用于集合中的各个单独文档,而不是在单个文档中。

由于unique约束适用于单独的文档,对于 唯一多键索引,只要文档的索引键值不复制另一个文档的索引键值,文档可能具有导致重复索引键值的数组元素。

有关更多信息,请参见跨单独文档的唯一约束

局限性

复合多键索引

对于复合多键索引,每个索引文档最多只能有一个索引字段,其值是一个数组。那就是:

  • 如果文档的多个待索引字段是数组,则无法创建复合多键索引。例如,考虑一个包含以下文档的集合:

    { _id: 1, a: [ 1, 2 ], b: [ 1, 2 ], category: "AB - both arrays" }

    因为ab字段都是数组,所以不能在集合上创建复合多键索引{a: 1, b: 1}

  • 或者,如果复合多键索引已经存在,则不能插入违反此限制的文档。

    假设一个包含以下文档的集合:

    { _id: 1, a: [1, 2], b: 1, category: "A array" }
    { _id: 2, a: 1, b: [1, 2], category: "B array" }

    允许使用复合多键索引{A: 1, b: 1},因为对于每个文档,只有一个复合多键索引的字段是一个数组;也就是说,没有文档同时包含ab字段的数组值。

    但是,在创建复合多键索引之后,如果您试图插入一个ab字段都是数组的文档,MongoDB将导致插入失败。

如果字段是文档数组,则可以索引嵌入的字段以创建复合索引。例如,考虑一个包含以下文档的集合:

{ _id: 1, a: [ { x: 5, z: [ 1, 2 ] }, { z: [ 1, 2 ] } ] }
{ _id: 2, a: [ { x: 5 }, { z: 4 } ] }

你可以在{"a.x": 1, "a.z": 1 }上创建一个复合索引。数组最多只能有一个索引字段的限制也适用。

有关示例,请参见带有嵌入式文档的索引数组

也可以看看

排序

由于MongoDB 3.6中数组字段排序行为的改变,当对多键索引的数组排序时,查询计划包括一个阻塞排序阶段。新的排序行为可能会对性能产生负面影响。

在阻塞排序中,在生成输出之前,排序步骤必须使用所有输入。在非阻塞排序或索引排序中,排序步骤扫描索引以按请求的顺序生成结果。

分片键

不能指定多键索引为分片键。

但是,如果分片键索引是复合索引的前缀,那么如果其他键中的一个(即不属于切分键的键)索引了数组,那么复合索引就可以变成复合多键索引。复合多键索引会对性能产生影响。

Hashed索引

Hashed索引不能为多键。

覆盖查询

多键索引不能覆盖对数组字段的查询。

然而,从3.6开始,如果索引跟踪哪个或哪个字段导致索引为多键,那么多键索引可以覆盖对非数组字段的查询。在MongoDB 3.4或更高版本的存储引擎上创建的多键索引,而不是MMAPv1[#]_跟踪该数据。

从4.2版本开始,MongoDB删除了已弃用的MMAPv1存储引擎。

整体查询数组字段

当一个查询过滤器为一个数组指定了一个精确的匹配,MongoDB可以使用multikey索引来查找查询数组的第一个元素,但是不能使用multikey索引扫描来查找整个数组。相反,在使用multikey索引查找查询数组的第一个元素之后,MongoDB检索相关的文档,并筛选其数组与查询中的数组匹配的文档。

例如,假设一个包含以下文档的inventory集合:

{ _id: 5, type: "food", item: "aaa", ratings: [ 5, 8, 9 ] }
{ _id: 6, type: "food", item: "bbb", ratings: [ 5, 9 ] }
{ _id: 7, type: "food", item: "ccc", ratings: [ 9, 5, 8 ] }
{ _id: 8, type: "food", item: "ddd", ratings: [ 9, 5 ] }
{ _id: 9, type: "food", item: "eee", ratings: [ 5, 9, 5 ] }

该集合在ratings字段上有一个多键索引:

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

下面的查询查找ratings字段为数组[5,9]的文档:

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

MongoDB可以使用多键索引来查找ratings数组中任何位置有5的文档。然后,MongoDB检索这些文档,筛选ratings数组等于查询数组的文档[5,9]

$expr

$expr 不支持多键索引。

例子

索引基本数组

假设一个包含以下文档的survey集合:

{ _id: 1, item: "ABC", ratings: [ 2, 5, 9 ] }

ratings上创建索引:

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

由于ratings字段包含一个数组,ratings的索引是多键的。多键索引包含以下三个索引键,每个都指向同一个文档:

  • 2

  • 5

  • 9

数组索引与嵌入式文件

可以在包含嵌套对象的数组字段上创建多键索引。

假设使用以下形式的文档进行inventory收集:

{
_id: 1,
item: "abc",
stock: [
{ size: "S", color: "red", quantity: 25 },
{ size: "S", color: "blue", quantity: 10 },
{ size: "M", color: "blue", quantity: 50 }
]
}
{
_id: 2,
item: "def",
stock: [
{ size: "S", color: "blue", quantity: 20 },
{ size: "M", color: "blue", quantity: 5 },
{ size: "M", color: "black", quantity: 10 },
{ size: "L", color: "red", quantity: 2 }
]
}
{
_id: 3,
item: "ijk",
stock: [
{ size: "M", color: "blue", quantity: 15 },
{ size: "L", color: "blue", quantity: 100 },
{ size: "L", color: "red", quantity: 25 }
]
}
...

以下操作在stock.sizestock.quantity字段上创建一个多键索引:

db.inventory.createIndex( { "stock.size": 1, "stock.quantity": 1 } )

复合多键索引可以支持具有谓词的查询,这些谓词既包括索引字段,也包括仅包括索引前缀“stock.size”的谓词。,如以下例子所示:

db.inventory.find( { "stock.size": "M" } )
db.inventory.find( { "stock.size": "S", "stock.quantity": { $gt: 20 } } )

有关MongoDB如何组合多键索引边界的详细信息,请参见多键索引边界。有关复合索引和前缀的行为的更多信息,请参见复合索引和前缀

复合多键索引也可以支持排序操作,例如下面的例子:

db.inventory.find( ).sort( { "stock.size": 1, "stock.quantity": 1 } )
db.inventory.find( { "stock.size": "M" } ).sort( { "stock.quantity": 1 } )

有关复合索引和排序操作的行为的更多信息,请参见使用索引对查询结果进行排序

译者:杨帅