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解释结果

在此页面上

  • 解释输出结构
  • 解释 MongoDB 5.1 和更高版本的输出
  • queryPlanner
  • executionStats
  • serverInfo
  • 使用 $lookup 管道阶段的查询的执行计划统计信息
  • 集合扫描(collection scan)
  • 覆盖查询
  • $or 表达式(expression)
  • $sort$group 阶段
  • 排序阶段

为了返回有关查询计划和查询计划的执行统计信息的信息,MongoDB 提供了以下方法:

要了解重要的解释结果字段以及如何解释它们,请参阅解释解释计划结果。

重要

explain 忽略计划缓存。相反,系统会生成一组候选计划,并在不咨询计划缓存的情况下选择获胜者。此外, explain会阻止 MongoDB 查询规划器缓存获胜计划。

注意

此页面仅显示最重要的输出字段,未记录供内部使用的字段。输出中列出的字段可能会发生变化。

explain 结果将查询计划显示为阶段树。输出结构可能因操作使用的查询引擎而异。操作可以使用经典查询引擎或基于插槽的执行查询引擎

参阅以下示例,了解这两个执行引擎的输出结构有何不同:

每个阶段都将其生成的文档或索引键传递到父节点。叶节点访问集合或索引。内部节点使用由子节点产生的文档或索引键。根节点指示 MongoDB 最终派生出结果集的阶段。

阶段是对操作的描述。例如:

  • COLLSCAN 用于集合扫描

  • IXSCAN 用于扫描索引键

  • FETCH 用于检索文档

  • GROUP 用于对文档进行分组

  • SHARD_MERGE 用来合并来自分片的结果

  • SHARDING_FILTER 用于从分片中筛掉孤儿文档

  • BATCHED_DELETE 用于在内部批处理的多个文档删除(从 MongoDB 6.1 开始)

本部分显示 MongoDB 5.1 及更高版本的 explain 输出。要查看旧版本 MongoDB 的解释输出,请参阅该版本的文档。

explain.explainVersion

整型字段。

explainVersion 是该计划的输出格式版本,例如 "1""2"

5.1 版本中的新功能

explain.queryPlanner信息详细说明了查询优化器选择的计划。

这些示例可能结合了 MongoDB 的经典执行引擎和基于槽位的执行引擎的输出结构。它们并不具有代表性。您的输出可能与之有巨大差异。

explain.queryPlanner

包含查询优化器所选查询计划的相关信息。

explain.queryPlanner.namespace

一个字符串,使用数据库的名称和查询访问的集合指定该命名空间。该命名空间的格式为 <database>.<collection>

explain.queryPlanner.indexFilterSet

一个布尔值,它指定了 MongoDB 是否对查询结构应用了索引筛选器

explain.queryPlanner.queryHash

一个十六进制字符串,表示查询结构的哈希值,且仅取决于查询结构。queryHash 有助于识别具有相同查询结构的慢查询(包括写入操作的查询筛选器)。

注意

与任何哈希函数一样,两个不同的查询结构可能会产生相同的哈希值。但是,不同查询结构之间不太可能发生哈希冲突。

有关 queryHashplanCacheKey 的更多信息,请参阅 queryHashplanCacheKey

explain.queryPlanner.planCacheKey

与此查询关联的计划缓存条目的键的哈希值。

explain.queryPlanner.queryHash不同, explain.queryPlanner.planCacheKey是查询结构和该结构当前可用索引的函数。也就是说,如果添加/删除可以支持该查询结构的索引,则planCacheKey值可能会更改,而queryHash值不会更改。

有关 queryHashplanCacheKey 的更多信息,请参阅 queryHashplanCacheKey

explain.queryPlanner.optimizedPipeline

一个布尔值,表明整个聚合管道操作已被优化掉,改用查询计划执行阶段树来实现。

例如,从 MongodB 4.2 开始,以下聚合操作可以通过查询计划执行树来完成,而不使用聚合管道。

db.example.aggregate([ { $match: { someFlag: true } } ] )

仅当值为 true 时,该字段才存在,并且仅适用于解释聚合管道操作。为 true 时,由于管道已被优化掉,所以输出中不会出现聚合阶段信息。

explain.queryPlanner.winningPlan

详细说明查询优化器所选计划的文档。

explain.queryPlanner.winningPlan.stage

一个表示阶段名称的字符串。

每个阶段都包含针对该阶段的信息。例如,IXSCAN 阶段包括索引边界和索引扫描的其他特定数据。如果一个阶段有一个或多个子阶段,则该阶段将有一个 inputStageinputStages

如果该操作使用经典查询执行引擎,则会显示此字段。

explain.queryPlanner.winningPlan.inputStage

一份描述该子阶段的文档,该子阶段为其父阶段提供文档或索引键。如果父阶段只有一个子阶段,则该字段存在。

explain.queryPlanner.winningPlan.inputStages

描述子阶段的文档数组。子阶段为父阶段提供文档或索引键。如果父阶段有多个子节点,则该字段存在。例如, $or 表达式的阶段可能会使用来自多个源的输入。

如果该操作使用经典查询执行引擎,则会显示此字段。

explain.queryPlanner.winningPlan.queryPlan

一份详细说明查询优化器所选计划的文档。MongoDB 将计划表示为阶段树。

如果查询使用基于槽位的执行查询引擎,则此文档出现。

5.1 版本中的新功能

explain.queryPlanner.winningPlan.queryPlan.stage

一个表示阶段名称的字符串。

每个阶段都包含针对该阶段的信息。例如,IXSCAN 阶段包括索引边界和索引扫描的其他特定数据。

explain.queryPlanner.winningPlan.queryPlan.planNodeId

标识执行计划中每个阶段的唯一整型字段。字段包含在整个 explain 结果的所有阶段中。

5.1 版本中的新功能

explain.queryPlanner.winningPlan.queryPlan.inputStage

请参阅explain.queryPlanner.winningPlan.inputStage

explain.queryPlanner.winningPlan.slotBasedPlan

一份文档,包含有关基于槽位的查询执行计划树和阶段的信息。供 MongoDB 内部使用。

5.1 版本中的新功能

explain.queryPlanner.rejectedPlans

查询优化器考虑和拒绝的候选计划数组。如果没有其他候选计划,则数组可能为空。

返回的explain.executionStats信息详细说明了获胜计划的执行情况。为了将executionStats包含在结果中,您必须在以下位置运行解释:

这些示例可能结合了 MongoDB 的经典执行引擎和基于槽位的执行引擎的输出结构。它们并不具有代表性。您的输出可能与之有巨大差异。

explain.executionStats

包含描述入选计划的已完成查询执行的统计信息。对于写入操作,已完成的查询执行是指将要执行的修改,但将这些修改应用到数据库。

explain.executionStats.nReturned

获胜查询计划返回的文档数。 nReturned对应于早期版本 MongoDB 中由cursor.explain()返回的n字段。

explain.executionStats.executionTimeMillis

选择查询计划和执行查询所需的总时间(以毫秒为单位)。它包括运行计划选择过程的试用阶段部分所需的时间,但不包括将数据传输回客户端的网络时间。

explain.executionStats.executionTimeMillis 报告的时间不一定代表实际查询时间。在稳定状态操作期间(缓存查询计划时),或者将 cursor.hint()cursor.explain() 一起使用时,MongoDB 会绕过计划选择过程,从而缩短实际时间,从而导致 explain.executionStats.executionTimeMillis 值更低。

explain.executionStats.totalKeysExamined

扫描的索引项数。 explain.executionStats.totalKeysExamined对应于早期版本 MongoDB 中由cursor.explain()返回的nscanned字段。

explain.executionStats.totalDocsExamined

查询执行过程中检查的文档数量。检查文档的常见查询执行阶段是 COLLSCANFETCH

注意

explain.executionStats.totalDocsExamined是指已检查的文档总数,而不是返回的文档数。例如,阶段可以检查文档以应用筛选器。如果文档被过滤掉,则说明它已被检查过,但不会作为查询结果集的一部分返回。

如果在查询执行期间多次检查同一份文档, explain.executionStats.totalDocsExamined将对每次检查进行计数。也就是说, explain.executionStats.totalDocsExamined不是已检查的唯一文档总数的计数。

explain.executionStats.executionStages

以阶段树的形式详细说明获胜计划的执行情况;即一个阶段可以有一个 inputStage 或多个 inputStages

从 MongoDB 5.1 开始,一个阶段可以具有以下输入阶段:

  • thenStage

  • elseStage

  • innerStage

  • outerStage

每个阶段都包含针对该阶段的执行信息。

explain.executionStats.executionStages.executionTimeMillisEstimate

查询执行的估计时间(以毫秒为单位)。

explain.executionStats.executionStages.opens

从 MongoDB 5.1 开始,查询执行期间打开阶段的次数。

explain.executionStats.executionStages.closes

从 MongoDB 5.1 开始,查询执行期间阶段关闭的次数。

explain.executionStats.executionStages.works

指定查询执行阶段执行的“工作单元”数量。查询执行将其工作划分为多个小单元。“工作单元”可能包括检查单个索引键、从集合中获取单个文档、将投影应用于单个文档或进行内部簿记。

如果该操作使用经典查询执行引擎,则会显示此字段。

explain.executionStats.executionStages.saveState

查询阶段暂停处理并保存其当前执行状态的次数,例如在准备放弃其锁时。

explain.executionStats.executionStages.restoreState

查询阶段恢复了已保存的执行状态的次数,例如在恢复此前生成的锁之后。

explain.executionStats.executionStages.isEOF

指定执行阶段是否已到达流结束:

  • 如果为 true1,则执行阶段已到达流结束。

  • 如果为 false0,则该阶段可能仍有结果要返回。考虑一个具有限制的查询,其执行阶段由 LIMIT 个阶段组成,输入阶段为 IXSCAN。如果查询返回的结果超过指定的限制,则 LIMIT 阶段将报告 isEOF: 1,但其底层的 IXSCAN 阶段将报告 isEOF: 0

explain.executionStats.executionStages.inputStage

每个 inputStage 可以有不同的字段,具体取决于 inputStage.stage 的值。下表描述了可能的字段以及它们可以出现在哪些阶段。

每个inputStage都可以有另一个inputStage作为字段。请参阅解释输出结构。

字段
说明
适用阶段
docsExamined
指定在查询执行阶段扫描的文档数量。
COLLSCANFETCH
keysExamined
对于扫描索引的查询执行阶段,keysExamined 是在索引扫描过程中检查的界内和界外键的总数。如果索引扫描由单个连续范围的键组成,则仅需要检查界内键。如果索引边界由多个键范围组成,则索引扫描执行过程可能会检查界外键,以便从一个范围的末尾跳到下一个范围的开头。
IXSCAN
numReads

在查询执行阶段扫描的文档或检查的索引键的数量。

5.1 版本中的新功能

COLLSCANIXSCAN
seeks
为了完成索引扫描而必须让索引游标搜索新位置的次数。
IXSCAN
spilledBytesApprox

在该阶段中溢出到磁盘的内存字节大约数。

5.3 版本中的新增功能

GROUP
spilledRecords

在该阶段中溢出到磁盘的生成记录数。

5.3 版本中的新增功能

GROUP
usedDisk

该阶段是否已写入磁盘。

5.3 版本中的新增功能

GROUP
explain.executionStats.allPlansExecution

包含在计划选择阶段为中标和被拒计划捕获的部分执行信息。该字段仅在 explainallPlansExecution 详细模式运行时出现。

explain.executionStats.operationMetrics

包含资源消耗统计信息,只要它们不为零。仅当explainexecutionStats详细模式或更高模式下运行并且profileOperationResourceConsumptionMetrics已启用时,该字段才会出现。

版本 5.0 中的新增功能

解释结果可以包括使用$lookup管道阶段的查询的执行统计信息。要包含这些执行统计信息,您必须在以下执行详细模式之一运行解释操作:

以下字段包含在 $lookup 查询的解释结果中:

'$lookup': {
from: <string>,
as: <string>,
localField: <string>,
foreignField: <string>
},
totalDocsExamined: <long>,
totalKeysExamined: <long>,
collectionScans: <long>,
indexesUsed: [ <string_1>, <string_2>, ..., <string_n> ],
executionTimeMillisEstimate: <long>

要查看 $lookup 部分中字段的说明,请参阅 $lookup 页面。

其他字段为:

explain.totalDocsExamined

查询执行过程中检查的文档数量。

explain.totalKeysExamined

检查的索引键的数量。

explain.collectionScans

在查询执行期间发生集合扫描的次数。在集合扫描期间,集合中的每个文档都会与查询谓词进行比较。如果不存在涵盖此查询的相应索引,则会进行集合扫描。

explain.indexesUsed

包含查询所用索引名称的字符串的数组。

explain.executionTimeMillisEstimate

查询执行的估计时间(以毫秒为单位)。

如果查询规划器选择集合扫描,解释结果将包含 COLLSCAN 阶段。

如果查询规划器选择索引,解释结果将包含 IXSCAN 阶段。该阶段包括索引键模式、遍历方向和索引边界等信息。

从 MongoDB5 开始。3 ,如果查询规划器为 集群化集合 选择 集群索引 ,并且查询包含定义要搜索的索引部分的边界,则解释结果包括CLUSTERED_IXSCAN 阶段。该阶段包括有关集群索引键和索引边界的信息。

如果查询规划器为 集群化集合 选择 集群索引 ,并且查询 包含边界,则查询将执行无边界集合扫描,并且解释结果包括COLLSCAN 阶段。

注意

notablescan参数不允许使用集群索引的无界查询,因为这些查询需要完整的集合扫描。

有关collection扫描的执行统计信息的更多信息,请参阅解释解释计划结果。

当索引涵盖查询时,MongoDB 既能匹配查询条件,能仅使用索引键返回结果;即 MongoDB 无需检查集合中的文档来返回结果。

当索引覆盖查询时,解释结果的IXSCAN阶段不是FETCH阶段的后代,并且在executionStats中, explain.executionStats.totalDocsExamined0

如果 MongoDB 对$or表达式使用索引,则结果将包括OR阶段以及详细说明索引的explain.queryPlanner.winningPlan.inputStages数组;例如:

{
stage: 'OR',
inputStages: [
{
stage: 'IXSCAN',
...
},
{
stage : 'IXSCAN',
...
},
...
]
}

在早期版本的 MongoDB 中,cursor.explain() 返回详细说明索引的 clauses 数组。

explain ExecutionStatsAllplansEx ecution 详细模式下运行时,$sort$group 阶段会有额外的输出。

阶段
字段
类型
说明
totalDataSizeSortedBytesEstimate
长整型
$sort 阶段处理的字节估计数。
usedDisk
布尔
$sort 阶段是否已写入磁盘。
totalOutputDataSizeBytes
长整型
$group 阶段输出的所有文档总大小的估计值(以字节为单位)。
usedDisk
布尔
$group 阶段是否已写入磁盘。
spillFileSizeBytes
长整型
$group 阶段写入磁盘的溢出文件的大小。由于压缩,spillFileSizeBytes 的值应小于或等于 numBytesSpilledEstimate
numBytesSpilledEstimate
长整型
压缩前在 $group 阶段写入磁盘的字节估计数。

如果 MongoDB 无法使用一个或多个索引来获取排序顺序,则结果将包含指示阻塞排序操作的 SORT 阶段。阻塞排序不会阻塞对集合或数据库的并发操作。阻塞是指要求 SORT 阶段在返回任何输出文档之前读取所有输入文档,从而阻止该特定查询的数据流。

如果 MongoDB 需要使用超过100 MB 的系统内存来执行阻塞排序操作,则 MongoDB 将返回错误,除非查询指定cursor.allowDiskUse()cursor.allowDiskUse()允许 MongoDB 在处理阻塞排序操作时使用磁盘上的临时文件来存储超过100 MB 系统内存限制的数据。如果解释计划不包含显式SORT阶段,则 MongoDB 可以使用索引来获取排序顺序。

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