查询优化

创建索引以支持查询

为常用查询创建 索引。如果查询搜索多个字段，请创建复合索引。使用索引可提高性能，因为如果没有索引，查询必须扫描集合中的每个文档。

示例，考虑对 movies集合中的 rated字段执行以下查询：

let ratingValue = <someUserInput>;
db.movies.find( { rated: ratingValue } );

要提高此查询的性能，请向 rated字段上的 movies集合添加一个索引。[1] 在 mongosh 中，使用 db.collection.createIndex() 方法创建索引：

db.movies.createIndex( { rated: 1 } )

要分析查询性能，请参阅解释解释计划结果。

创建选择性查询

查询选择性是指查询谓词筛选出集合中文档的程度。查询选择性决定了查询能否有效地使用索引。

选择性更强的查询匹配的文档比例更小。例如，唯一的 _id 字段上的相等匹配具有高度选择性，因为它最多可以匹配一个文档。

选择性较低的查询会匹配更大比例的文档，并且无法有效地使用索引。

例如，不等于操作符 $nin 和 $ne 的选择性不高，因为它们通常匹配很大一部分索引。因此，在许多情况下，带有索引的 $nin 或 $ne 查询的性能可能不会比必须扫描集合中所有文档的 $nin 或 $ne 查询更好。

regular expressions 的选择性取决于表达式本身。有关详情，请参阅正则表达式和索引使用。

仅投影必要的数据

当您需要文档中的部分字段时，可以通过仅返回所需的字段来提高性能。投影可减少网络流量和处理时间。

示例，如果对 movies集合的查询仅需要 year、title、directors 和 plot 字段，请在投影中指定这些字段：

db.movies.find(
   {},
   { year: 1, title: 1, directors: 1 }
).sort( { year: -1 } ).limit(3)

当您使用$project聚合阶段时，它通常应该是管道中的最后一个阶段，用于指定要返回给客户端的字段。

在管道的开头或中间使用 $project 阶段来减少传递到后续管道阶段的字段数量不太可能提高性能，因为数据库会自动执行此优化。

有关使用投影的更多信息，请参阅投影要从查询返回的字段。

db.movies.createIndex(
   { rated: 1, _id: 1, "imdb.rating": 1, title: 1, released: 1 }
)

db.movies.aggregate( [
   { $match: { rated: "PG",
     released: { $gt: ISODate("2000-01-01T00:00:00Z") } } },
   { $sort: { title: 1 } },
   { $limit: 5 },
   { $project: { _id: 1, "imdb.rating": 1 } }
] )

限制查询结果

MongoDB 游标 分批返回结果。如果您知道所需的结果数，请在 limit() 方法中指定该值。限制结果可减少对网络资源的需求。

在应用限制之前对结果进行排序，以确保查询返回预期的文档。例如，如果您只需要从对 movies 集合的查询中获取 10 个结果，请运行以下查询：

db.movies.find(
   {},
   { title: 1, year: 1 }
).sort( { year: -1 } ).limit(10)

有关限制结果的更多信息，请参阅 limit()。

使用索引提示

查询优化器通常会为特定操作选择最佳索引。但是，您可以使用 hint() 方法强制 MongoDB 使用特定索引。使用 hint() 支持性能测试，或在查询出现在多个索引中的字段时，确保 MongoDB 使用正确索引。

使用服务器端操作

使用 $inc 操作符增加或减少文档中的值。作为选择文档、在客户端代码中进行更改然后将整个文档写入服务器的替代方法，此操作符在服务器端增加字段的值。$inc 操作符还有助于避免竞争条件；当两个应用程序实例查询文档、手动增加字段并同时保存整个文档时，便会出现竞争条件。

运行涵盖的查询

覆盖查询是可以完全使用索引来满足并且不必检查任何文档的查询。满足以下所有条件时，索引将覆盖查询：

• 查询中的所有字段（包括应用程序指定的字段和内部需要的字段，例如出于分片目的）都是索引的一部分。

• 结果中返回的所有字段都位于同一索引中。

• 查询中没有字段等于 null。例如，以下查询谓词无法生成覆盖查询：

  • { "field": null }

  • { "field": { $eq: null } }

db.movies.createIndex( { rated: 1, title: 1 } )

db.movies.find(
   { rated: "PG", title: /^T/ },
   { title: 1, _id: 0 }
).limit(3)

{
  theaterId: <num>,
  location: {
    address: {
      street1: "<address>",
      city: "<city>",
      state: "<state>",
      zipcode: "<zip>"
    },
    geo: { ... }
  }
}

db.theaters.createIndex( { "location.address.city": 1 } )

db.theaters.find(
   { "location.address.city": "Portland" },
   { "location.address.city": 1, _id: 0 }
).limit(1)