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MongoDB 索引优化指南：类型、操作与实践技巧

索引类型

MongoDB 支持多种索引类型，每种类型适用于不同的场景。以下是常见的索引类型及其应用场景：

1. 单字段索引

在单个字段上创建的索引。这种索引适用于经常需要按单个字段查询的场景，能够显著提升查找效率。

2. 复合索引

在多个字段上创建的索引，支持按多个字段排序。复合索引可以提高复杂查询的效率，但需要权衡索引大小和查询性能。

3. 唯一索引

确保字段或字段组合的唯一性。唯一索引用于防止数据重复，并且在处理唯一值查询时可以提供额外优化。

4. 全文索引

用于全文搜索的索引，能够快速定位文本内容中的关键词或短语。适用于需要全文检索的应用场景。

5. 地理空间索引

用于处理地理坐标数据的查询，如附近搜索（Geospatial Queries）。这种索引能够快速定位地理位置相关的数据。

6. 哈希索引

在支持 $in 或 $nin 查询的场景下，哈希索引可以显著提升查询性能。

7. 多键索引

当字段包含数组时，多键索引会为数组中的每个元素创建索引项，支持按数组元素查询。

8. 稀疏索引

不会为未定义的字段创建索引项。这种索引类型适用于动态字段场景，减少了索引占用的空间。

9. 文本索引

专门用于文本搜索和分析。文本索引能够支持文本片段的快速匹配。

10. 覆盖索引

索引包含了查询中所有涉及的字段，能够直接从索引中获取数据，减少回表查询的次数。

索引操作

创建索引

创建索引使用 createIndex 方法。以下是几种常见的索引创建方式：

• 单字段索引：

  db.collection.createIndex({ name: 1 });

  这里 1 表示按升序排序。

• 复合索引：

  db.collection.createIndex({ name: 1, age: -1 });

  1 表示 name 字段升序排序，-1 表示 age 字段降序排序。

查看索引

可以使用 getIndexes 或 listIndexes 方法查看集合中的所有索引：

db.collection.getIndexes();

删除索引

删除索引使用 dropIndex 方法：

db.collection.dropIndex('name_1');

索引使用与限制

优点：

• 查询优化： MongoDB 利用索引加速排序、范围查询和唯一值查找等操作。
• 覆盖查询： 覆盖索引可以直接从索引中获取数据，减少回表查询的时间。

缺点：

• 内存消耗： 索引会占用额外的磁盘空间和内存资源。
• 写入性能： 索引的创建和维护会增加写入操作的负载。
• 更新和删除： 索引的更新或删除可能对正在执行的查询造成影响。

最佳实践

记住，索引设计应基于应用程序的具体需求和查询模式。过度索引可能导致性能开销过大，而不足的索引则可能导致查询效率低下。

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