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索引

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Overview

在本指南中，您可以学习如何在 MongoDB Go 驱动程序中使用索引。

MongoDB 中的索引支持高效执行查询。如果没有索引，MongoDB 会扫描集合中的每个文档（集合扫描），从而找到与您的查询相匹配的文档。集合扫描很慢，可能会对应用程序的性能产生负面影响。通过适当的索引，MongoDB 可以限制其检查的文档数量。

提示

您还可以在更新操作、删除操作和某些聚合管道阶段中使用索引。

查询覆盖和性能

MongoDB 中的查询可以包含以下元素：

元素
必要性
用途

查询

必需

指定您要查找的字段和值。

选项

Optional

指定查询的执行方式。

投射

Optional

指定 MongoDB 返回的字段。

Sort

Optional

指定 MongoDB 返回文档的顺序。

在同一索引中指定这些元素时，MongoDB 会直接从索引返回结果，这也称为覆盖查询。

重要

排序条件

您的排序条件必须与索引的顺序一致或相反。

举例来说，以下索引指定字段 name 按升序 (AZ) 排序而 {2} 按降序 (9-0) 排序：

name_1_age_-1

当您按以下任一方式对数据进行排序时，MongoDB 会使用此索引：

  • name 升序， age 降序

  • name 降序，age 升序

指定 name 和 age 升序或 name 和 age 降序排序需要进行内存中排序。

如要了解如何确保索引涵盖查询标准和投影，请参阅查询覆盖。

操作注意事项

若要提高查询性能，请对查询中经常出现的字段和返回排序结果的操作创建索引。追踪索引内存和磁盘使用情况以进行容量规划，因为您添加的每个索引都会消耗磁盘空间和内存。此外，当写入操作更新索引字段时，MongoDB 还必须更新相关索引。

由于 MongoDB 支持动态模式，因此您的应用程序可以查询未知名称或任意名称的字段。MongoDB 4.2 引入了通配符索引，以帮助支持这些查询。通配符索引并不是为了取代基于工作负载的索引规划而设计的。

要进一步了解如何设计数据模型和选择适合应用程序的索引，请参阅索引策略和数据建模与索引。

索引类型

MongoDB 支持多种索引类型来支持数据查询。以下各部分描述和演示了如何创建最常见的索引类型。要查看索引类型的完整列表，请参阅索引。

单字段索引

单字段索引包含对集合文档中字段的引用。

该索引提高了单字段查询和排序性能，并支持 TTL 索引，可在一定时间后从集合中自动删除文档。

注意

_id_ 索引是单字段索引的一个例子。当您创建新集合时，会在 _id 字段上自动创建此索引。

例子

以下示例在 sample_mflix.movies 集合中的 title 字段上按升序创建索引：

coll := client.Database("sample_mflix").Collection("movies")
indexModel := mongo.IndexModel{
    Keys: bson.D{{"title", 1}},
}
name, err := coll.Indexes().CreateOne(context.TODO(), indexModel)
if err != nil {
    panic(err)
}
fmt.Println("Name of Index Created: " + name)
Name of Index Created: title_1

复合索引

复合索引包含对集合文档中多个字段的引用。此索引可提高查询和排序性能。

例子

以下示例在 sample_mflix.movies 集合中的 fullplot 和 title 字段上创建了复合索引：

coll := client.Database("sample_mflix").Collection("movies")
indexModel := mongo.IndexModel{
    Keys: bson.D{
        {"fullplot", -1},
        {"title", 1}
    }
}
name, err := coll.Indexes().CreateOne(context.TODO(), indexModel)
if err != nil {
    panic(err)
}
fmt.Println("Name of Index Created: " + name)
Name of Index Created: fullplot_-1_title_1

多键索引（数组字段索引）

多键索引使用与单字段索引和复合索引相同的语法。该索引提高了将数组字段指定为索引的查询的性能。

例子

以下示例在 sample_mflix.movies 集合中的 cast 字段上创建了一个多键索引：

coll := client.Database("sample_mflix").Collection("movies")
indexModel := mongo.IndexModel{
    Keys: bson.D{{"cast", -1}}
}
name, err := coll.Indexes().CreateOne(context.TODO(), indexModel)
if err != nil {
    panic(err)
}
fmt.Println("Name of Index Created: " + name)
Name of Index Created: cast_-1

Atlas Search和Atlas Vector Search索引

您可以使用Go驾驶员以编程方式管理Atlas Search和Atlas Vector Search索引。

Atlas Search功能使您能够对MongoDB Atlas上托管的集合执行全文搜索。要学习；了解有关Atlas Search 的更多信息，请参阅Atlas Search文档。

Atlas Vector Search使您能够对Atlas中存储的向量嵌入执行语义搜索。要学习；了解有关Atlas Vector Search 的更多信息，请参阅Atlas Vector Search文档。

要学习；了解有关如何运行Atlas Vector Search查询的更多信息，请参阅运行Atlas Vector Search查询指南。

以下部分包含演示如何管理Atlas Search和Atlas Vector Search索引的代码示例。

创建搜索索引

您可以通过向 SearchIndexView.CreateOne() 方法提供索引定义来创建Atlas Search或Atlas Vector Search索引。

以下示例在 sample_mflix.movies集合的 plot字段上创建Atlas Search索引：

// Sets the index name and type to "search"
const indexName = "search_index"
opts := options.SearchIndexes().SetName(indexName).SetType("search")
// Defines the index definition
searchIndexModel := mongo.SearchIndexModel{
	Definition: bson.D{
		{Key: "mappings", Value: bson.D{
			{Key: "dynamic", Value: false},
			{Key: "fields", Value: bson.D{
				{Key: "plot", Value: bson.D{
					{Key: "type", Value: "string"},
				}},
			}},
		}},
	},
	Options: opts,
}
// Creates the index
searchIndexName, err := coll.SearchIndexes().CreateOne(ctx, searchIndexModel)
if err != nil {
	log.Fatalf("Failed to create the Atlas Search index: %v", err)
}

以下示例在 sample_mflix.embedded_movies集合中的 plot_embedding字段上创建Atlas Vector Search索引：

// Defines the structs used for the index definition
type vectorDefinitionField struct {
	Type          string `bson:"type"`
	Path          string `bson:"path"`
	NumDimensions int    `bson:"numDimensions"`
	Similarity    string `bson:"similarity"`
	Quantization  string `bson:"quantization"`
}
type vectorDefinition struct {
	Fields []vectorDefinitionField `bson:"fields"`
}
// Sets the index name and type to "vectorSearch"
const indexName = "vector_search_index"
opts := options.SearchIndexes().SetName(indexName).SetType("vectorSearch")
// Defines the index definition
vectorSearchIndexModel := mongo.SearchIndexModel{
	Definition: vectorDefinition{
		Fields: []vectorDefinitionField{{
			Type:          "vector",
			Path:          "plot_embedding",
			NumDimensions: 1536,
			Similarity:    "dotProduct",
			Quantization:  "scalar"}},
	},
	Options: opts,
}
// Creates the index
searchIndexName, err := coll.SearchIndexes().CreateOne(ctx, vectorSearchIndexModel)
if err != nil {
	log.Fatalf("Failed to create the Atlas Vector Search index: %v", err)
}

列出搜索索引

您可以使用 SearchIndexView.List() 方法，通过指定索引名称来列出Atlas Search或Atlas Vector Search索引。

以下示例列出了指定Atlas Search或Atlas Vector Search索引的详细信息：

// Specifies the index to retrieve
const indexName = "myIndex"
opts := options.SearchIndexes().SetName(indexName)
// Retrieves the details of the specified index
cursor, err := coll.SearchIndexes().List(ctx, opts)
// Prints the index details to the console as JSON
var results []bson.D
if err := cursor.All(ctx, &results); err != nil {
	log.Fatalf("Failed to unmarshal results to bson: %v", err)
}
res, err := json.Marshal(results)
if err != nil {
	log.Fatalf("Failed to marshal results to json: %v", err)
}
fmt.Println(res)

更新搜索索引

您可以使用 SearchIndexView.UpdateOne() 方法，通过指定索引名称和新的索引定义来更新Atlas Search或Atlas Vector Search索引。

以下示例通过提供索引名称和新的索引定义来更新Atlas Vector Search索引：

// Specifies the index name and the new index definition
const indexName = "vector_search_index"
type vectorDefinitionField struct {
	Type          string `bson:"type"`
	Path          string `bson:"path"`
	NumDimensions int    `bson:"numDimensions"`
	Similarity    string `bson:"similarity"`
}
type vectorDefinition struct {
	Fields []vectorDefinitionField `bson:"fields"`
}
definition := vectorDefinition{
	Fields: []vectorDefinitionField{
		{
			Type:          "vector",
			Path:          "plot_embedding",
			NumDimensions: 1536,
			Similarity:    "cosine",
			Quantization:  "scalar",
		},
	},
}
// Updates the specified index
err := coll.SearchIndexes().UpdateOne(ctx, indexName, definition)
if err != nil {
	log.Fatalf("Failed to update the index: %v", err)
}

删除搜索索引

您可以使用 SearchIndexView.DropOne() 方法，通过指定索引名称来删除Atlas Search或Atlas Vector Search索引。

以下示例删除具有指定名称的Atlas Search或Atlas Vector Search索引：

// Deletes the specified index
err := coll.SearchIndexes().DropOne(ctx, "myIndex")
if err != nil {
	log.Fatalf("Failed to delete the index: %v", err)
}

聚集索引

聚集索引可提高对集群化集合的插入、更新和删除操作的性能。集群化集合可以按聚集索引键值的顺序来存储文档。

要创建聚集索引，请在创建集合时指定聚集索引选项，其中_id字段指定为键，唯一字段为true 。

例子

以下示例对 db.tea 集合中的 _id 字段创建集群索引：

db := client.Database("db")
cio := bson.D{{"key", bson.D{{"_id", 1}}}, {"unique", true}}
opts := options.CreateCollection().SetClusteredIndex(cio)
db.CreateCollection(context.TODO(), "tea", opts)

Text Indexes

文本索引支持对字符串内容进行文本搜索查询。此索引需要字符串字段或字符串数组。MongoDB 支持多种语言的文本搜索。在创建索引时，可以指定默认语言作为选项。

一个集合只能包含一个文本索引。如果要为多个文本字段创建文本索引，必须创建复合索引。文本搜索在复合索引内的所有文本字段上运行。

提示

文本索引不同于功能更强大的 Atlas Full Text Search 索引。我们建议 Atlas 用户使用 Atlas Search。

例子

以下示例在 plot 字段上创建文本索引，并将 italian 作为 sample_mflix.movies 集合中的默认语言：

coll := client.Database("sample_mflix").Collection("movies")
indexModel := mongo.IndexModel{Keys: bson.D{{"plot", "text"}, {"default_language", "italian"}}}
name, err := coll.Indexes().CreateOne(context.TODO(), indexModel)
if err != nil {
   panic(err)
}
fmt.Println("Name of Index Created: " + name)
Name of Index Created: plot_text

地理空间索引

MongoDB 支持使用 2dsphere 索引包含地理空间坐标数据的查询。2dsphere 索引必须在 GeoJSON 对象字段中。

此索引允许您执行以下操作：

  • 查询地理空间数据以进行包含、交叉和邻近操作。

  • 计算欧几里得平面上的距离，并使用 MongoDB 2.2 及更早版本中使用的“传统坐标对”语法。

例子

sample_mflix.theaters 集合中文档中的 location.geo 字段是一个 GeoJSON 点对象，用于描述剧院的坐标：

{
   "_id" : ObjectId("59a47286cfa9a3a73e51e75c"),
   "theaterId" : 104,
   "location" : {
      "address" : {
         "street1" : "5000 W 147th St",
         "city" : "Hawthorne",
         "state" : "CA",
         "zipcode" : "90250"
      },
      "geo" : {
         "type" : "Point",
         "coordinates" : [
            -118.36559,
            33.897167
         ]
      }
   }
}

以下示例在 location.geo 字段上创建一个 2dsphere 索引：

重要

尝试在地理空间索引所覆盖的字段上创建地理空间索引会导致错误。

indexModel := mongo.IndexModel{
    Keys: bson.D{{"location.geo", "2dsphere"}}
}
name, err := coll.Indexes().CreateOne(context.TODO(), indexModel)
if err != nil {
    panic(err)
}
fmt.Println("Name of Index Created: " + name)
location.geo_2dsphere

Unique Indexes

唯一索引可确保索引字段不存储重复值。默认情况下，MongoDB 在创建集合期间会在 _id 字段上创建唯一索引。

要创建唯一索引，请指定要防止重复的字段或字段组合，并将 unique 选项设置为 true。

例子

以下示例在 theaterId 字段上创建唯一的降序索引：

indexModel := mongo.IndexModel{
    Keys: bson.D{{"theaterId", -1}},
    Options: options.Index().SetUnique(true),
}
name, err := coll.Indexes().CreateOne(context.TODO(), indexModel)
if err != nil {
    panic(err)
}
fmt.Println("Name of Index Created: " + name)
Name of Index Created: theaterId_-1

删除索引

您可以删除集合中的任何索引，但 _id字段上的默认唯一索引除外。 要删除索引，请将索引的名称传递给 DropOne() 方法。

title_1sample_mflix.movies以下示例从collection中删除名为 的索引：

coll := client.Database("sample_mflix").Collection("movies")
err := coll.Indexes().DropOne(context.TODO(), "title_1")
if err != nil {
    panic(err)
}

更多信息

要了解有关所提及索引的更多信息，请参阅以下指南：

要了解有关提到的操作的更多信息，请参阅以下指南：

API 文档

要进一步了解本指南所讨论的任何方法，请参阅以下 API 文档：

后退

聚合(Aggregation)

来年

事务