集群化集合

收益分析

与非集群化集合相比，集群化集合具有以下优点：

• 无需二级索引即可对集群化集合进行更快的查询，例如对集群化索引键进行范围扫描和相等比较的查询。

• 集群化集合具有较小的存储大小，这提高了查询和批量插入的性能。

• 集群化集合可免于使用二级 TTL（生存时间）索引。

  • 如果指定了 expireAfterSeconds 字段，则集群化索引也是 TTL 索引。

  • 要用作 TTL 索引，_id 字段必须是受支持的日期类型。请参阅 TTL 索引。

  • 如果使用集群化索引作为 TTL 索引，可以提高文档删除性能并减少集群化集合存储大小。

• 集群化集合在插入、更新、删除和查询方面实现了性能的进一步提升。

  • 所有集合都有 _id 索引。

  • 非集群化集合将 _id 索引与文档分开存储。这需要对插入、更新和删除进行两次写入，对查询进行两次读取。

  • 集群化集合按 _id 值顺序将索引和文档存储在一起。这需要对插入、更新和删除进行两次写入，对查询进行一次读取。

行为

集群化集合可存储按集群化索引键值排序的文档。集群化索引键必须为 { _id: 1 }。

集合中只能有一个集群索引，因为文档只能按一个顺序存储。只有具有集群索引的集合才能按排序顺序存储数据。

您可以拥有聚簇索引并将二级索引添加到集群化集合中。聚簇索引与二级索引不同：

• 只有在创建集合时才能创建集群化索引。

• 集群化索引键与集合一起存储。collStats 命令返回的集合大小包括集群化索引大小。

从 MongoDB 6.0.7 开始，如果存在可用的集群索引，MongoDB 查询计划器会在查询计划过程中根据二级索引对该集群索引求值。当查询使用集群索引时，MongoDB 会执行有界集合扫描。

在 MongoDB 6.0.7 之前，如果集群化集合上存在二级索引并且二级索引可供查询使用，则查询计划器默认选择二级索引而不是集群索引。在 MongoDB 6.1 及更早版本中，要使用集群索引，您必须提供提示，因为查询优化器不会自动选择集群索引。

限制

集群化集合限制：

• 集群化索引键必须为 { _id: 1 }。

• 不得将非集群化集合转换为集群化集合，反之亦然。相反，您可以：

  • 使用具有 $out 阶段或 $merge 阶段的聚合管道读取一个集合中的文档并将这些文档写入另一个集合。

  • 使用 mongodump 导出集合数据，并使用 mongorestore. 将数据导入其他集合。

• 无法隐藏集群化索引。参见隐藏的索引。

• 如果集群化集合有二级索引，则此集合具有更大的存储大小。这是因为与非集群化集合的二级索引相比，较大集群化索引键的集群化集合的二级索引可能具有更大的存储大小。

• 群集群化集合可能不是固定大小集合。

设置自己的聚集索引键值

默认情况下，聚集索引键值是唯一的文档对象标识符。

您可以设置自己的聚簇索引键值。该键：

• 必须包含一个唯一值。

• 必须不可变。

• 应包含依次递增的值。这不是必需的，但有助于提升插入性能。

• 大小应尽可能小。

  • 集群化索引支持大小最大为 8 MB 的键，但最好使用小得多的集群化索引键。

  • 较大的聚集索引键会导致集群化集合的大小增大，同时二级索引也较大。此情况会削弱集群化集合的性能和存储优势。

  • 与非集群化集合上的二级索引相比，具有大型集群化索引键的集群化集合上的二级索引可能会占用更多空间。

示例

本部分显示集群化集合示例。

db.runCommand( {
   create: "products",
   clusteredIndex: { "key": { _id: 1 }, "unique": true, "name": "products clustered key" }
} )

db.createCollection(
   "stocks",
   { clusteredIndex: { "key": { _id: 1 }, "unique": true, "name": "stocks clustered key" } }
)

db.createCollection(
   "orders",
   { clusteredIndex: { "key": { _id: 1 }, "unique": true, "name": "orders clustered key" } }
)

db.orders.insertMany( [
   { _id: ISODate( "2022-03-18T12:45:20Z" ), "quantity": 50, "totalOrderPrice": 500 },
   { _id: ISODate( "2022-03-18T12:47:00Z" ), "quantity": 5, "totalOrderPrice": 50 },
   { _id: ISODate( "2022-03-18T12:50:00Z" ), "quantity": 1, "totalOrderPrice": 10 }
] )

db.orders.find( { _id: { $gt: ISODate( "2022-03-18T12:47:00.000Z" ) } } )

[
   {
      _id: ISODate( "2022-03-18T12:50:00.000Z" ),
      quantity: 1,
      totalOrderPrice: 10
   }
]

db.runCommand( { listCollections: 1 } )

...
name: 'orders',
type: 'collection',
options: {
   clusteredIndex: {
      v: 2,
      key: { _id: 1 },
      name: 'orders clustered key',
      unique: true
   }
},
...