Multikey Indexes
多键索引从包含数组值的字段中收集数据并进行排序。多键索引可提高对数组字段的查询性能。
您无需显式指定多键类型。对包含数组值的字段创建索引时,MongoDB 会自动将该索引设为多键索引。
MongoDB 可以在包含标量值(例如字符串和数字)和嵌入式文档的数组上创建多键索引。 如果数组包含同一值的多个实例,则索引仅包含该值的一个条目。
要创建多键索引,请使用以下原型:
db.<collection>.createIndex( { <arrayField>: <sortOrder> } )
下图显示了 addr.zip
字段的多键索引:
对于 MongoDB Atlas 中托管的部署,您可以 在用户界面中创建和管理多键索引。
用例
如果您的应用程序频繁查询包含数组值的字段,则多键索引可提高这些查询的性能。
为经常查询的字段创建索引可增加涵盖这些查询的几率。已涵盖的查询是指可使用索引而无需检查任何文档来完全满足的查询。此举可优化查询性能。
例如,students
集合中的文档包含 test_scores
字段:学生在整个学期中收到的测验成绩的数组。您会定期更新排名靠前学生的列表:至少有五项 test_scores
大于 90
的学生。
您可对 test_scores
字段创建索引,从而为此查询提高性能。由于 test_scores
包含数组值,因此 MongoDB 会将该索引存储为多键索引。
开始体验
要创建多键索引,请参阅:
详情
本部分介绍多键索引的技术细节和限制。
索引边界
索引扫描的边界定义了查询期间要搜索的索引组成部分。多键索引边界的计算遵循特殊规则。有关详情,请参阅多键索引边界。
Unique Multikey Indexes
在唯一的多键索引中,只要一个文档的索引键值不与另一个文档的索引键值重复,该文档可能包含数组元素,这些元素就会导致索引键值重复。
要了解更多信息并查看此行为的示例,请参阅跨独立文档的唯一约束。
复合多键索引
在复合多键索引中,每个索引文档最多可以有一个值为数组的索引字段。具体而言:
如果索引规范中的多个字段是数组,则无法创建复合多键索引。例如,考虑包含以下文档的集合:
{ _id: 1, scores_spring: [ 8, 6 ], scores_fall: [ 5, 9 ] } 您无法创建复合多键索引
{ scores_spring: 1, scores_fall: 1 }
,因为索引中的两个字段都是数组。如果复合多键索引已存在,则无法插入会违反此限制的文档。
考虑包含以下文档的集合:
{ _id: 1, scores_spring: [8, 6], scores_fall: 9 } { _id: 2, scores_spring: 6, scores_fall: [5, 7] } 可以创建复合多键索引
{ scores_spring: 1, scores_fall: 1 }
,因为对于每个文档,只有一个使用复合多键索引形式来构建索引的字段是数组。没有文档同时包含scores_spring
和scores_fall
字段的数组值。但是,在创建复合多键索引后,如果尝试插入
scores_spring
和scores_fall
字段均为数组的文档,则插入操作会失败。
排序
当您根据通过多键索引来创建索引的数组字段进行排序时,除非以下两个条件均成立,否则查询计划将包括阻塞排序阶段:
所有排序字段的索引边界均为
[MinKey, MaxKey]
。任何多键已索引字段的边界均不得与排序模式的路径前缀相同。
分片键
您无法将多键索引指定为分片键索引。
但是,在分片键索引是复合索引前缀的情况下,如果尾随键之一(不是分片键的一部分)对数组进行索引,则复合索引可能会成为复合多键索引。
哈希(Hashed)索引
哈希索引不能是多键型。
覆盖查询
多键索引可以覆盖满足以下条件的查询:
查询不返回大量字段(这意味着该大量不包含在查询投影中)。这意味着要覆盖查询,多键索引必须是复合索引。
查询不包括
$elemMatch
。该查询满足所有其他涵盖的查询要求。
例如,考虑包含以下文档的 matches
集合:
db.matches.insertMany( [ { name: "Joe", event: [ "open", "tournament" ] }, { name: "Bill", event: [ "match", "championship" ] } ] )
matches
集合在 event
和 name
字段上具有复合多键索引:
db.matches.createIndex( { event: 1, name: 1 } )
前面的索引是多键索引,因为event
字段包含大量值。
该索引涵盖以下查询:
db.matches.find( { event: 'championship' }, { _id: 0, name: 1 } ) db.matches.find( { name: 'Bill', event: 'championship' }, { _id: 0, name: 1 } )
该索引不涵盖以下查询,因为投影包含event
大量字段:
db.matches.find( { event: 'championship' }, { _id: 0, event: 1 } )
对数组字段进行整体查询
当查询过滤器指定了与整个数组完全匹配的匹配项时,MongoDB 可使用多键索引来查找查询数组的第一个元素,但无法使用多键索引扫描来查找整个数组。
相反,在使用多键索引查找查询数组的第一个元素后,MongoDB 会检索关联的文档并筛选其数组与查询中的数组匹配的文档。
例如,考虑包含以下文档的 inventory
集合:
db.inventory.insertMany( [ { _id: 5, type: "food", item: "apple", ratings: [ 5, 8, 9 ] } { _id: 6, type: "food", item: "banana", ratings: [ 5, 9 ] } { _id: 7, type: "food", item: "chocolate", ratings: [ 9, 5, 8 ] } { _id: 8, type: "food", item: "fish", ratings: [ 9, 5 ] } { _id: 9, type: "food", item: "grapes", ratings: [ 5, 9, 5 ] } ] )
inventory
集合在 ratings
字段上有一个多键索引:
db.inventory.createIndex( { ratings: 1 } )
以下查询查找 ratings
字段为数组 [ 5, 9 ]
的文档:
db.inventory.find( { ratings: [ 5, 9 ] } )
MongoDB 可以使用多键索引来查找在 ratings
数组中的任意位置包含 5
的文档。然后,MongoDB 检索这些文档并过滤出 ratings
数组等于查询数组 [ 5, 9 ]
的文档。
$expr
$expr
操作符不支持多键索引。