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MongoDB Manual
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时间序列

向时间序列集合添加从节点索引

在此页面上

  • 使用二级索引提高排序性能
  • 对时间序列集合的“最后一点”查询
  • 为时间序列集合指定索引提示
  • MongoDB 6.0 中的 time-series 二级索引

要提高 时间序列集合的查询性能，请添加一个或多个 二级索引，以支持常见的时间序列查询模式。具体来说，我们建议您在指定为 timeField 和 metaField 字段上创建一个或多个复合索引。如果 metaField 字段的字段值是文档，则可以在该文档内的字段上创建二级索引。

注意

并非所有索引类型都受支持。有关不支持的索引类型的列表，请参阅时间序列集合二级索引的限制。

例如，此命令在metadata.sensorId和timestamp字段上创建复合索引：

db.weather24h.createIndex( { "metadata.sensorId": 1, "timestamp": 1 } )

提示

请参阅：

db.collection.createIndex()

使用二级索引提高排序性能

time-series collection可以使用索引来提高timeField和metaField的排序性能。

例如，以下 sensorData 集合包含来自天气传感器的测量值：

db.sensorData.insertMany( [ {
     "metadata": {
         "sensorId": 5578,
         "location": {
             type: "Point",
             coordinates: [-77.40711, 39.03335]
         }
     },
     "timestamp": ISODate("2022-01-15T00:00:00.000Z"),
     "currentConditions": {
         "windDirecton": 127.0,
         "tempF": 71.0,
         "windSpeed": 2.0,
         "cloudCover": null,
         "precip": 0.1,
         "humidity": 94.0,
     }
   },
   {
     "metadata": {
         "sensorId": 5578,
         "location": {
             type: "Point",
             coordinates: [-77.40711, 39.03335]
         }
     },
     "timestamp": ISODate("2022-01-15T00:01:00.000Z"),
     "currentConditions": {
         "windDirecton": 128.0,
         "tempF": 69.8,
         "windSpeed": 2.2,
         "cloudCover": null,
         "precip": 0.1,
         "humidity": 94.3,
     }
   },
   {
     "metadata": {
         "sensorId": 5579,
         "location": {
             type: "Point",
             coordinates: [-80.19773, 25.77481]
         }
     },
     "timestamp": ISODate("2022-01-15T00:01:00.000Z"),
     "currentConditions": {
         "windDirecton": 115.0,
         "tempF": 88.0,
         "windSpeed": 1.0,
         "cloudCover": null,
         "precip": 0.0,
         "humidity": 99.0,
     }
    }
  ]
)

时间序列集合会自动创建内部集群索引。 查询规划器使用此索引来提高排序性能。

注意

如果在1970-01-01T00:00:00.000Z之前或2038-01-19T03:14:07.000Z之后将文档插入到具有timeField值的集合中，MongoDB 会记录警告并阻止某些查询优化使用内部索引。 在timeField上创建二级索引，以恢复查询性能并解决日志警告问题。

以下对timestamp字段的排序操作使用聚集索引来提高性能：

db.sensorData.find().sort( { "timestamp": 1 } )

要确认排序操作使用了集群索引，请使用.explain( "executionStats" )选项再次运行该操作：

db.sensorData.find().sort( { "timestamp": 1 } ).explain( "executionStats" )

winningPlan.queryPlan.inputStage.stage为COLLSCAN ，并且解释计划输出中存在_internalBoundedSort阶段。 interalBoundedSort字段表示使用了聚集索引。 有关解释计划输出的更多信息，请参阅解释结果。

时间序列集合上的二级索引可以提高排序操作的性能，并增加可以使用索引的场景数量。

对时间序列集合的排序操作可以使用timeField上的二级索引。 在某些条件下，排序操作还可以在metaField和timeField上使用复合二级索引。

管道阶段$match和$sort确定time-series集合可以使用哪些索引。以下列表描述了可以使用索引的场景：

  • { <timeField:> ±1 }上的排序使用聚集索引

  • { <timeField>: ±1 } 上的排序使用 <timeField> 上的二级索引

  • { <metaField>: ±1, timeField: ±1 } 上的排序使用 { <metaField>: ±1, timeField: ±1 } 上的二级索引

  • 在 <metaField> 上具有点谓词时，{ <timeField>: ±1 } 上的排序使用 { metaField: ±1, timeField: ±1 } 上的二级索引

在timestamp字段上创建二级索引：

db.sensorData.createIndex( { "timestamp": 1 } )

以下对 timestamp 字段的排序操作使用二级索引来提高性能：

db.sensorData.aggregate( [
  { $match: { "timestamp" : { $gte: ISODate("2022-01-15T00:00:00.000Z") } } },
  { $sort: { "timestamp": 1 } }
] )

要确认排序操作使用了二级索引，请使用 .explain( "executionStats" ) 选项再次运行该操作：

db.sensorData.explain( "executionStats" ).aggregate( [
  { $match: { "timestamp": { $gte: ISODate("2022-01-15T00:00:00.000Z") } } },
  { $sort: { "timestamp": 1 } }
] )

对时间序列集合的“最后一点”查询

“最后一点”查询获取每个唯一元数据值的最新测量值。 例如，您可能想获取所有传感器的最新温度读数。 通过创建以下任一索引来提高最新数据点查询的性能：

{ "metadata.sensorId": 1,  "timestamp": 1 }
{ "metadata.sensorId": 1,  "timestamp": -1 }
{ "metadata.sensorId": -1, "timestamp": 1 }
{ "metadata.sensorId": -1, "timestamp": -1 }

注意

最新数据点查询在使用 DISTINCT_SCAN 优化 时可实现最高性能。仅当 timeField 上的索引为降序时，才可以使用此优化。

以下命令创建一个复合二级索引，metaField 上的索引为升序，timeField 上的索引为降序：

db.sensorData.createIndex( { "metadata.sensorId": 1,  "timestamp": -1 } )

以下最新数据点查询示例使用了上文中创建的降序 timeField 复合二级索引：

db.sensorData.aggregate( [
   {
      $sort: { "metadata.sensorId": 1, "timestamp": -1 }
   },
   {
      $group: {
         _id: "$metadata.sensorId",
         ts: { $first: "$timestamp" },
         temperatureF: { $first: "$currentConditions.tempF" }
      }
   }
] )

要确认最新数据点查询是否使用了二级索引，请使用 .explain( "executionStats" ) 再次运行该操作：

db.getCollection( 'sensorData' ).explain( "executionStats" ).aggregate( [
   {
      $sort: { "metadata.sensorId": 1, "timestamp": -1 }
   },
   {
      $group: {
         _id: "$metadata.sensorId",
         ts: { $first: "$timestamp" },
         temperatureF: { $first: "$currentConditions.tempF" }
      }
   }
] )

winningPlan.queryPlan.inputStage.stage 为 DISTINCT_SCAN，表示使用了该索引。有关 Explain Plan 输出的更多信息，请参阅 Explain 结果。

为时间序列集合指定索引提示

索引提示导致 MongoDB 使用特定的索引进行查询。如果在提示中指定了一个索引，对时间序列集合的某些操作只能利用该索引。

例如，以下查询会促使 MongoDB 使用 timestamp_1_metadata.sensorId_1 索引：

db.sensorData.find( { "metadata.sensorId": 5578 } ).hint( "timestamp_1_metadata.sensorId_1" )

在时间序列集合上，您可以使用索引名称或索引键模式指定提示。要获取集合上的索引名称，请使用 db.collection.getIndexes() 方法。

MongoDB 6.0 中的 time-series 二级索引

从 MongoDB 6.0 开始，您可以

注意

如果时间序列集合上有从节点(secondary node from replica set)索引，并且需要降级特征兼容性版本(FCV )，则必须首先删除与降级FCV不兼容的所有从节点(secondary node from replicasetFeatureCompatibilityVersion set)索引。有关更多信息，请参阅 。

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