文章目录
- 《MongoDB实战入门》第6章 性能优化:索引与查询效率提升
- 6.3 索引优化实战:慢查询解决
- 6.3.1 识别慢查询:explain()方法分析查询执行计划
- 1. 核心概念铺垫
- 2. 实操:识别慢查询(准备测试数据+分析执行计划)
- 6.3.2 优化案例:为慢查询添加合适索引(对比优化前后)
- 1. 索引设计原则(核心)
- 2. 实操:创建索引+验证优化效果
- 3. 进阶优化:覆盖索引(避免回表查询)
- 6.3.3 索引使用注意事项
- 1. 避免过度索引
- 2. 索引字段选择技巧
- 3. 生产环境最佳实践
- 6.3.4 总结
《MongoDB实战入门》第6章 性能优化:索引与查询效率提升
6.3 索引优化实战:慢查询解决
慢查询是MongoDB生产环境中最常见的性能瓶颈之一,其核心成因通常是缺少合适的索引或索引设计不合理。
- 本节将从「慢查询识别」「实战优化案例」「索引使用原则」三个维度,结合可落地的实操代码,手把手教你解决慢查询问题。
6.3.1 识别慢查询:explain()方法分析查询执行计划
MongoDB提供explain()方法用于解析查询的执行计划,是识别慢查询根因的核心工具。通过该方法可判断查询是否走索引、是否全表扫描、扫描文档数/索引数、执行耗时等关键指标。
1. 核心概念铺垫
慢查询阈值:MongoDB默认将执行时间超过100ms的查询标记为慢查询(可通过
setProfilingLevel调整)。explain()参数:
queryPlanner(默认):仅返回最优查询计划(无执行统计);executionStats:返回执行计划+核心执行统计(实战首选);allPlansExecution:返回所有候选执行计划的统计(适合复杂查询分析)。
关键字段解读:
| 字段 | 含义 | 性能判断依据 |
|---|---|---|
executionStats.executionTimeMillis | 查询总耗时(毫秒) | 数值越大,性能越差 |
executionStats.totalDocsExamined | 扫描的文档总数 | 远大于查询结果数 → 全表扫描 |
executionStats.totalKeysExamined | 扫描的索引键数 | 接近查询结果数 → 索引生效 |
queryPlanner.winningPlan.stage | 核心执行阶段 | COLLSCAN=全表扫描(差);IXSCAN=索引扫描(优) |
2. 实操:识别慢查询(准备测试数据+分析执行计划)
步骤1:创建测试集合并插入10万条模拟订单数据
// 清空原有集合(避免干扰)db.orders.drop();// 批量生成10万条订单数据(模拟真实业务场景)varorderData=[];for(vari=0;i<100000;i++){orderData.push({orderId:"ORD"+(100000+i),// 订单编号userId:"U"+(Math.floor(Math.random()*1000)),// 随机用户(1000个用户)amount:Math.floor(Math.random()*10000),// 订单金额(0-10000)createTime:newDate(newDate().getTime()-Math.floor(Math.random()*30*24*3600*1000)),// 近30天status:["pending","paid","shipped","completed"][Math.floor(Math.random()*4)]// 订单状态});}// 插入数据(批量插入效率更高)db.orders.insertMany(orderData);print(`测试数据插入完成,总条数:${db.orders.countDocuments()}`);步骤2:执行慢查询并分析执行计划
需求:查询「用户U100的已完成订单,且金额大于5000」(无索引时为慢查询)。
// 定义慢查询varslowQuery=db.orders.find({userId:"U100",status:"completed",amount:{$gt:5000}});// 用executionStats分析执行计划varexplainResult=slowQuery.explain("executionStats");// 打印核心性能指标print("===== 优化前 - 慢查询分析 =====");print(`执行耗时:${explainResult.executionStats.executionTimeMillis} 毫秒`);print(`扫描文档数:${explainResult.executionStats.totalDocsExamined}`);print(`执行阶段:${explainResult.queryPlanner.winningPlan.stage}`);预期输出(无索引时):
结论:全表扫描(COLLSCAN)导致扫描10万条文档,耗时80+ms,属于典型慢查询。
6.3.2 优化案例:为慢查询添加合适索引(对比优化前后)
1. 索引设计原则(核心)
针对「多条件查询」,需遵循:
-等值字段在前,范围字段在后(本例中userId/status是等值条件,amount是范围条件),因此设计复合索引:{userId: 1, status: 1, amount: 1}。
2. 实操:创建索引+验证优化效果
步骤1:创建复合索引
// 创建复合索引(命名规范:idx_字段1_字段2_字段3)db.orders.createIndex({userId:1,status:1,amount:1},{name:"idx_user_status_amount"}// 自定义索引名,便于维护);// 查看集合所有索引(验证索引创建成功)print("===== 集合索引列表 =====");db.orders.getIndexes().forEach(idx=>printjson(idx));步骤2:对比优化前后的性能指标
封装对比函数,直观展示优化效果:
functioncompareQueryPerformance(){// 优化前(先删除索引,模拟初始状态)db.orders.dropIndex("idx_user_status_amount");varbeforeOpt