MongoDB 提升效能的18原則（開發設計階段）

MongoDB 是高效能資料，但是在使用的過程中，大家偶爾還會碰到一些效能問題。MongoDB和其它關係型資料庫相比，例如 SQL Server 、MySQL 、Oracle 相比來說，相對較新，很多人對其不是很熟悉，所以很多開發、DBA往往是注重功能的實現，而忽視了效能的要求。其實，MongoDB和 SQL Server 、MySQL 、Oracle 一樣，一個 資料庫物件的設計調整、索引的建立、語句的最佳化，都會對效能產生巨大的影響。

為了充分挖掘MongoDB效能，現簡單總計了以下18條，歡迎大家一起來持續總結完善。

 

（1）  文檔中的_id鍵推薦使用預設值，禁止向_id中儲存自訂的值。

    解讀：MongoDB文檔中都會有一個“_id”鍵，預設是個ObjectID對象（標識符中包含時間戳記、機器ID、進程ID和計數器）。MongoDB在指定_id與不指定_id插入時      速度相差很大，指定_id會減慢插入的速率。

 

（2）  推薦使用短欄位名。

           解讀：與關係型資料庫不同，MongoDB集合中的每一個文檔都需要儲存欄位名，長欄位名會需要更多的儲存空間。

 

（3）  MongoDB索引可以提高文檔的查詢、更新、刪除、排序操作，所以結合業務需求，適當建立索引。

 

（4）  每個索引都會佔用一些空間，並且導致插入操作的資源消耗，因此，建議每個集合的索引數盡量控制在5個以內。

 

（5）  對於包含多個鍵的查詢，建立包含這些鍵的複合索引是個不錯的解決方案。複合索引的索引值順序很重要，理解索引最左首碼原則。

 

解讀：例如在test集合上建立複合式索引{a:1,b:1,c:1}。執行以下7個查詢語句：

1. db.test.find({a:”hello”})
2. db.test.find({b:”sogo”, a:”hello”})
3. db.test.find({a:”hello”,b:”sogo”, c:”666”})
4. db.test.find({c:”666”, a:”hello”})
5. db.test.find({b:”sogo”, c:”666”})
6. db.test.find({b:”sogo” })
7. db.test.find({c:”666”})

• 以上查詢語句可能走索引的是1、2、3、4
• 查詢應包含最左索引欄位，以索引建立順序為準，與查詢欄位順序無關。
•  最少索引覆蓋最多查詢。

 

（6） TTL 索引（time-to-live index，具有生命週期的索引），使用TTL索引可以將逾時時間的文檔老化，一個文檔到達老化的程度之後就會被刪除。

解讀：建立TTL的索引必須是日期類型。TTL索引是一種單欄位索引，不能是複合索引。TTL刪除文檔後台線程每60s移除失效文檔。不支援定長集合。

 

（7） 需要在集合中某欄位建立索引，但集合中大量的文檔不包含此索引值時，建議建立稀疏索引。

解讀：索引預設是密集型的，這意味著，即使文檔的索引欄位缺失，在索引中也存在著一個對應關係。在稀疏索引中，只有包含了索引索引值的文檔才會出現。

 

（8）  建立文本索引時欄位指定text，而不是1或者-1。每個集合只有一個文本索引，但是它可以為任意多個欄位建立索引。

解讀：文本搜尋速度快很多，推薦使用文本索引替代對集合文檔的多欄位的低效查詢。

 

（9）  使用findOne在資料庫中查詢匹配多重專案，它就會在自然排序檔案集合中返回第一個項目。如果需要返回多個文檔，則使用find方法。

 

（10） 如果查詢無需返回整個文檔或只是用來判斷索引值是否存在，可以通過投影（映射）來限制返回欄位，減少網路流量和用戶端的記憶體使用量。

解讀：既可以通過設定{key:1}來顯式指定返回的欄位，也可以設定{key:0}指定需要排除的欄位。

 

（11）  除了首碼樣式查詢，Regex查詢不能使用索引，執行的時間比大多數選取器更長，應節制性地使用它們。

 

（12） 在彙總運算中，$match 要在 $ group前面，通過 $match 前置，可以減少$ group 操作符要處理的文檔數量。

 

（13） 通過操作符對文檔進行修改，通常可以獲得更好的效能，因為，不需要往返伺服器來擷取並修改文檔資料，可以在序列化和傳輸資料上花費更少的時間。

 

（14） 批量插入（batchInsert）可以減少資料向伺服器的提交次數，提高效能。但是批量提交的BSON Size不超過48MB。

 

（15） 禁止一次取出太多的資料進行排序，MongoDB目前支援對32M以內的結果集進行排序。如果需要排序，請盡量限制結果集中的資料量。

 

（16） 查詢中的某些$操作符可能會導致效能低下，如$ne，$not，$exists，$nin，$or，盡量在業務中不要使用。

a)   $exist:因為鬆散的文檔結構導致查詢必須遍曆每一個文檔；

b)   $ne:如果當取反的值為大多數，則會掃描整個索引；

c)   $not:可能會導致查詢最佳化工具不知道應當使用哪個索引，所以會經常退化為全表掃描；

d)   $nin:全表掃描；

e)   $or:有多個條件就會查詢多少次，最後合并結果集，應該考慮裝換為$in。

 

（17） 固定集合可以用於記錄日誌，其插入資料更快，可以實現在插入資料時，淘汰最早的資料。需求分析和設計時，可考慮此特性，即提高了效能，有省去了刪除動作。

     解讀：固定集合需要顯式建立，指定Size的大小，還能夠指定文檔的數量。集合不管先達到哪一個限制，之後插入的新文檔都會把最老的文檔移出。

 

（18） 集合中文檔的資料量會影響查詢效能，為保持適量，需要定期歸檔。

 

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