La plupart des développeurs savent que l'indexation est plus rapide. Mais dans le processus réel, nous rencontrons souvent des questions et des difficultés :
Cet article tente d'expliquer les connaissances de base de l'indexation et de répondre aux questions ci-dessus.
La plupart des développeurs entrent en contact avec des index et savent probablement que les index sont similaires au catalogue de livres. Vous devez trouver le contenu souhaité, trouver les mots-clés qualifiés dans le catalogue, puis trouver le numéro de page du. chapitre correspondant, puis recherchez le contenu spécifique.
Dans la structure des données, l'implémentation d'index la plus simple est similaire à une hashmap, qui mappe vers un emplacement spécifique via le mot-clé pour trouver le contenu spécifique. Mais en plus du hachage, il existe de nombreuses façons de mettre en œuvre l'indexation.
hash / b-tree / b+-tree redis HSET / MongoDB&PostgreSQL / MySQL
hashmap
Voir b-tree et b+-tree dans une seule image :
De nombreux articles sur Internet ont expliqué cela, mais ce n'est pas l'objet de cet article.
L'index doit être stocké en mémoire autant que possible, les données en second. Veillez à ne conserver que les index nécessaires et à utiliser au maximum la mémoire.
Si la mémoire d'index est sur le point de remplir la mémoire, il sera facile de lire le disque et la vitesse ralentira.
Prenons l'exemple de la hashmap la plus simple, pourquoi la complexité n'est-elle pas O(1), mais soi-disant proche de O(1). Parce qu'il y a des conflits/duplications de clés, lorsque la base de données les recherche, s'il y a beaucoup de données avec des conflits de clés, elle doit quand même continuer à chercher à tour de rôle. Il en va de même pour b-tree en ce qui concerne la sélection des clés.
Une erreur que commettent souvent la plupart des développeurs est d'indexer des clés qui n'ont aucune distinction. Par exemple : de nombreuses collections n'ont que des catégories centralisées de documents de type/statut comptant des centaines de milliers ou plus. Généralement, ce type d'index n'est pas utile.
Une collection de prêts est créée ici. Simplifié pour n'avoir que 100 éléments de données. Cette table de prêt a _id, userId, status (statut du prêt), montant (montant
db.loans.count()100
db.loans.find({ "userId" : "59e022d33f239800129c61c7", "status" : "repayed", }).explain() { "queryPlanner" : { "plannerVersion" : 1, "namespace" : "cashLoan.loans", "indexFilterSet" : false, "parsedQuery" : { "$and" : [ { "status" : { "$eq" : "repayed" } }, { "userId" : { "$eq" : "59e022d33f239800129c61c7" } } ] }, "queryHash" : "15D5A9A1", "planCacheKey" : "15D5A9A1", "winningPlan" : { "stage" : "COLLSCAN", "filter" : { "$and" : [ { "status" : { "$eq" : "repayed" } }, { "userId" : { "$eq" : "59e022d33f239800129c61c7" } } ] }, "direction" : "forward" }, "rejectedPlans" : [ ] }, "serverInfo" : { "host" : "RMBAP", "port" : 27017, "version" : "4.1.11", "gitVersion" : "1b8a9f5dc5c3314042b55e7415a2a25045b32a94" }, "ok" : 1 }
étape 1 Créez d'abord {userId:1, status:1}
db.loans.createIndex({userId:1, status:1}) { "createdCollectionAutomatically" : false, "numIndexesBefore" : 1, "numIndexesAfter" : 2, "ok" : 1 }
étape 2 : Créez un index utilisateur typique
db.loans.find({ "userId" : "59e022d33f239800129c61c7", "status" : "repayed", }).explain() { "queryPlanner" : { "plannerVersion" : 1, "namespace" : "cashLoan.loans", "indexFilterSet" : false, "parsedQuery" : { "$and" : [ { "status" : { "$eq" : "repayed" } }, { "userId" : { "$eq" : "59e022d33f239800129c61c7" } } ] }, "queryHash" : "15D5A9A1", "planCacheKey" : "BB87F2BA", "winningPlan" : { "stage" : "FETCH", "inputStage" : { "stage" : "IXSCAN", "keyPattern" : { "userId" : 1, "status" : 1 }, "indexName" : "userId_1_status_1", "isMultiKey" : false, "multiKeyPaths" : { "userId" : [ ], "status" : [ ] }, "isUnique" : false, "isSparse" : false, "isPartial" : false, "indexVersion" : 2, "direction" : "forward", "indexBounds" : { "userId" : [ "["59e022d33f239800129c61c7", "59e022d33f239800129c61c7"]" ], "status" : [ "["repayed", "repayed"]" ] } } }, "rejectedPlans" : [ ] }, "serverInfo" : { "host" : "RMBAP", "port" : 27017, "version" : "4.1.11", "gitVersion" : "1b8a9f5dc5c3314042b55e7415a2a25045b32a94" }, "ok" : 1 }
db.loans.createIndex({userId:1}) { "createdCollectionAutomatically" : false, "numIndexesBefore" : 2, "numIndexesAfter" : 3, "ok" : 1 }
db.loans.find({ "userId" : "59e022d33f239800129c61c7", "status" : "repayed", }).explain() { "queryPlanner" : { "plannerVersion" : 1, "namespace" : "cashLoan.loans", "indexFilterSet" : false, "parsedQuery" : { "$and" : [ { "status" : { "$eq" : "repayed" } }, { "userId" : { "$eq" : "59e022d33f239800129c61c7" } } ] }, "queryHash" : "15D5A9A1", "planCacheKey" : "1B1A4861", "winningPlan" : { "stage" : "FETCH", "inputStage" : { "stage" : "IXSCAN", "keyPattern" : { "userId" : 1, "status" : 1 }, "indexName" : "userId_1_status_1", "isMultiKey" : false, "multiKeyPaths" : { "userId" : [ ], "status" : [ ] }, "isUnique" : false, "isSparse" : false, "isPartial" : false, "indexVersion" : 2, "direction" : "forward", "indexBounds" : { "userId" : [ "[\"59e022d33f239800129c61c7\", \"59e022d33f239800129c61c7\"]" ], "status" : [ "[\"repayed\", \"repayed\"]" ] } } }, "rejectedPlans" : [ { "stage" : "FETCH", "filter" : { "status" : { "$eq" : "repayed" } }, "inputStage" : { "stage" : "IXSCAN", "keyPattern" : { "userId" : 1 }, "indexName" : "userId_1", "isMultiKey" : false, "multiKeyPaths" : { "userId" : [ ] }, "isUnique" : false, "isSparse" : false, "isPartial" : false, "indexVersion" : 2, "direction" : "forward", "indexBounds" : { "userId" : [ "["59e022d33f239800129c61c7", "59e022d33f239800129c61c7"]" ] } } } ] }, "serverInfo" : { "host" : "RMBAP", "port" : 27017, "version" : "4.1.11", "gitVersion" : "1b8a9f5dc5c3314042b55e7415a2a25045b32a94" }, "ok" : 1 }
Partie intéressante : le statut n'atteint pas l'index, analyse complète de la tableL'étape suivante consiste à ajouter un tri :
db.loans.find({ "userId" : "59e022d33f239800129c61c7" }).explain() { "queryPlanner" : { "plannerVersion" : 1, "namespace" : "cashLoan.loans", "indexFilterSet" : false, "parsedQuery" : { "userId" : { "$eq" : "59e022d33f239800129c61c7" } }, "queryHash" : "B1777DBA", "planCacheKey" : "1F09D68E", "winningPlan" : { "stage" : "FETCH", "inputStage" : { "stage" : "IXSCAN", "keyPattern" : { "userId" : 1 }, "indexName" : "userId_1", "isMultiKey" : false, "multiKeyPaths" : { "userId" : [ ] }, "isUnique" : false, "isSparse" : false, "isPartial" : false, "indexVersion" : 2, "direction" : "forward", "indexBounds" : { "userId" : [ "["59e022d33f239800129c61c7", "59e022d33f239800129c61c7"]" ] } } }, "rejectedPlans" : [ { "stage" : "FETCH", "inputStage" : { "stage" : "IXSCAN", "keyPattern" : { "userId" : 1, "status" : 1 }, "indexName" : "userId_1_status_1", "isMultiKey" : false, "multiKeyPaths" : { "userId" : [ ], "status" : [ ] }, "isUnique" : false, "isSparse" : false, "isPartial" : false, "indexVersion" : 2, "direction" : "forward", "indexBounds" : { "userId" : [ "["59e022d33f239800129c61c7", "59e022d33f239800129c61c7"]" ], "status" : [ "[MinKey, MaxKey]" ] } } } ] }, "serverInfo" : { "host" : "RMBAP", "port" : 27017, "version" : "4.1.11", "gitVersion" : "1b8a9f5dc5c3314042b55e7415a2a25045b32a94" }, "ok" : 1 }
Partie intéressante : le statut n'atteint pas l'index
db.loans.find({ "status" : "repayed" }).explain() { "queryPlanner" : { "plannerVersion" : 1, "namespace" : "cashLoan.loans", "indexFilterSet" : false, "parsedQuery" : { "status" : { "$eq" : "repayed" } }, "queryHash" : "E6304EB6", "planCacheKey" : "7A94191B", "winningPlan" : { "stage" : "COLLSCAN", "filter" : { "status" : { "$eq" : "repayed" } }, "direction" : "forward" }, "rejectedPlans" : [ ] }, "serverInfo" : { "host" : "RMBAP", "port" : 27017, "version" : "4.1.11", "gitVersion" : "1b8a9f5dc5c3314042b55e7415a2a25045b32a94" }, "ok" : 1 }
La partie intéressante revient, nous supprimons l'index {userId:1}
db.loans.find({ "userId" : "59e022d33f239800129c61c7" }).sort({status:1}).explain() { "queryPlanner" : { "plannerVersion" : 1, "namespace" : "cashLoan.loans", "indexFilterSet" : false, "parsedQuery" : { "userId" : { "$eq" : "59e022d33f239800129c61c7" } }, "queryHash" : "F5ABB1AA", "planCacheKey" : "764CBAA8", "winningPlan" : { "stage" : "FETCH", "inputStage" : { "stage" : "IXSCAN", "keyPattern" : { "userId" : 1, "status" : 1 }, "indexName" : "userId_1_status_1", "isMultiKey" : false, "multiKeyPaths" : { "userId" : [ ], "status" : [ ] }, "isUnique" : false, "isSparse" : false, "isPartial" : false, "indexVersion" : 2, "direction" : "forward", "indexBounds" : { "userId" : [ "["59e022d33f239800129c61c7", "59e022d33f239800129c61c7"]" ], "status" : [ "[MinKey, MaxKey]" ] } } }, "rejectedPlans" : [ { "stage" : "SORT", "sortPattern" : { "status" : 1 }, "inputStage" : { "stage" : "SORT_KEY_GENERATOR", "inputStage" : { "stage" : "FETCH", "inputStage" : { "stage" : "IXSCAN", "keyPattern" : { "userId" : 1 }, "indexName" : "userId_1", "isMultiKey" : false, "multiKeyPaths" : { "userId" : [ ] }, "isUnique" : false, "isSparse" : false, "isPartial" : false, "indexVersion" : 2, "direction" : "forward", "indexBounds" : { "userId" : [ "["59e022d33f239800129c61c7", "59e022d33f239800129c61c7"]" ] } } } } } ] }, "serverInfo" : { "host" : "RMBAP", "port" : 27017, "version" : "4.1.11", "gitVersion" : "1b8a9f5dc5c3314042b55e7415a2a25045b32a94" }, "ok" : 1 }
db.loans.find({ "status" : "repayed","userId" : "59e022d33f239800129c61c7", }).explain() { "queryPlanner" : { "plannerVersion" : 1, "namespace" : "cashLoan.loans", "indexFilterSet" : false, "parsedQuery" : { "$and" : [ { "status" : { "$eq" : "repayed" } }, { "userId" : { "$eq" : "59e022d33f239800129c61c7" } } ] }, "queryHash" : "15D5A9A1", "planCacheKey" : "1B1A4861", "winningPlan" : { "stage" : "FETCH", "inputStage" : { "stage" : "IXSCAN", "keyPattern" : { "userId" : 1, "status" : 1 }, "indexName" : "userId_1_status_1", "isMultiKey" : false, "multiKeyPaths" : { "userId" : [ ], "status" : [ ] }, "isUnique" : false, "isSparse" : false, "isPartial" : false, "indexVersion" : 2, "direction" : "forward", "indexBounds" : { "userId" : [ "[\"59e022d33f239800129c61c7\", \"59e022d33f239800129c61c7\"]" ], "status" : [ "[\"repayed\", \"repayed\"]" ] } } }, "rejectedPlans" : [ { "stage" : "FETCH", "filter" : { "status" : { "$eq" : "repayed" } }, "inputStage" : { "stage" : "IXSCAN", "keyPattern" : { "userId" : 1 }, "indexName" : "userId_1", "isMultiKey" : false, "multiKeyPaths" : { "userId" : [ ] }, "isUnique" : false, "isSparse" : false, "isPartial" : false, "indexVersion" : 2, "direction" : "forward", "indexBounds" : { "userId" : [ "["59e022d33f239800129c61c7", "59e022d33f239800129c61c7"]" ] } } } ] }, "serverInfo" : { "host" : "RMBAP", "port" : 27017, "version" : "4.1.11", "gitVersion" : "1b8a9f5dc5c3314042b55e7415a2a25045b32a94" }, "ok" : 1 }
db.loans.dropIndex({"userId":1}) { "nIndexesWas" : 3, "ok" : 1 } db.loans.find({"userId" : "59e022d33f239800129c61c7", }).explain() { "queryPlanner" : { "plannerVersion" : 1, "namespace" : "cashLoan.loans", "indexFilterSet" : false, "parsedQuery" : { "userId" : { "$eq" : "59e022d33f239800129c61c7" } }, "queryHash" : "B1777DBA", "planCacheKey" : "5776AB9C", "winningPlan" : { "stage" : "FETCH", "inputStage" : { "stage" : "IXSCAN", "keyPattern" : { "userId" : 1, "status" : 1 }, "indexName" : "userId_1_status_1", "isMultiKey" : false, "multiKeyPaths" : { "userId" : [ ], "status" : [ ] }, "isUnique" : false, "isSparse" : false, "isPartial" : false, "indexVersion" : 2, "direction" : "forward", "indexBounds" : { "userId" : [ "["59e022d33f239800129c61c7", "59e022d33f239800129c61c7"]" ], "status" : [ "[MinKey, MaxKey]" ] } } }, "rejectedPlans" : [ ] }, "serverInfo" : { "host" : "RMBAP", "port" : 27017, "version" : "4.1.11", "gitVersion" : "1b8a9f5dc5c3314042b55e7415a2a25045b32a94" }, "ok" : 1 }
db.loans.find({ "status" : "repayed" }).explain() { "queryPlanner" : { "plannerVersion" : 1, "namespace" : "cashLoan.loans", "indexFilterSet" : false, "parsedQuery" : { "status" : { "$eq" : "repayed" } }, "queryHash" : "E6304EB6", "planCacheKey" : "7A94191B", "winningPlan" : { "stage" : "COLLSCAN", "filter" : { "status" : { "$eq" : "repayed" } }, "direction" : "forward" }, "rejectedPlans" : [ ] }, "serverInfo" : { "host" : "RMBAP", "port" : 27017, "version" : "4.1.11", "gitVersion" : "1b8a9f5dc5c3314042b55e7415a2a25045b32a94" }, "ok" : 1 }
Jouons à nouveau et confirmons le test principal déposé :
db.loans.dropIndex("userId_1_status_1") { "nIndexesWas" : 2, "ok" : 1 }
db.loans.getIndexes() [ { "v" : 2, "key" : { "id" : 1 }, "name" : "id_", "ns" : "cashLoan.loans" } ]
db.loans.createIndex({status:1, userId:1}) { "createdCollectionAutomatically" : false, "numIndexesBefore" : 1, "numIndexesAfter" : 2, "ok" : 1 }
db.loans.getIndexes() [ { "v" : 2, "key" : { "id" : 1 }, "name" : "id_", "ns" : "cashLoan.loans" }, { "v" : 2, "key" : { "status" : 1, "userId" : 1 }, "name" : "status_1_userId_1", "ns" : "cashLoan.loans" } ]
db.loans.find({ "status" : "repayed" }).explain() { "queryPlanner" : { "plannerVersion" : 1, "namespace" : "cashLoan.loans", "indexFilterSet" : false, "parsedQuery" : { "status" : { "$eq" : "repayed" } }, "queryHash" : "E6304EB6", "planCacheKey" : "7A94191B", "winningPlan" : { "stage" : "FETCH", "inputStage" : { "stage" : "IXSCAN", "keyPattern" : { "status" : 1, "userId" : 1 }, "indexName" : "status_1_userId_1", "isMultiKey" : false, "multiKeyPaths" : { "status" : [ ], "userId" : [ ] }, "isUnique" : false, "isSparse" : false, "isPartial" : false, "indexVersion" : 2, "direction" : "forward", "indexBounds" : { "status" : [ "["repayed", "repayed"]" ], "userId" : [ "[MinKey, MaxKey]" ] } } }, "rejectedPlans" : [ ] }, "serverInfo" : { "host" : "RMBAP", "port" : 27017, "version" : "4.1.11", "gitVersion" : "1b8a9f5dc5c3314042b55e7415a2a25045b32a94" }, "ok" : 1 }
db.loans.getIndexes() [ { "v" : 2, "key" : { "id" : 1 }, "name" : "id_", "ns" : "cashLoan.loans" }, { "v" : 2, "key" : { "status" : 1, "userId" : 1 }, "name" : "status_1_userId_1", "ns" : "cashLoan.loans" } ]
db.loans.find({"userId" : "59e022d33f239800129c61c7", }).explain() { "queryPlanner" : { "plannerVersion" : 1, "namespace" : "cashLoan.loans", "indexFilterSet" : false, "parsedQuery" : { "userId" : { "$eq" : "59e022d33f239800129c61c7" } }, "queryHash" : "B1777DBA", "planCacheKey" : "5776AB9C", "winningPlan" : { "stage" : "COLLSCAN", "filter" : { "userId" : { "$eq" : "59e022d33f239800129c61c7" } }, "direction" : "forward" }, "rejectedPlans" : [ ] }, "serverInfo" : { "host" : "RMBAP", "port" : 27017, "version" : "4.1.11", "gitVersion" : "1b8a9f5dc5c3314042b55e7415a2a25045b32a94" }, "ok" : 1 }
看完这个试验,明白了 {userId:1, status:1} vs {status:1,userId:1} 的差别了吗?
PS:这个case 里面其实status 区分度不高,这里只是作为实例展示。
DB 一般都有执行器优化的分析,MySQL & MongoDB 都是 用explain 来做分析。
语法上MySQL :
explain your_sql
MongoDB:
yoursql.explain()
总结典型:理想的查询是结合explain 的指标,他们通常是多个的混合:
文末,还有最开头1个问题没回答:如果我的索引改加的都加了,还不够快,怎么办?
留个悬念,之后再写一篇。
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