面试题：MongoDB如何监控索引的使用情况

Question

在MongoDB中，描述一下如何监控索引是否被正确使用，以及有哪些命令或工具可以帮助我们实现这一监控？

Answer 1

监控索引是否被正确使用的方法

1. 查询计划分析：
   • 理解查询计划是关键。当执行一个查询时，MongoDB会生成一个查询计划，决定如何使用索引来检索数据。
   • 可以通过explain()方法查看查询计划。例如，对于集合users，查询{name: "John"}，可以这样获取查询计划：

   db.users.find({name: "John"}).explain()
   

   • 在查询计划输出中，关注winningPlan.stage字段。如果是IXSCAN，表示使用了索引；如果是COLLSCAN，则表示进行了全表扫描，索引未被使用。
2. 慢查询分析：
   • 长时间运行的查询可能表明索引未被正确使用。可以通过开启慢查询日志来记录执行时间超过特定阈值（默认为100毫秒）的查询。
   • 在配置文件（mongod.conf）中设置slowOpThresholdMs参数来调整阈值。例如，将阈值设置为500毫秒：

   operationProfiling:
     slowOpThresholdMs: 500
     mode: "slowOp"
   

   • 开启后，可以通过db.system.profile.find()查询系统配置文件集合来查看慢查询记录，分析其中的查询语句及是否正确使用了索引。

相关命令和工具

1. explain()命令：
   • 如上述示例，explain()命令用于获取查询计划。它有几种模式：
     • queryPlanner：默认模式，返回查询优化器生成的查询计划。
     • executionStats：除了查询计划，还包含查询执行的统计信息，如扫描的文档数、返回的文档数等。例如：

     db.users.find({name: "John"}).explain("executionStats")
     

     • allPlansExecution：返回所有可能的查询计划及其执行统计信息，有助于深入分析查询优化器的决策过程。
2. mongotop工具：
   • mongotop是MongoDB提供的一个命令行工具，用于监控数据库的读写操作花费的时间。
   • 它按数据库和集合显示读写操作的时间分布。例如，运行mongotop命令后，输出会类似这样：

   connected to: 127.0.0.1
   insert  query  update  delete  getmore  command   dirty  used    flushes  vsize    res    faults  locked db   idx miss %   qr|qw   ar|aw  netIn  netOut  conn    time
   0       1442   0       0       0        1501    0.0%   21.6%   0        1.5g    244m    0       admin:0.0%         0|0     0|0    338b    4.44k   1       09:38:40
   0       200    0       0       0        200     0.0%   12.5%   0        1.5g    244m    0       test:0.0%          0|0     0|0    128b    4.21k   1       09:38:40
   

   • 通过观察query列的时间，如果某个集合的查询时间较长，结合explain()分析，可判断索引使用情况。
3. mongostat工具：
   • mongostat也是MongoDB的命令行工具，用于实时监控MongoDB实例的状态。
   • 它提供了诸如插入、查询、更新、删除操作的速率，以及内存使用、连接数等信息。例如：

   connected to: 127.0.0.1
   insert  query  update  delete  getmore  command  flushes  mapped  vsize    res    faults  locked db  idx miss %  qr|qw  ar|aw  netIn  netOut  conn  set    repl       time
   0       32     0       0       0        32     0        225.0m  1.5g    244m    0       0.00%        0|0    0|0    3.43k   48.4k   1     test   PRIMARY  15:03:43
   

   • 虽然它不直接显示索引使用情况，但通过整体的操作速率等信息，结合慢查询分析，可辅助判断索引是否合理使用。