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面试题:MongoDB索引性能分析之慢查询与索引优化

假设在MongoDB中有一个频繁执行但速度较慢的查询,阐述如何通过索引性能分析找出导致慢查询的索引问题,并给出优化建议。
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数据库MongoDB

知识考点

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面试题答案

一键面试

1. 通过索引性能分析找出索引问题

  1. 开启慢查询日志: 在MongoDB配置文件中,设置slowms参数来定义慢查询的时间阈值(单位为毫秒)。例如,将slowms设为100,即执行时间超过100毫秒的查询被记录为慢查询。然后重启MongoDB服务使配置生效。这样,MongoDB会将慢查询记录到日志文件中。
  2. 使用explain()方法: 对于慢查询语句,在其后面调用explain()方法。例如,假设有一个查询db.collection.find({field1: value1, field2: value2}),可执行db.collection.find({field1: value1, field2: value2}).explain()
    • 执行计划解读
      • queryPlanner部分:查看winningPlan中的stage字段。如果是COLLSCAN,表示全表扫描,可能缺少合适索引。若为IXSCAN,则表明使用了索引。
      • executionStats部分:关注nReturned(返回文档数)、executionTimeMillis(执行时间)、totalKeysExamined(检查的键数)和totalDocsExamined(检查的文档数)。若totalKeysExamined过大,可能索引选择性差;若totalDocsExamined接近集合文档总数,可能索引未生效。
      • allPlansExecution部分:比较不同执行计划的各项指标,了解是否有更优方案未被采用。
  3. 使用db.currentOp()方法: 执行db.currentOp()可查看当前正在执行的操作。通过分析其中的查询信息,结合上述explain()的分析方法,找出慢查询的索引问题。

2. 优化建议

  1. 创建合适索引: 根据explain()结果,如果发现缺少索引导致全表扫描,使用createIndex()方法创建索引。例如,对于查询db.collection.find({field1: value1, field2: value2}),若缺少索引,可执行db.collection.createIndex({field1: 1, field2: 1})。这里1表示升序索引,-1表示降序索引。复合索引的字段顺序很重要,应按照查询条件中字段的使用频率和选择性来排序。
  2. 删除无用索引: 通过分析explain()结果,若发现某些索引未被使用,使用dropIndex()方法删除。例如db.collection.dropIndex({unusedField: 1})。无用索引不仅占用空间,还会在插入、更新和删除操作时增加开销。
  3. 优化复合索引: 如果复合索引使用效率低,调整索引字段顺序。例如,若查询主要基于field1过滤,field2作为次要条件,应将field1放在复合索引的首位。同时,避免创建过度冗余的复合索引,减少索引维护成本。
  4. 定期重建索引: 随着数据的插入、更新和删除,索引可能会碎片化,影响性能。可使用reIndex()方法定期重建索引,例如db.collection.reIndex(),以提高索引的效率。但重建索引会消耗资源,应选择在系统低峰期进行。