面试题：MongoDB索引创建基础及简单优化策略

Question

在MongoDB中，如何为集合中的一个字段创建单字段索引？创建索引时，有哪些常用的选项？并且简单阐述下在查询性能优化方面，索引的作用原理。

Answer 1

1. 为集合中的一个字段创建单字段索引： 在MongoDB的mongo shell中，可以使用createIndex方法来为集合中的一个字段创建单字段索引。例如，假设我们有一个名为users的集合，要为其中的email字段创建索引，可以这样做：

db.users.createIndex( { email: 1 } )

这里的1表示按升序创建索引，如果想按降序创建索引，则使用-1，即db.users.createIndex( { email: -1 } )。

2. 创建索引时常用的选项：

   • background：如果设置为true，则索引创建在后台进行，这样不会阻塞其他数据库操作。例如：db.users.createIndex( { email: 1 }, { background: true } )。这在生产环境中非常有用，因为不会影响正常的读写操作。
   • unique：设置为true时，确保集合中索引字段的值唯一。例如，要确保email字段的值唯一：db.users.createIndex( { email: 1 }, { unique: true } )。这可以防止插入重复的email值。
   • name：可以为索引指定一个自定义的名称。例如：db.users.createIndex( { email: 1 }, { name: "email_index" } )。如果不指定，MongoDB会根据字段名和排序方向自动生成一个名称。

3. 索引在查询性能优化方面的作用原理：

   • 索引类似于书籍的目录，它以一种有序的方式存储了字段的值以及对应文档的位置信息。当执行查询时，MongoDB首先在索引中查找满足条件的值。
   • 例如，如果查询db.users.find( { email: "[e-mail]" } )，有了email字段的索引，MongoDB可以直接定位到包含该email值的文档位置，而无需遍历整个集合。
   • 这样大大减少了需要扫描的数据量，从而提高了查询性能。特别是在大数据量的集合中，索引能够显著加快查询速度。但是需要注意的是，索引也会占用额外的存储空间，并且每次插入、更新或删除文档时，索引也需要相应更新，这会增加一定的系统开销。