使用索引來排序查詢結果

使用索引來排序查詢結果

在MongoDB中，排序操作可以通過從索引中按照索引順序獲取文檔的方式來保證結果的有序性。如果查詢計劃器(planner)無法從索引中得到排序順序，那么它將需要在內存中排序結果。相比于不使用索引的排序操作，使用索引會有更好的性能。此外，如果 不使用 索引的排序操作使用了超過32M的內存，那么操作會終止。

使用單鍵索引排序

如果一個遞增或遞減索引是單鍵索引，那么在該鍵上的排序操作可以是任意方向。

例如，在集合 records 的 a 鍵上創建遞增的索引:

db.records.ensureIndex( { a: 1 } )

索引可以支持在 a 上的遞增排序：

db.records.find().sort( { a: 1 } )

索引也支持如下在 a 上的遞減排序，通過以相反的順序遍歷索引的方式：

db.records.find().sort( { a: -1 } )

在多個鍵上排序

創建 復合索引 以支持在多個鍵上排序。

您可以指定在索引的所有鍵或者部分鍵上排序。但是，排序鍵的順序必須和它們在索引中的排列順序 一致 。例如，索引 { a: 1, b: 1 } 可以支持排序 { a: 1, b: 1 } 但不支持 { b: 1, a: 1 } 排序。

此外，sort中指定的所有鍵的排序順序(例如遞增/遞減）必須和索引中的對應鍵的排序順序 完全相同, 或者 完全相反 。例如，索引 { a: 1, b: 1 } 可以支持排序 { a: 1, b: 1 } 和排序 { a: -1, b: -1 } ，但 不支持 排序 { a: -1, b: 1 } 。

排序與索引前綴

如果排序的鍵符合索引的鍵或者 前綴 ,那么MongoDB可以使用索引來排序查詢結果。復合索引的前綴是指被索引鍵的子集，由一個或多個排在最開始的鍵組成。

例如，在集合 data 上創建一個復合索引：

db.data.ensureIndex( { a:1, b: 1, c: 1, d: 1 } )

那么，該索引的前綴如下：

{ a: 1 }   
{ a: 1, b: 1 }    
{ a: 1, b: 1, c: 1 }

如下查詢和排序操作可以使用索引前綴來排序查詢結果。這些操作不需要在內存中對結果集排序。

例子      索引前綴  

db.data.find().sort( { a: 1 } )     { a: 1 }    
db.data.find().sort( { a: -1 } )     { a: 1 }    
db.data.find().sort( { a: 1, b: 1 } )     { a: 1, b: 1 }    
db.data.find().sort( { a: -1, b: -1 } )     { a: 1, b: 1 }    
db.data.find().sort( { a: 1, b: 1, c: 1 } )     { a: 1, b: 1, c: 1 }    
db.data.find( { a: { $gt: 4 } } ).sort( { a: 1, b: 1 } )     { a: 1, b: 1 }

假設有如下例子，索引的前綴鍵出現在查詢條件和排序中：

db.data.find( { a: { $gt: 4 } } ).sort( { a: 1, b: 1 } )

在這種情況下，MongoDB可以使用索引按照sort指定的順序來獲取文檔。如例子中所示，在查詢條件中的索引前綴可以和在sort中出現的前綴不一樣。

用非前綴的索引鍵排序

索引也支持使用非前綴的鍵來排序。在這種情況下，對于索引中排列在排序鍵的前面的所有鍵，查詢語句中必須包含針對它們的 相等匹配 的條件。

例如，集合 data 有如下索引：

{ a: 1, b: 1, c: 1, d: 1 }

如下操作可以使用索引來排序：

例子      索引前綴  

db.data.find( { a: 5 } ).sort( { b: 1, c: 1 } )     { a: 1 , b: 1, c: 1 }    
db.data.find( { b: 3, a: 4 } ).sort( { c: 1 } )     { a: 1, b: 1, c: 1 }    
db.data.find( { a: 5, b: { $lt: 3} } ).sort( { b: 1 } )     { a: 1, b: 1 }

如最后一個操作所示，只有索引中那些排列在排序鍵 前面 的鍵必須在查詢語句中有相等匹配條件;其他索引鍵則可以指定其他匹配條件。

如果查詢語句 沒有 對排列在排序鍵前面或者與之有所重疊的前綴鍵指定相等匹配條件，那么操作將 不會 有效使用索引。例如，如下操作指定了排序 { c: 1 } ，但是查詢語句并沒有對前綴鍵 a 和 b 指定相等匹配:

db.data.find( { a: { $gt: 2 } } ).sort( { c: 1 } )   
db.data.find( { c: 5 } ).sort( { c: 1 } )

這些操作 將不會 高效地使用索引 { a: 1, b: 1, c: 1, d: 1 } ，且可能甚至不會使用該索引來獲取文檔。