Mongodb文档和数组的通配符索引应用小结
<div id="navCategory"><h5 class="catalogue">目录</h5><ul class="first_class_ul"><li><a href="#_label0">概述</a></li><li><a href="#_label1">应用</a></li><ul class="second_class_ul"><li><a href="#_lab2_1_0">为文档对象建立通配符索引</a></li><li><a href="#_lab2_1_1">为数组对象添加通配符索引</a></li></ul></ul></div><p>学习mongodb，体会mongodb的每一个使用细节，欢迎阅读威赞的文章。这是威赞发布的第97篇mongodb技术文章，欢迎浏览本专栏威赞发布的其他文章。如果您认为我的文章对您有帮助或者解决您的问题，欢迎在文章下面点个赞，或者关注威赞。谢谢。威赞文章都是结合官方文档，翻译整理而来，并对每个知识点的描述都认真思考和实践，对难以理解的地方，使用简单容易理解的方式进行阐述。</p><p class="maodian"><a name="_label0"></a></p><h2>概述</h2>
<p>Mongodb的通配符索引，为灵活可变的Mongodb数据结构提供了高效的查询方法。本文结合Mongodb官方文档，详细介绍在嵌入式文档和数组上，通配符索引的结构。</p>
<p>Mongodb为嵌入式文档和数组字段建立通配符索引时，有特殊的逻辑：</p>
<ul><li>当为文档对象建立通配符索引时，Mongodb会扫描文档对象的每一个字段，将文档的每一个字段都加入到该通配符索引中。如果该字段值也是文档对象，则继续向下扫描，将该文档类型的字段添加到通配符索引。当为数组对象建立通配符索引时， Mongodb会扫描数组中的每一个元素，将每一个元素的内容添加到通配符索引。如果该元素是个数组，则将数组整体放入的通配符索引中。</li><li>当数组元素是对象时，则按照添加对象的方式，将该对象的每一个字段添加到通配符索引。</li><li>对于其他类型的字段，通配符索引保存基本的数据类型值。即非对象，非数组类型值。</li></ul>
<p>通配符索引会持续转换构建索引时遇到的嵌套文档或数组，直到遇到基本数值为止。Mongodb将基本数值和该字段的路径，都放入到通配符索引当中。</p>
<p class="maodian"><a name="_label1"></a></p><h2>应用</h2>
<p class="maodian"><a name="_lab2_1_0"></a></p><h3>为文档对象建立通配符索引</h3>
<p>构建集合users并插入数据</p>
<div class="jb51code"><pre class="brush:sql;">db.users.insertOne({
account: {
user_name: "SuperAdmin01",
contact: {
email: "xyz@example.com",
phone: "1234567890"
},
access: {
group: "admin"
}
}
})</pre></div>
<p>在account字段添加通配符索引</p>
<div class="jb51code"><pre class="brush:sql;">db.users.createIndex({"account.$**": 1})</pre></div>
<p>Mongodb在构建通配符索引时，会解析account对象的每一个字段 ，将每一个字段的值和路径放到索引中</p>
<ul><li>"account.username": "SuperAdmin01"</li><li>"account.contact.email": "xyz@example.com"</li><li>"account.contact.phone": "1234567890"</li><li>"access.group": "admin"</li></ul>
<p class="maodian"><a name="_lab2_1_1"></a></p><h3>为数组对象添加通配符索引</h3>
<p>创建fleet集合并添加数据</p>
<div class="jb51code"><pre class="brush:sql;">db.fleet.insertOne({
ship: {
coordinates: [
[ 37.786971, -122.399677 ],
[ 37.786971, -122.399677 ]
],
type: "Cargo Ship",
captains: [
{
name: "John Doe",
age: 45,
crew: [ "first mate", "engineer" ]
}
]
}
})</pre></div>
<p>为ship字段添加索引</p>
<div class="jb51code"><pre class="brush:sql;">db.fleet.createIndex({"ship.$**": 1})</pre></div>
<p>ship字段包含一个数组类型的字段coordinates, 字符类型的字段type， 数组类型的字段captains. 其中数组字段coordinates的元素也是数据，在构建通配符索引时，直接将coordinates字段的数组放入索引当中。captains是文档类型的数据，Mongodb构建通配符索引时，会进一步解析到基本元素，将基本元素放入索引当中。按照这样的规则 ，索引当中，存在下面的数据</p>
<ul><li>"ship.coordinates":,</li><li>"ship.coordinates":,</li><li>"ship.type":"Cargo Ship",</li><li>"ship.captains.name":"John Doe",</li><li>"ship.captains.age":45,</li><li>"ship.captains.crew":"first mate",</li><li>"ship.captains.crew":"first engineer"</li></ul>
<p>从上面的例子当中可以看到，在构建索引时，并没有把元素在数组中的位置也添加到索引当中。但mongdb也能够使用通配符索引，支持带有数组元素位置的查询。如</p>
<div class="jb51code"><pre class="brush:sql;">db.fleet.find({"ship.captains.0.age": {$gt: 40}})</pre></div>
<p>查看该查询的执行计划</p>
<p style="text-align:center"><img alt="" src="https://img.jbzj.com/file_images/article/202407/2024072610412821.png" /></p>
<p>但通配符索引，不支持下面的查询</p>
<div class="jb51code"><pre class="brush:sql;">db.fleet.find({
"ship.coordinates.0.1": 37.786971
})</pre></div>
<p>查看执行计划，能够看到使用全表扫描，而不是通配符索引。因为通配符索引将整个数组元素作为整体放倒索引数据中。而用户使用数组当中的一个值来查询时，Mongodb选择了全表扫描。</p>
<p style="text-align:center"><img alt="" src="https://img.jbzj.com/file_images/article/202407/2024072610412822.png" /></p>
<p>Mongodb在构建通配符索引时，不会限制文档数组类型结构的深度。但查询时，如果路径长度超过8， Mongodb会选择其他更高效的索引或全表扫描的方式。</p>
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