4. mongodb 索引

本文介绍了MongoDB的索引原理,包括单字段索引、复合索引、多key索引和其他特殊类型的索引如哈希索引、地理位置索引和文本索引。还讨论了索引的额外属性,如唯一索引、TTL索引和部分索引,并提供了创建和使用索引的技巧。

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mongodb 索引原理

什么是索引

索引就是将文档按某个(或某些字段)顺序组织起来,以达到根据该字段高效查询的目的。

为什么要使用索引

索引索引的好处:

  • 高效查询,降低服务器开销
  • 更新/删除操作时,能够快速定位文档
  • 快速排序

mongodb 索引类型

单字段索引

db.user.ensureIndex({"age": 1})

对于单字段索引来说,索引的顺序(正序或倒序)是一样的。

复合索引

db.user.ensureIndex({"name":1, "age": -1})

建立原则:

  • 取值范围较多的字段,在建立索引时放在前面

复合索引中字段的升序或降序,影响排序是否能使用索引。
在此例中,以下方式的排序会用到索引:

sort({"name":1, "age":-1})
sort({"name":-1, "age":1})

以下排序不会用到索引:

sort({"name":1, "age":1})
sort({"name":-1, "age":-1}) 
// 可通过建立 {"name":1, "age": 1}{"name":-1, "age":-1} 索引来让这种排序能使用到索引

多 key 索引

当索引字段为数组时,创建出来的索引为多 key 索引。

其他类型索引

  • 哈希索引(Hashed Index):是指按照某个字段的hash值来建立索引,目前主要用于MongoDB Sharded Cluster的Hash分片,hash索引只能满足字段完全匹配的查询,不能满足范围查询等。
  • 地理位置索引(Geospatial Index):能很好的解决O2O的应用场景,比如『查找附近的美食』、『查找某个区域内的车站』等。
  • 文本索引(Text Index):能解决快速文本查找的需求,比如有一个博客文章集合,需要根据博客的内容来快速查找,则可以针对博客内容建立文本索引。

索引的额外属性

  • 唯一索引 (unique index):保证索引对应的字段不会出现相同的值,比如_id索引就是唯一索引
  • TTL 索引:可以针对某个时间字段,指定文档的过期时间(经过指定时间后过期 或 在某个时间点过期)
  • 部分索引 (partial index):只针对符合某个特定条件的文档建立索引,3.2版本才支持该特性
  • 稀疏索引(sparse index):只针对存在索引字段的文档建立索引,可看做是部分索引的一种特殊情况

Tips:

  • 建索引要在后台运行:在对一个集合创建索引时,该集合所在的数据库将不接受其他读写操作。对数据量的集合建索引,建议使用后台运行选项 {background: true}
  • 建立索引时,范围筛选可以尝试放在排序字段之后
  • $exists$not$ne$nin 等操作符比较低效,很可能会导致全表扫描,应尽量避免
  • 单字段查询,in 的效率要比 or
  • mongodb 在一次查询中只能使用一个索引,但 or 查询是个例外,or 可以对每个子句都使用索引,因为 or 查询实际上是将两次查询的结果合并,然后去除重复的文档
  • explain(‘executionStats’) 后要注意使用的索引,以及优化nReturned, totalKeysExamined, totalDocsExamined 这 3 个字段的内容

Ref

<think>好的,我现在需要帮助用户解决为什么在他们的依赖树中有MongoDB驱动程的依赖,但在代码中无法导入`com.mongodb.client.model.changestream.ChangeStreamOptions`,而只能导入Spring的`ChangeStreamOptions`。首先,我得理解用户的问题背景。 用户的依赖树显示他们在使用`spring-boot-starter-data-mongodb`,这个starter应该会引入Spring Data MongoDB的相关依赖,包括底层的MongoDB Java驱动。根据用户提供的依赖树,`org.mongodb:mongodb-driver-sync:4.6.1`被确引入,这个驱动应该包含`com.mongodb.client.model.changestream`包中的类,比如`ChangeStreamOptions`。 但是用户提到他们只能导入`org.springframework.data.mongodb.core.ChangeStreamOptions`,而无法找到MongoDB原生的`ChangeStreamOptions`。这说明用户可能在代码中引用了错误的类,或者依赖版本存在问题。 首先,我需要检查MongoDB驱动版本是否包含所需的类。用户使用的是`mongodb-driver-sync:4.6.1`,我需要确认这个版本中是否存在`ChangeStreamOptions`类。查阅MongoDB Java驱动的文档,发现在4.x版本中,`ChangeStreamOptions`可能已经被引入,或者可能存在于不同的包路径中。或者可能在某个子版本中被添加或移除。 另外,考虑Spring Data MongoDB的版本是否与MongoDB驱动版本兼容。用户使用的是Spring Boot 2.7.12,对应的Spring Data MongoDB版本可能封装了特定版本的驱动,并且可能对原生的类进行了封装或提供了自己的替代类。例如,Spring可能提供了自己的`ChangeStreamOptions`来简化使用,导致用户误以为原生的类不存在。 另一个可能性是,用户没有确导入包路径。需要确认`com.mongodb.client.model.changestream.ChangeStreamOptions`确实存在于依赖的驱动中。可能用户查看的文档或示例使用的是不同版本的驱动,导致类路径不同。 还可能存在依赖冲突,虽然用户的依赖树中没有显示版本冲突,但需要确认是否其他依赖覆盖了MongoDB驱动的版本,导致实际使用的版本与预期不符。例如,Spring Boot的依赖管理可能强制指定了驱动版本,而用户显式引入的版本被覆盖,但用户提供的依赖树显示使用的是4.6.1,所以这个可能性较低。 接下来,我需要验证用户的驱动版本中的类是否存在。例如,检查MongoDB Java驱动4.6.1的API文档或源代码,确认`ChangeStreamOptions`是否存在。如果确实存在,那么可能是用户代码中的导入路径错误,或者IDE没有索引依赖。如果不存在,可能是驱动版本过旧,需要升级到包含该类的版本。 另外,用户可能混淆了同步驱动和反应式驱动。`mongodb-driver-sync`是同步驱动,而如果`ChangeStreamOptions`在反应式驱动中,可能需要引入不同的依赖,但根据类路径来看,应该属于同步驱动的一部分。 还可能,用户的项目中虽然依赖了驱动,但由于某些作用域(如testRuntime)导致编译时不可见,但根据依赖树中的`runtimeClasspath`配置,应该是在运行时可用,但编译时可能需要调整配置。 总结可能的原因: 1. MongoDB驱动版本4.6.1中不存在`ChangeStreamOptions`类,需要升级驱动版本。 2. 类路径导入错误,用户可能应该使用Spring封装的类而非原生驱动类。 3. 依赖冲突导致实际使用的驱动版本不确。 4. IDE未索引依赖,需要刷新Gradle项目或重新导入依赖。 接下来,我需要指导用户如何验证这些可能性。首先检查驱动版本中的类是否存在,可以通过查看官方文档或直接解压jar包查看。然后确认代码中的导入是否确,或者是否需要使用Spring提供的类。如果驱动版本过旧,建议升级到包含所需类的版本。同时,检查Gradle依赖配置,确保驱动依赖确引入,并且没有被覆盖。</think>--- ### 问题分析:为什么无法导入 MongoDB 原生的 `ChangeStreamOptions`? 从你的依赖树可以看出,项目使用的是 **Spring Boot 2.7.12** 和 **MongoDB 同步驱动 4.6.1**。问题核心在于: 1. **Spring Data MongoDB 对原生驱动的封装** 2. **MongoDB 驱动版本与类的兼容性** --- ### **原因 1:Spring Data 的封装** Spring Data MongoDBMongoDB 原生的 API 进行了封装,提供了自己的 `ChangeStreamOptions` 类(位于 `org.springframework.data.mongodb.core` 包中)。 这是 Spring 框架的常见做法——**隐藏底层驱动的直接依赖**,以提供更统一的接口和兼容性控制。 #### **示例对比** - **原生 MongoDB 驱动**(你的依赖中存在): ```java import com.mongodb.client.model.changestream.ChangeStreamOptions; ``` - **Spring Data 封装后的类**(实际可用): ```java import org.springframework.data.mongodb.core.ChangeStreamOptions; ``` --- ### **原因 2:MongoDB 驱动版本的差异** 根据 MongoDB Java 驱动的文档: - `ChangeStreamOptions` 类在 **MongoDB 驱动 4.3.0 及以上版本** 中引入([官方文档参考](https://mongodb.github.io/mongo-java-driver/4.6/apidocs/mongodb-driver-sync/com/mongodb/client/model/changestream/ChangeStreamOptions.html))。 - 你的依赖树显示使用的是 `mongodb-driver-sync:4.6.1`,理论上应包含此类。 #### **可能的问题** 1. **IDE 缓存问题**:IDE 未确加载依赖,导致代码提示缺失。 2. **依赖作用域限制**:驱动库可能仅在运行时可用,未包含在编译类路径中(但根据依赖树,`runtimeClasspath` 已包含)。 --- ### **解决方案** #### **1. 确认依赖有效性** 检查 `mongodb-driver-sync:4.6.1` 是否实际包含该类: - **命令行验证**(Unix/macOS): ```bash # 查看驱动 jar 包中的类列表 unzip -l ~/.gradle/caches/modules-2/files-2.1/org.mongodb/mongodb-driver-sync/4.6.1/*.jar | grep "ChangeStreamOptions" ``` 如果输出包含 `com/mongodb/client/model/changestream/ChangeStreamOptions.class`,则驱动无问题。 #### **2. 修复 IDE 缓存** - **IntelliJ IDEA**:点击菜单栏 **File > Invalidate Caches / Restart**。 - **VS Code**:删除项目下的 `.classpath` 和 `.project` 文件,重新导入项目。 #### **3. 直接使用原生驱动类(不推荐)** 如果需要绕过 Spring 的封装,强制使用原生类: 1. **确认依赖已确引入**(你的依赖树已满足)。 2. **检查类路径拼写**: ```java import com.mongodb.client.model.changestream.ChangeStreamOptions; ``` 3. **排除 Spring 的自动配置干扰**(谨慎操作): ```gradle // build.gradle configurations { compileClasspath { exclude group: 'org.springframework.data', module: 'spring-data-mongodb' } } ``` --- ### **版本兼容性建议** | 组件 | 推荐版本 | 说明 | |------------------------|-----------------------------------|----------------------------------------------------------------------| | Spring Boot | 2.7.x 或 3.1.x | 2.7.x 是长期支持版本,3.x 需要 JDK 17+ | | MongoDB 驱动 | 与 Spring Boot 版本匹配 | 参考 [Spring Boot 官方兼容性列表](https://spring.io/projects/spring-boot#overview) | | Spring Data MongoDB | 由 Spring Boot 自动管理 | 无需手动指定版本 | --- ### **总结** - **优先使用 Spring 封装的类**:`org.springframework.data.mongodb.core.ChangeStreamOptions` 是 Spring 推荐的方式,与框架的其他功能(如事务管理、Repository 接口)深度集成。 - **直接使用原生驱动的场景**:仅在对 MongoDB 底层特性有特殊需求时使用,需确保驱动版本与 Spring Boot 兼容。
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