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# 高级查询与索引

# 1 初始化环境

启动 MongoDB 服务，因为 MongoDB 并不随系统一起启动，可能以下命令运行后会等一小段的时间才会启动完毕。

sudo service mongodb start
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进入 MongoDB 命令行操作界面，在命令行中敲exit可以退出。

mongo
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实验中的布尔类型的 ture 用 1 代替，false 用 0 代替。

# 2 覆盖索引查询

所有的查询字段都是索引的一部分；所有的查询返回字段在同一个索引中。

由于索引存在于 RAM 中，因而从索引中获取数据要比扫描文档更快。

范例：

创建如下 users 集合（使用前面所学的方法创建该集合）：

{
   "contact": "987654321",
   "dob": "01-01-1991",
   "gender": "M",
   "name": "Tom Benzamin",
   "user_name": "tombenzamin"
}
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在 users 中创建一个联合索引:

> db.users.ensureIndex({gender:1,user_name:1})
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该索引会覆盖下面的查询：

> db.users.find({gender:"M"},{user_name:1,_id:0})
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对于上述查询，MongoDB 不会在数据库文件中查找，而会从索引中提取数据。因为索引中不包含 _id 字段，所以 _id 在查询中会默认返回，可以在查询结果中将其排除。而 db.users.find({gender:"M"},{user_name:1}) 就不会被索引覆盖。

# 3 高级索引

创建如下 users 集合（使用前面所学的方法创建该集合）：

{
   "address": {
      "city": "chengdu",
      "province": "sichuan",
      "pincode": "123"
   },
   "tags": [
      "music",
      "cricket",
      "blogs"
   ],
   "name": "clound"
}
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索引数组字段，在数组中创建索引，需要对数组中的每个字段依次建立索引。所以在我们为数组 tags 创建索引时，会为 music、cricket、blogs 三个值建立单独的索引。

范例：

> db.users.ensureIndex({"tags":1})
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创建索引后，我们可以这样检索集合的 tags 字段：

> db.users.find({tags:"cricket"})
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为了验证我们使用了索引，可以使用 explain 命令：

> db.users.find({tags:"cricket"}).explain()
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此处输入图片的描述

# 索引子文档字段

假设我们需要通过 city、province、pincode 字段来检索文档，由于这些字段是子文档的字段，所以我们需要对子文档建立索引。

范例：

为子文档的三个字段创建索引，命令如下：

> db.users.ensureIndex({"address.city":1,"address.province":1,"address.pincode":1})
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一旦创建索引，我们可以使用子文档的字段来检索数据：

> db.users.find({"address.city":"chengdu"})
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记住查询表达式必须遵循指定的索引的顺序。所以上面创建的索引将支持以下查询：

> db.users.find({"address.city":"chengdu","address.province":"sichuan"})
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同样支持以下查询：

> db.users.find({"address.city":"chengdu","address.province":"sichuan","address.pincode":"123"})
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# 4 原子操作

所谓原子操作，就是要么执行成功，要么执行失败，执行成功完成既定任务，执行失败还原执行前的状态。

常用原子操作命令：

# 4.1 $set

用来指定一个键并更新键值，若键不存在则创建。

{ $set : { field : value } }
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# 4.2 $unset

用来删除一个键。

{ $unset : { field : 1} }
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# 4.3 $inc

$inc 可以对文档的某个值为数字型（只能为满足要求的数字）的键进行增减的操作。

{ $inc : { field : value } }
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# 4.4 $push

把 value 追加到 field 里面去，field 一定要是数组类型才行，如果 field 不存在，会新增一个数组类型加进去。

{ $push : { field : value } }
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# 4.5 $pushAll

同 $push ，只是一次可以追加多个值到一个数组字段内。

{ $pushAll : { field : value_array } }
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# 4.6 $pull

从数组 field 内删除一个等于 value 值。

{ $pull : { field : _value } }
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# 4.7 $addToSet

增加一个值到数组内，而且只有当这个值不在数组内才增加。

# 4.8 $pop

删除数组的第一个或最后一个元素。

{ $pop : { field : 1 } }
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# 4.9 $rename

修改字段名称:

{ $rename : { old_field_name : new_field_name } }
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# 4.10 $bit

位操作，integer 类型

{$bit : { field : {and : 5}}}
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# 5 查询分析

# 5.1 explain()

explain() 操作提供了查询信息，使用索引及查询统计等。有利于我们对索引的优化。接下来我们在 users 集合中创建 gender 和 user_name 的索引：

> db.users.ensureIndex({gender:1,user_name:1})
> db.users.find({gender:"M"},{user_name:1,_id:0}).explain()
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此处输入图片的描述

# 5.2 hint()

虽然 MongoDB 查询优化器一般工作的很不错，但是也可以使用 hints() 来强迫 MongoDB 使用一个指定的索引。通过这种方法在某些情形下会提升性能。

范例：

指定使用 gender 和 user_name 索引字段来查询：

> db.users.find({gender:"M"},{user_name:1,_id:0}).hint({gender:1,user_name:1})
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可以使用 explain() 函数来分析以上查询：

> db.users.find({gender:"M"},{user_name:1,_id:0}).hint({gender:1,user_name:1}).explain()
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