Kaip veikia indeksai MongoDB?

Question

Accepted Answer

**Indeksai** MongoDB pagreitina užklausas, leidžiant duomenų bazei rasti dokumentus be visos kolekcijos peržvalgos — kaip ir reliacinėse duomenų bazėse. Be indeksų užklausos atlieka **kolekcijos peržvalgą** (tikrinu kiekvieną dokumentą); su indeksais paieškos yra greitos. MongoDB palaiko kelių rūšių indeksus.

## Indeksų kūrimas ir naudojimas

```js
// without an index, this scans EVERY document (slow on a big collection)
db.users.find({ email: "ann@x.com" });

// create an index → fast lookups
db.users.createIndex({ email: 1 });        // 1 = ascending (B-tree index)
db.users.find({ email: "ann@x.com" });     // now uses the index

db.users.getIndexes();                      // list indexes
```

Numatytasis `_id` laukas visada yra indeksuotas. Pridedate indeksus į laukus, kuriuos dažnai užklaustate, rūšiuojate arba filtruojate.

## Sudėtiniai indeksai (keli laukai)

```js
// a compound index on multiple fields — order matters!
db.users.createIndex({ country: 1, age: -1 });
// helps: { country: ? }, { country: ?, age: ? }  (leftmost prefix)
// does NOT help: { age: ? } alone
```

**Sudėtiniai indeksai** apima užklausas keliems laukams, tačiau **laukų tvarka yra svarbi** (indeksas palaiko užklausas naudojant jo laukų kairiausią prefiksą — pagrindinė taisyklė, kurią reikia suprasti).

## Indeksų rūšys

```text
Single field    → { field: 1 }
Compound        → { a: 1, b: -1 } (multiple fields)
Multi-key       → automatically created when indexing an ARRAY field (indexes each element)
Text            → text search on string content
Geospatial      → 2dsphere for location queries
Hashed          → for hashed sharding
TTL             → { createdAt: 1 } with expireAfterSeconds → auto-delete old docs
Unique          → { email: 1 }, { unique: true } → enforce uniqueness
Partial/Sparse  → index only some documents
```

## Kompromisas (toks pat kaip SQL)

```text
✓ Indexes speed up reads dramatically (collection scan → index lookup)
✗ But they consume storage and SLOW DOWN writes (each write updates indexes)
→ Index what you query frequently; don't over-index (hurts writes). Use explain()
  to verify queries use indexes (look for COLLSCAN = bad, IXSCAN = good).
```

## Kodėl tai svarbu

Indeksai yra viena iš svarbiausių MongoDB efektyvumo temų — tai pirminis įrankis užklausoms pagreitinti, o principai panašūs į reliacines duomenų bazes, todėl jų supratimas yra esminis žinios MongoDB programoms, kurios veiktų efektyviai.

Be indeksų užklausos reikalina **kolekcijos peržvalgą** (tikrinti kiekvieną dokumentą — katastrofiškai lėta augant kolekcijai), o indeksai leidžia greitai atlikti paieškos — dažnai tai yra skirtumas tarp užklausos, trunkančios milisekundes, ir sekundžių.

Suprasti, kaip sukurti indeksus į dažnai užklausiamus/rūšiuojamus/filtruojamus laukus, yra fundamentalu. **Sudėtiniai indeksai** (apimantys kelių laukų užklausas) yra svarbūs, ypač taisyklė, kad **laukų tvarka yra svarbi** (indeksas palaiko užklausas naudojant jo laukų kairiausią prefiksą — pagrindinė sąvoka efektyvių sudėtinių indeksų projektavimui).

Žinoti MongoDB svarbius indekso tipus yra naudinga: **multi-key indeksai** (automatiškai indeksuojant masyvo elementus — svarbu dėl MongoDB masyvo-intensyvių dokumentų), **TTL indeksai** (automatiškai galiojimo baigiamieji senieji dokumentai — naudingi sesijoms, žurnalams, laikintiems duomenims), **unikalūs indeksai** (keičiant unikalumą), tekstiniai ir geospacialiniai indeksai specializuotoms užklausoms, daliniai/negsti indeksai.

Suprasti **kompromisą** (indeksai pagreitina skaitymus, tačiau naudoja saugojimą ir sulėtina rašymus, taigi indeksuokite tai, ką užklausite, be per didelio indeksavimo) ir naudoti **`explain()`** norėdami patikrinti, ar užklausos naudoja indeksus (COLLSCAN = bloga peržvalga, IXSCAN = gera indekso naudojimas) — tai pagrindiniai praktiniai veiksmų optimizavimo įgūdžiai.

Kadangi užklausos efektyvumas yra svarbus, o tinkamas indeksavimas yra labiausiai paveikianti MongoDB optimizacija, indeksų supratimas — kaip jie veikia, sudėtinių indeksų tvarkymas, MongoDB specifiniai tipai (multi-key, TTL, unikalūs), skaitymo/rašymo kompromisas, ir patikrinimas su explain() — yra esminis, aukštos vertės žinios efektyviai veikiančioms MongoDB programoms ir viena iš svarbiausių MongoDB temų, atitinkanti indeksavimo svarbą SQL duomenų bazėse.