MongoDB లో indexes ఎలా పనిచేస్తాయి?

Question

Accepted Answer

**Indexes** MongoDB లో డేటాబేస్‌ను సంపూర్ణ సంग్రహణను స్కాన్ చేయకుండా డాక్యుమెంట్‌లను కనుగొనడం ద్వారా ప్రశ్నలను వేగవంతం చేస్తాయి — సంబంధిత డేటాబేస్‌ల వలె. ఇండెక్సీలు లేకుండా, ప్రశ్నలు **collection scan** (ప్రతి డాక్యుమెంట్‌ను పరిశీలించడం) చేస్తాయి; వాటితో, లుకప్‌లు వేగవంతం. MongoDB అనేక ఇండెక్స్ రకాలను సమర్థిస్తుంది.

## ఇండెక్సీలను సృష్టించడం మరియు ఉపయోగించడం

```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
```

डిఫాల్ట్ `_id` ఫీల్డ్ ఎల్లప్పుడు ఇండెక్స్ చేయబడుతుంది. మీరు తరచుగా ప్రశ్న, క్రమీకరణ లేదా ఫిల్టర్ చేసే ఫీల్డ్‌లపై ఇండెక్సీలను జోడిస్తారు.

## సమ్మిళిత ఇండెక్సీలు (బహుళ ఫీల్డ్‌లు)

```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
```

**సమ్మిళిత ఇండెక్సీలు** బహుళ ఫీల్డ్‌ల కోసం ప్రశ్నలను కవర్ చేస్తాయి, కానీ **ఫీల్డ్ క్రమం ముఖ్యమైనది** (ఇండెక్స్ దాని ఫీల్డ్‌ల యొక్క ఎడమ-అత్యంత ఉపసర్గను ఉపయోగించే ప్రశ్నలను సమర్థిస్తుంది — అర్థం చేసుకోవలసిన ముఖ్య నియమం).

## ఇండెక్స్ రకాలు

```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
```

## ట్రేడ్-ఆఫ్ (SQL లో సమానం)

```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).
```

## ఇది ఎందుకు ముఖ్యమైనది

ఇండెక్సీలు MongoDB పనితీరు కోసం అత్యంత ముఖ్యమైన విషయాలలో ఒకటి — ప్రశ్నలను వేగవంతం చేయడానికి అవి ప్రాథమిక సాధనం, మరియు సూత్రాలు సంబంధిత డేటాబేస్‌లకు సమానంగా ఉంటాయి, కాబట్టి పనితీరు కలిగిన MongoDB అనువర్తనాల కోసం వాటిని అర్థం చేసుకోవడం అవసరమైన జ్ఞానం.

ఇండెక్సీలు లేకుండా, ప్రశ్నలకు **collection scans** అవసరం (ప్రతి డాక్యుమెంట్‌ను పరిశీలించడం — సంగ్రహణలు పెరిగేకొద్దీ విపర్యయమైన నిధానమైన), ఇండెక్సీలు వేగవంతమైన లుకప్‌లను ప్రారంభిస్తాయి — తరచుగా ప్రశ్న మిల్లీసెకన్డ్‌ల నుండి సెకన్ల వరకు తీసుకోవడం మధ్య వ్యత్యాసం.

తరచుగా-ప్రశ్నించిన/క్రమీకృత/ఫిల్టర్ చేయబడిన ఫీల్డ్‌ల పై ఇండెక్సీలను సృష్టించడం ఎలాగో అర్థం చేసుకోవడం ప్రాథమికమైనది. **సమ్మిళిత ఇండెక్సీలు** (బహుళ-ఫీల్డ్ ప్రశ్నలను కవర్ చేయడం) ముఖ్యమైనవి, ముఖ్యంగా **ఫీల్డ్ క్రమం ముఖ్యమైనది** నియమం (ఇండెక్స్ దాని ఫీల్డ్‌ల యొక్క ఎడమ-అత్యంత ఉపసర్గను ఉపయోగించే ప్రశ్నలను సమర్థిస్తుంది — సమర్థవంతమైన సమ్మిళిత ఇండెక్సీలను రూపకల్పన చేయడానికి ఒక ముఖ్య భావన).

MongoDB-సంబంధిత ఇండెక్స్ రకాలను తెలుసుకోవడం విలువైనది: **బహు-కీ ఇండెక్సీలు** (శ్రేణి మూలకాలను స్వయంచాలకంగా ఇండెక్స్ చేయడం — MongoDB యొక్క శ్రేణి-భారీ డాక్యుమెంట్‌లను ఇచ్చినప్పుడు ముఖ్యమైనది), **TTL ఇండెక్సీలు** (పాతైన డాక్యుమెంట్‌లను స్వయంచాలకంగా ఎక్స్‌పిర్ చేయడం — సెషన్‌లు, లాగ్‌లు, తాత్కాలిక డేటా కోసం ఉపయోగకరమైనది), **యూనిక్ ఇండెక్సీలు** (ఏకీకరణను ఎన్‌ఫోర్స్ చేయడం), వివిధ ప్రశ్నల కోసం టెక్స్ట్ మరియు భౌగోళిక ఇండెక్సీలు, మరియు పాక్షిక/విరళ ఇండెక్సీలు.

**ట్రేడ్-ఆఫ్** (ఇండెక్సీలు చదవడాన్ని వేగవంతం చేస్తాయి కానీ నిల్వ తీసుకుంటాయి మరియు రాయడాన్ని నెమ్మదిస్తాయి, కాబట్టి మీరు ప్రశ్న చేసేవాటిని ఇండెక్స్ చేయండి విధిని-ఆధిక్యం లేకుండా) మరియు **`explain()`** ను ఉపయోగించి ప్రశ్నలు ఇండెక్సీలను ఉపయోగిస్తాయని ధృవీకరించడం (COLLSCAN = చెడు స్కాన్, IXSCAN = మంచి ఇండెక్స్ ఉపయోగం) ఆప్టిమైజేషన్ కోసం ముఖ్య ఆచరణాత్మక నైపుణ్యం.

క్వెరీ పనితీరు క్లిష్టమైనది మరియు సరైన ఇండెక్సింగ్ అత్యంత ప్రభావవంతమైన MongoDB ఆప్టిమైజేషన్ కాబట్టి, ఇండెక్సీలను అర్థం చేసుకోవడం — అవి ఎలా పనిచేస్తాయి, సమ్మిళిత ఇండెక్స్ ఆర్డరింగ్, MongoDB-నిర్దిష్ట రకాలు (బహు-కీ, TTL, యూనిక్), చదవడు/రాయడు ట్రేడ్-ఆఫ్, మరియు explain() తో ధృవీకరించడం — పనితీరు కలిగిన MongoDB అనువర్తనాల కోసం అవసరమైన, అధిక-విలువ జ్ఞానం మరియు అత్యంత ముఖ్యమైన MongoDB విషయాలలో ఒకటి, SQL డేటాబేస్‌లలో ఇండెక్సింగ్ యొక్క ప్రాముఖ్యతకు సమానంగా ఉంటుంది.