Index hoạt động như thế nào trong MongoDB?

Question

Accepted Answer

**Index** trong MongoDB tăng tốc truy vấn bằng cách cho phép cơ sở dữ liệu tìm document mà không quét toàn bộ collection — giống như trong cơ sở dữ liệu quan hệ. Không có index, truy vấn thực hiện một **collection scan** (kiểm tra mọi document); với index, việc tra cứu nhanh chóng. MongoDB hỗ trợ nhiều loại index.

## Tạo và sử dụng index

```js
// không có index, truy vấn này quét MỌI document (chậm trên collection lớn)
db.users.find({ email: "ann@x.com" });

// tạo một index → tra cứu nhanh
db.users.createIndex({ email: 1 });        // 1 = tăng dần (index B-tree)
db.users.find({ email: "ann@x.com" });     // giờ dùng index

db.users.getIndexes();                      // liệt kê index
```

Field `_id` mặc định luôn được đánh index. Bạn thêm index trên các field bạn truy vấn, sắp xếp, hoặc lọc thường xuyên.

## Compound index (nhiều field)

```js
// một compound index trên nhiều field — thứ tự quan trọng!
db.users.createIndex({ country: 1, age: -1 });
// hỗ trợ: { country: ? }, { country: ?, age: ? }  (tiền tố bên trái nhất)
// KHÔNG hỗ trợ: { age: ? } đơn lẻ
```

**Compound index** bao quát truy vấn trên nhiều field, nhưng **thứ tự field quan trọng** (index hỗ trợ truy vấn dùng tiền tố bên trái nhất của các field — một quy tắc then chốt cần hiểu).

## Các loại index

```text
Single field    → { field: 1 }
Compound        → { a: 1, b: -1 } (nhiều field)
Multi-key       → tự động tạo khi đánh index một field MẢNG (đánh index mỗi phần tử)
Text            → tìm kiếm text trên nội dung string
Geospatial      → 2dsphere cho truy vấn vị trí
Hashed          → cho hashed sharding
TTL             → { createdAt: 1 } với expireAfterSeconds → tự xóa doc cũ
Unique          → { email: 1 }, { unique: true } → áp đặt tính duy nhất
Partial/Sparse  → chỉ đánh index một số document
```

## Sự đánh đổi (giống SQL)

```text
✓ Index tăng tốc đọc đáng kể (collection scan → index lookup)
✗ Nhưng chúng tiêu tốn lưu trữ và LÀM CHẬM ghi (mỗi lần ghi cập nhật index)
→ Đánh index những gì bạn truy vấn thường xuyên; đừng đánh index quá mức (hại ghi). Dùng explain()
  để xác minh truy vấn dùng index (tìm COLLSCAN = xấu, IXSCAN = tốt).
```

## Tại sao điều này quan trọng

Index là một trong những chủ đề quan trọng nhất cho hiệu năng MongoDB — chúng là công cụ chính để làm truy vấn nhanh, và các nguyên tắc tương tự cơ sở dữ liệu quan hệ, nên hiểu chúng là kiến thức thiết yếu cho ứng dụng MongoDB có hiệu năng.

Không có index, truy vấn yêu cầu **collection scan** (kiểm tra mọi document — chậm thảm họa khi collection lớn lên), trong khi index cho phép tra cứu nhanh — thường là sự khác biệt giữa truy vấn mất mili giây so với giây.

Hiểu cách tạo index trên các field truy vấn/sắp xếp/lọc thường xuyên là nền tảng. **Compound index** (bao quát truy vấn nhiều field) là quan trọng, đặc biệt quy tắc rằng **thứ tự field quan trọng** (index hỗ trợ truy vấn dùng tiền tố bên trái nhất của các field — một khái niệm then chốt để thiết kế compound index hiệu quả).

Biết các loại index liên quan đến MongoDB là giá trị: **multi-key index** (tự động đánh index phần tử mảng — quan trọng xét đến document nhiều mảng của MongoDB), **TTL index** (tự hết hạn document cũ — hữu ích cho session, log, dữ liệu tạm), **unique index** (áp đặt tính duy nhất), text và geospatial index cho truy vấn chuyên biệt, và partial/sparse index.

Hiểu **sự đánh đổi** (index tăng tốc đọc nhưng tiêu tốn lưu trữ và làm chậm ghi, nên đánh index những gì bạn truy vấn mà không đánh index quá mức) và dùng **`explain()`** để xác minh truy vấn dùng index (COLLSCAN = quét xấu, IXSCAN = dùng index tốt) là kỹ năng thực tế then chốt để tối ưu.

Vì hiệu năng truy vấn là quan trọng và đánh index đúng cách là tối ưu hóa có tác động lớn nhất của MongoDB, nên hiểu index — cách chúng hoạt động, thứ tự compound index, các loại đặc thù MongoDB (multi-key, TTL, unique), sự đánh đổi đọc/ghi, và xác minh với explain() — là kiến thức thiết yếu, giá trị cao cho ứng dụng MongoDB có hiệu năng và một trong những chủ đề MongoDB quan trọng nhất, song song với tầm quan trọng của đánh index trong cơ sở dữ liệu SQL.