MongoDB hỗ trợ những chiến lược đánh index nâng cao nào?

Question

Accepted Answer

Ngoài index single-field cơ bản, MongoDB cung cấp các chiến lược đánh index nâng cao — **thứ tự compound index (quy tắc ESR)**, **covered query**, **partial/sparse index**, **TTL index**, và hơn thế — vốn ảnh hưởng mạnh mẽ đến hiệu năng truy vấn. Thành thạo chúng là then chốt để tối ưu MongoDB ở quy mô.

## Quy tắc ESR cho compound index

```text
Cho một compound index hỗ trợ một truy vấn với điều kiện Equality, Sort, và Range,
sắp xếp các field: EQUALITY → SORT → RANGE (quy tắc ESR).
```

```js
// truy vấn: status = "active" (equality), sort theo date (sort), age > 21 (range)
db.users.createIndex({ status: 1, date: 1, age: 1 });   // thứ tự E, S, R
db.users.find({ status: "active", age: { $gt: 21 } }).sort({ date: 1 });
// → index phục vụ khớp equality, đầu ra đã sắp xếp, và quét range hiệu quả
```

**Quy tắc ESR** (thứ tự field Equality, Sort, Range) xây dựng compound index phục vụ các phần filter, sort, và range của một truy vấn một cách hiệu quả — một kỹ thuật tối ưu then chốt.

## Covered query — phục vụ hoàn toàn từ index

```js
// nếu filter VÀ các field trả về của một truy vấn ĐỀU nằm trong index, không cần fetch document
db.users.createIndex({ email: 1, name: 1 });
db.users.find({ email: "ann@x.com" }, { name: 1, _id: 0 });  // COVERED
// → được trả lời hoàn toàn từ index (rất nhanh — không bao giờ chạm document)
```

Một **covered query** (tất cả field filter và projection nằm trong index) được trả lời chỉ từ index — cực kỳ nhanh, không bao giờ đọc document.

## Các loại index chuyên biệt

```text
PARTIAL  → chỉ đánh index document khớp một filter (nhỏ hơn, có mục tiêu)
  createIndex({ email: 1 }, { partialFilterExpression: { active: true } })
SPARSE   → chỉ đánh index document CÓ field (bỏ qua thiếu)
TTL      → tự xóa document sau một thời gian (session, log, dữ liệu tạm)
  createIndex({ createdAt: 1 }, { expireAfterSeconds: 3600 })
UNIQUE   → áp đặt tính duy nhất (có thể kết hợp với partial)
MULTIKEY → tự động cho field mảng (đánh index mỗi phần tử)
WILDCARD → đánh index tên field không biết/tùy ý ({ "$**": 1 })
HASHED   → cho hashed sharding / phân tán đều
```

## Phân tích và bảo trì index

```text
✓ explain("executionStats") → xác minh dùng index (IXSCAN), kiểm tra doc kiểm tra vs trả về
✓ $indexStats → tìm index KHÔNG DÙNG (xóa chúng — chúng làm chậm ghi mà không lợi ích)
✓ Atlas Performance Advisor → gợi ý index dựa trên mẫu truy vấn thực tế
✓ Cân bằng: đủ index cho đọc, không quá nhiều khiến ghi bị ảnh hưởng
```

## Tại sao điều này quan trọng

Các chiến lược đánh index nâng cao là kiến thức cấp senior giá trị để **tối ưu hiệu năng MongoDB ở quy mô**, xây dựng trên đánh index cơ bản.

Mặc dù index cơ bản giúp ích, thành thạo các chiến lược nâng cao là điều phân biệt hiệu năng MongoDB đủ dùng với xuất sắc. **Quy tắc ESR** (sắp xếp các field compound index là Equality, Sort, Range) là một kỹ thuật then chốt để xây dựng compound index phục vụ hiệu quả các điều kiện filter, sort, và range của một truy vấn cùng nhau — một tối ưu thường-áp-dụng-được không hiển nhiên nếu không biết quy tắc. **Covered query** (nơi tất cả field filter và trả về nằm trong index, nên truy vấn được trả lời chỉ từ index mà không đọc document) cung cấp tăng tốc đáng kể cho truy vấn đọc nhiều — một kỹ thuật mạnh mẽ.

Biết các **loại index chuyên biệt** — **partial** (chỉ đánh index document khớp, nhỏ hơn và có mục tiêu), **sparse** (chỉ document có field), **TTL** (dữ liệu tự hết hạn, lý tưởng cho session/log/dữ liệu tạm), **wildcard** (cho tên field không biết), **multikey** (tự động cho mảng), và **unique** — cho phép bạn chọn đúng index cho mỗi kịch bản, tối ưu lưu trữ và chi phí ghi trong khi phục vụ truy vấn. **Kỷ luật phân tích và bảo trì** (dùng `explain()` để xác minh dùng index và hiệu quả, `$indexStats` để tìm và xóa index không dùng vốn làm chậm ghi không cần thiết, và các công cụ như Atlas Performance Advisor) là thiết yếu để giữ đánh index hiệu quả theo thời gian.

Vì đánh index là đòn bẩy hiệu năng MongoDB tác động nhất, và vì các chiến lược nâng cao (thứ tự compound ESR, covered query, các loại index chuyên biệt, và bảo trì) là điều tối ưu nó ở quy mô, nên hiểu các chiến lược đánh index nâng cao là kiến thức cấp senior giá trị cho MongoDB hiệu năng cao, một chủ đề thể hiện chuyên môn tối ưu sâu sắc được kỳ vọng cho các vai trò senior và một lĩnh vực nơi các kỹ thuật như quy tắc ESR và covered query cung cấp lợi ích hiệu năng đáng kể, thực tế.