MongoDB索引Index应用之explain()方法

　　与MySQL(参考MySQL索引原理之索引分析 - 池塘里洗澡的鸭子 - 博客园 (cnblogs.com))一样，MongoDB也提供explain命令对索引进行分析。那如何使用MongoDB中的explain命令呢？下面进行实践：

　　与MySQL中explain实践(参考Explain Results — MongoDB Manual)类似循环插⼊100万条数据(使用JS)，不使⽤索引字段查询查看执⾏计划 ，然后给某个字段建⽴索引,使⽤索引字段作为查询条件再查看执⾏计划进⾏分析：

　　　　　　

　　插入200万条数据——与MySQL一样，想着MongoDB是不是也提供存储过程功能，确实提供了只是利用了JS。本以为可以参考在mongodb服务器上存储和执行 js 函数 - 存储过程 - 知乎 (zhihu.com)写存储过程insert100万条数据，但是存储过程的调用eval在MongoDB4.2以后版本就完全弃用了——官方的建议是使用事务取而代之，可以看到官网中提供的Database Command已经没有了evalDatabase Commands — MongoDB Manual，那就采取另外一种方式吧。如下：

　　为后续查询分析准备不再使用默认_id，使用自定义_id，可以参考MongoDB 自动增长 | 菜鸟教程 (runoob.com)。

　　　　　　

 　　　　　　

　　　　　　getNextSequence方法是通过db.system.js.insert直接放在system.js表中的。为什么是这个表而不是其他的呢？因为这个表是专门用来保存js函数的。如果定义完函数退出mongo实例，会发现还是无法使用函数getNextSequence。这是因为虽然定义了函数但是没有把函数引入仍然无法使用，也就是说每次重新进入mongo的实例后需要把相应的js函数重新导入一遍。通过，db.loadServerScripts();把system.js中的函数，引入到mongo实例

 　　　　　　

 　　　　　　

 　　　　　　

　　下面示范explain的使用：

　　　　

 　　从上图可知explain()可以接收不同的参数，通过设置不同参数我们可以查看更详细的查询计划，分别如下：

　　1、queryPlanner： queryPlanner是默认参数。

　　　　　　

　　2、executionStats： executionStats会返回执⾏计划的⼀些统计信息(有些版本中和allPlansExecution等同)。

　　　　　　

 　　　　　　

　　　　第⼀层， executionTimeMillis最为直观explain返回值是executionTimeMillis值，指的是这条语句的执⾏时间，这个值当然是希望越少越好。其中有3个executionTimeMillis，分别是：

　　　　　　executionStats.executionTimeMillis 该query的整体查询时间。

　　　　　　executionStats.executionStages.executionTimeMillisEstimate 该查询检索document获得数据的时间。

　　　　　　executionStats.executionStages.inputStage.executionTimeMillisEstimate 该查询扫描⽂档 index所⽤时间。

　　　　第⼆层， index与document扫描数与查询返回条⽬数 这个主要讨论3个返回项 nReturned、totalKeysExamined、 totalDocsExamined，分别代表该条查询返回的条⽬、索引扫描条⽬、⽂档扫描条⽬。 这些都是直观地影响到executionTimeMillis，我们需要扫描的越少速度越快。 对于⼀个查询，我们最理想的状态是：nReturned=totalKeysExamined=totalDocsExamined　　　　

　　　　第三层， stage状态分析 那么⼜是什么影响到了totalKeysExamined和totalDocsExamined？是stage的类型。类型列举如下：

　　　　　　COLLSCAN：全表扫描
　　　　　　IXSCAN：索引扫描
　　　　　　FETCH：根据索引去检索指定document
　　　　　　SHARD_MERGE：将各个分⽚返回数据进⾏merge
　　　　　　SORT：表明在内存中进⾏了排序
　　　　　　LIMIT：使⽤limit限制返回数
　　　　　　SKIP：使⽤skip进⾏跳过
　　　　　　IDHACK：针对_id进⾏查询
　　　　　　SHARDING_FILTER：通过mongos对分⽚数据进⾏查询
　　　　　　COUNT：利⽤db.coll.explain().count()之类进⾏count运算
　　　　　　TEXT：使⽤全⽂索引进⾏查询时候的stage返回
　　　　　　PROJECTION：限定返回字段时候stage的返回
　　　　对于普通查询，最希望看到stage的组合(查询的时候尽可能⽤上索引)：
　　　　　　Fetch+IDHACK
　　　　　　Fetch+IXSCAN
　　　　　　Limit+（Fetch+IXSCAN）
　　　　　　PROJECTION+IXSCAN
　　　　　　SHARDING_FITER+IXSCAN
　　　　不希望看到包含如下的stage：
　　　　　　COLLSCAN(全表扫描)
　　　　　　SORT(使⽤sort但是⽆index)
　　　　　　COUNT 不使⽤index进⾏count)

 　　3、allPlansExecution:allPlansExecution⽤来获取所有执⾏计划，结果参数基本与上⽂相同。其是以上两个参数的拼接。

　　explain方法展示执行计划采用树结构，如图：