【MongoDB】多键索引（Multikey Indexes）
本章内容：
- 创建多键索引
- 指标界限
- 唯一多键索引
- 局限性
- 例子
如果一个字段的保存值是数组，那么，为该字段创建索引时，MongoDB为数组中的每个元素创建一个索引键。这些多键索引支持对数组字段的有效查询。可以在数组上构造多键索引，数组中既可以保存标量值[1]（例如字符串，数字）也可以是嵌套文档。
[1]标量值是指既不是嵌入式文档也不是数组的值。
一、创建多键索引
要创建多键索引，请使用db.collection.createIndex（）方法：
db.coll.createIndex( { <field>: < 1 or -1 > } )如果一个索引字段是数组，MongoDB会自动创建一个多键索引；而无需显式指定多键类型。
在版本3.4中的更改：仅对于WiredTiger和In-Memory存储引擎，
从MongoDB 3.4开始，对于使用MongoDB 3.4或更高版本创建的多键索引，MongoDB会跟踪创建了多键索引的一个或多个字段。跟踪此信息使MongoDB查询引擎可以使用更严格的索引范围。
二、指标界限
如果索引是多键，则索引范围的计算需遵循特殊规则。有关多键索引范围的详细信息，请参见多键索引范围。
三、唯一多键索引
对于唯一索引，唯一性约束作用跨越了集合中的多个独立文档，而不是单个文档。
因为唯一性约束适用于单独的文档，所以对于唯一的多键索引，文档可能具有导致重复索引键值的数组元素，只要该文档的索引键值不重复另一个文档的索引键值即可。
有关更多信息，请参见跨单独文档的唯一约束。
四、局限性
1.复合多键索引
对于复合多键索引，每个索引文档最多可以有一个值是数组的索引字段，其。即：
- 如果文档的一个以上的值是组数的字段要创建索引，则无法创建复合多键索引。例如，考虑一个包含以下文档的集合：
{ _id: 1, a: [ 1, 2 ], b: [ 1, 2 ], category: "AB - both arrays" }则不能在集合上创建复合多键索引{a：1，b：1}，因为a和b字段都是数组。
- 或者，如果已经存在复合多键索引，则不能插入违反此限制的文档。
考虑一个包含以下文档的集合：
{ _id: 1, a: [1, 2], b: 1, category: "A array" }
{ _id: 2, a: 1, b: [1, 2], category: "B array" }允许使用复合多键索引{a：1，b：1}，因为对于每个文档，复合多键索引只有一个字段是一个数组。即没有文档的a和b字段值同时是数组。
但是，在创建复合多键索引之后，如果您尝试插入a和b字段均为数组的文档，则MongoDB将使插入失败。
如果字段是数组，并且数组的字段是嵌入式的，则嵌入式的字段也可以创建复合索引。例如，考虑一个包含以下文档的集合：
{ _id: 1, a: [ { x: 5, z: [ 1, 2 ] }, { z: [ 1, 2 ] } ] }
{ _id: 2, a: [ { x: 5 }, { z: 4 } ] }您可以在{“ a.x”：1，“ a.z”：1}上创建复合索引。最多只能有一个索引字段可以是数组的限制也适用。
有关示例，请参见带有嵌入式文档的索引数组。
也可以看看
2.排序
由于MongoDB 3.6中对数组字段的排序行为发生了变化，因此在对使用多键索引建立索引的数组上进行排序时，查询计划包括一个阻塞的SORT阶段。新的排序行为可能会对性能产生负面影响。
在阻塞式SORT中，必须在排序过程中使用所有输入参数，然后才能产生输出。在非阻塞或索引排序中，排序过程会扫描索引以按请求的顺序产生结果。
3.分片键
您不能将多键索引指定为分片键索引。
但是，如果分片键索引是复合索引的前缀，并且如果其他键（即不属于分片键的键）是对数组建立的索引，则允许该复合索引成为复合多键索引。复合多键索引可能会影响性能。
4.哈希索引
哈希索引不能为多键。
5.覆盖查询
多键索引不能覆盖对数组字段的查询。
但是，从3.6开始，如果索引跟踪哪个字段或哪些字段导致索引成为多键，则多键索引可以覆盖非数组字段的查询。在MongoDB 3.4或更高版本中在MMAPv1 [＃] _以外的存储引擎上创建的多键索引会跟踪此数据。
[2]从4.2版开始，MongoDB删除了不赞成使用的MMAPv1存储引擎。
6.整体查询数组字段
当查询过滤器指定整个数组的完全匹配项时，MongoDB可以使用多键索引查找查询数组的第一个元素，但不能使用多键索引扫描来查找整个数组。相反，在使用多键索引查找数组的第一个元素之后，MongoDB检索关联的文档并过滤其数组与查询中的数组匹配的文档。
例如，考虑包含以下文档的库存收集：
{ _id: 5, type: "food", item: "aaa", ratings: [ 5, 8, 9 ] }
{ _id: 6, type: "food", item: "bbb", ratings: [ 5, 9 ] }
{ _id: 7, type: "food", item: "ccc", ratings: [ 9, 5, 8 ] }
{ _id: 8, type: "food", item: "ddd", ratings: [ 9, 5 ] }
{ _id: 9, type: "food", item: "eee", ratings: [ 5, 9, 5 ] }该集合在ratings 字段上具有多键索引：
db.inventory.createIndex( { ratings: 1 } )以下查询查找评级字段为数组[5，9]的文档：
db.inventory.find( { ratings: [ 5, 9 ] } )MongoDB可以使用多键索引查找在ratings数组中具有5的文档。然后，MongoDB检索这些文档并过滤其ratings 数组等于查询数组[5、9]的文档。
7.$ expr
$ expr不支持多键索引。
五、例子
1.基本数组索引
考虑包含以下文档的survey集合：
{ _id: 1, item: "ABC", ratings: [ 2, 5, 9 ] }在字段ratings上创建索引：
db.survey.createIndex( { ratings: 1 } )
由于ratings 字段包含一个数组，因此ratings 索引是多键的。该多键索引包含以下三个索引键，每个都指向同一文档：
- 2，
- 5，
- 9。
2.带有嵌入式文档的索引数组
您可以在包含嵌套对象的数组字段上创建多键索引。
考虑具有以下格式文档的inventory集合：
{
_id: 1,
item: "abc",
stock: [
{ size: "S", color: "red", quantity: 25 },
{ size: "S", color: "blue", quantity: 10 },
{ size: "M", color: "blue", quantity: 50 }
]
}
{
_id: 2,
item: "def",
stock: [
{ size: "S", color: "blue", quantity: 20 },
{ size: "M", color: "blue", quantity: 5 },
{ size: "M", color: "black", quantity: 10 },
{ size: "L", color: "red", quantity: 2 }
]
}
{
_id: 3,
item: "ijk",
stock: [
{ size: "M", color: "blue", quantity: 15 },
{ size: "L", color: "blue", quantity: 100 },
{ size: "L", color: "red", quantity: 25 }
]
}
...以下操作在stock.size和stock.quantity字段上创建多键索引：
db.inventory.createIndex( { "stock.size": 1, "stock.quantity": 1 } )复合多键索引可以支持包含索引字段的查询，也支持仅包含索引前缀“ stock.size”的查询，如以下示例所示：
db.inventory.find( { "stock.size": "M" } )
db.inventory.find( { "stock.size": "S", "stock.quantity": { $gt: 20 } } )有关MongoDB如何组合多键索引范围的详细信息，请参阅多键索引范围。有关复合索引和前缀的行为的更多信息，请参见复合索引和前缀。
复合多键索引还可以支持排序操作，例如以下示例：
db.inventory.find( ).sort( { "stock.size": 1, "stock.quantity": 1 } )
db.inventory.find( { "stock.size": "M" } ).sort( { "stock.quantity": 1 } )有关复合索引和排序操作的行为的更多信息，请参见使用索引对查询结果进行排序。
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