MongoDB - Hạn chế lập chỉ mục

Xin chào các pháp sư cơ sở dữ liệu tương lai! Hôm nay, chúng ta sẽ cùng lặn vào thế giới kỳ diệu của các hạn chế lập chỉ mục trong MongoDB. Bây giờ, tôi biết bạn đang nghĩ gì - "Hạn chế? Điều đó không听起来 rất thú vị!" Nhưng tin tôi đi, việc hiểu rõ các hạn chế này là rất quan trọng để trở thành một大师 của MongoDB. Vậy, hãy cùng bắt đầu cuộc phiêu lưu này nhé!

MongoDB - Indexing Limitations

Tải thêm

Khi chúng ta nói về việc lập chỉ mục trong MongoDB, nó giống như việc tạo một thư viện catalog siêu tổ chức. Nó giúp chúng ta tìm kiếm nhanh chóng, nhưng nó cũng đi kèm với một số công việc thêm. Hãy phân tích này:

什么是索引开销？

Indexing overhead đề cập đến các tài nguyên và hoạt động bổ sung cần thiết để duy trì các chỉ mục trong MongoDB. Nó giống như việc có một thư thư liên tục cập nhật catalo mỗi khi một cuốn sách mới đến hoặc rời đi.

Tại sao nó lại quan trọng?

Hoạt động ghi dữ liệu: Mỗi khi bạn chèn, cập nhật hoặc xóa một tài liệu, MongoDB cần cập nhật các chỉ mục tương ứng. Điều này có thể làm chậm các hoạt động ghi dữ liệu.
Dung lượng lưu trữ: Các chỉ mục chiếm thêm dung lượng đĩa, điều này có thể nhanh chóng tích lũy cho các bộ sưu tập lớn.
Sử dụng bộ nhớ: Các chỉ mục được giữ trong RAM để truy cập nhanh hơn, điều này có nghĩa là ít bộ nhớ hơn cho các hoạt động khác.

Hãy xem một ví dụ đơn giản:

db.books.createIndex({ title: 1 })
db.books.insert({ title: "MongoDB for Beginners", author: "Jane Doe" })

Trong ví dụ này, MongoDB không chỉ chèn tài liệu mà còn cập nhật chỉ mục trên trường "title". Khi bộ sưu tập của bạn phát triển, overhead này trở nên rõ ràng hơn.

Sử dụng bộ nhớ RAM

Bây giờ, hãy nói về việc sử dụng RAM. Hãy tưởng tượng RAM như một bàn lớn nơi MongoDB thực hiện tất cả các công việc của mình. Càng nhiều chỉ mục bạn có, càng ít không gian trên bàn này cho các nhiệm vụ khác.

Tại sao sử dụng RAM lại quan trọng?

Hiệu suất: MongoDB cố gắng giữ các chỉ mục trong RAM để truy vấn nhanh hơn. Nếu các chỉ mục không vừa vào RAM, hiệu suất có thể suy giảm显著.
Quản lý tài nguyên: Sử dụng quá nhiều RAM bởi các chỉ mục có thể để lại ít bộ nhớ hơn cho các hoạt động cơ sở dữ liệu khác hoặc các ứng dụng trên cùng một máy chủ.

Dưới đây là bảng tiện ích cho thấy các loại chỉ mục khác nhau ảnh hưởng như thế nào đến việc sử dụng RAM:

Loại Chỉ mục	Sử dụng RAM
Single Field	Trung bình
Hợp chất	Cao hơn
Văn bản	Cao
Địa lý	Rất cao

Để kiểm tra kích thước của các chỉ mục của bạn, bạn có thể sử dụng lệnh này:

db.collection.stats().indexSizes

Nhớ rằng, tất cả là về sự cân bằng. Bạn muốn có đủ các chỉ mục để tăng tốc các truy vấn của mình, nhưng không quá nhiều đến mức bạn chiếm hết RAM!

Hạn chế Truy vấn

Được rồi, bây giờ chúng ta đã đến phần thú vị - hạn chế truy vấn. Ngay cả với các chỉ mục, có một số điều MongoDB không thể làm rất hiệu quả.

Bộ lọc không bình đẳng trên nhiều trường

MongoDB có thể sử dụng một chỉ mục hiệu quả cho các bộ lọc không bình đẳng (như $gt, $lt, v.v.) trên chỉ một trường trong một truy vấn. Ví dụ:

// Truy vấn này có thể sử dụng chỉ mục hiệu quả
db.products.find({ price: { $gt: 100 }, category: "electronics" })

// Truy vấn này có thể không sử dụng chỉ mục hiệu quả
db.products.find({ price: { $gt: 100 }, quantity: { $lt: 20 } })

Trong truy vấn thứ hai, MongoDB có thể phải chọn giữa việc sử dụng chỉ mục trên price hoặc quantity, nhưng không cả hai cùng một lúc cho các truy vấn trong khoảng.

Operators Negation

Các truy vấn sử dụng các toán tử phủ định như $ne, $not, và $nin thường không thể sử dụng các chỉ mục hiệu quả. Ví dụ:

// Truy vấn này có thể không sử dụng chỉ mục hiệu quả
db.users.find({ age: { $ne: 30 } })

MongoDB sẽ cần quét tất cả các tài liệu không khớp với điều kiện, điều này có thể chậm cho các bộ sưu tập lớn.

Giới hạn Kích thước Chìa khóa Index

Bây giờ, hãy nói về vấn đề kích thước - giới hạn kích thước chìa khóa chỉ mục, nghĩa là! MongoDB có một số hạn chế về kích thước của các chìa khóa chỉ mục.

Kích thước chìa khóa chỉ mục tối đa

Kích thước tối đa cho một chìa khóa chỉ mục trong MongoDB là 1024 byte. Điều này có thể看起来 như một con số lớn, nhưng nó có thể là một hạn chế cho các chỉ mục hợp chất hoặc khi lập chỉ mục các trường văn bản lớn.

Ví dụ, nếu bạn cố gắng tạo một chỉ mục trên một trường thường xuyên vượt quá giới hạn này:

db.posts.createIndex({ "longTextField": 1 })

Bạn có thể gặp lỗi hoặc có tài liệu không thể được lập chỉ mục.

Chèn tài liệu vượt quá giới hạn kích thước chìa khóa Index

Điều gì xảy ra khi bạn cố gắng chèn một tài liệu với một trường được lập chỉ mục vượt quá giới hạn 1024 byte? Hãy cùng tìm hiểu!

Behavior During Insertion

Khi bạn cố gắng chèn một tài liệu tạo ra một chìa khóa chỉ mục lớn hơn 1024 byte, MongoDB sẽ vẫn chèn tài liệu, nhưng nó sẽ không tạo mục nhập chỉ mục cho nó.

Dưới đây là một ví dụ:

db.collection.createIndex({ "description": 1 })
db.collection.insert({ "description": "This is a very, very long description..." }) // Hãy tưởng tượng này là >1024 byte

Tài liệu sẽ được chèn, nhưng nó sẽ không được bao gồm trong chỉ mục trên trường "description". Điều này có nghĩa là các truy vấn sử dụng chỉ mục này có thể không tìm thấy tài liệu này!

Hệ quả

Kết quả truy vấn không đầy đủ: Các truy vấn sử dụng chỉ mục có thể bỏ qua các tài liệu với chìa khóa chỉ mục quá lớn.
Hành vi không mong muốn: Ứng dụng của bạn có thể giả định rằng tất cả các tài liệu đều được lập chỉ mục, dẫn đến lỗi.
Vấn đề hiệu suất: Đối với các tài liệu không trong chỉ mục, MongoDB sẽ quay lại quét bộ sưu tập, điều này có thể chậm hơn.

Giới hạn Mức độ

Cuối cùng, hãy nói về giới hạn mức độ trong lập chỉ mục MongoDB.

什么是最大范围？

Trong MongoDB, một "range" thường đề cập đến một khoảng giá trị trong một truy vấn, như tìm tất cả các sản phẩm với giá介于 $10 và $50. Giới hạn "maximum ranges" đề cập đến số lượng các khoảng này MongoDB có thể sử dụng hiệu quả trong một truy vấn duy nhất.

Giới hạn Multi-Range

MongoDB có thể sử dụng tối đa một điều kiện khoảng trong một truy vấn khi sử dụng các chỉ mục. Các điều kiện khoảng bổ sung có thể không sử dụng các chỉ mục một cách hiệu quả.

Hãy xem một ví dụ:

// Truy vấn này có thể sử dụng chỉ mục hiệu quả
db.products.find({ price: { $gte: 10, $lte: 50 }, category: "electronics" })

// Truy vấn này có thể không sử dụng chỉ mục hiệu quả
db.products.find({
price: { $gte: 10, $lte: 50 },
rating: { $gte: 4, $lte: 5 },
category: "electronics"
})

Trong truy vấn thứ hai, MongoDB có thể phải chọn giữa việc sử dụng chỉ mục cho khoảng giá hoặc khoảng xếp hạng, nhưng không cả hai cùng một lúc.

Giải pháp tình huống

Để vượt qua hạn chế này, bạn có thể:

Sử dụng $or để chia truy vấn thành nhiều phần, mỗi phần sử dụng một chỉ mục khác nhau.
Redesign schema để kết hợp các trường liên quan.
Sử dụng các chỉ mục hợp chất một cách chiến lược.

Ví dụ:

db.products.find({
$or: [
{ price: { $gte: 10, $lte: 50 } },
{ rating: { $gte: 4, $lte: 5 } }
],
category: "electronics"
})

Cấu trúc truy vấn này cho phép MongoDB sử dụng các chỉ mục riêng biệt cho mỗi phần của điều kiện $or.

Và đó là tất cả, các bạn! Chúng ta đã cùng nhau hành trình qua thế giới của các hạn chế lập chỉ mục trong MongoDB. Nhớ rằng, những hạn chế này không phải là rào cản, mà là các chỉ dẫn dẫn chúng ta đến việc xây dựng các cơ sở dữ liệu hiệu quả và mở rộng hơn. Hãy tiếp tục thử nghiệm, học hỏi và quan trọng nhất, hãy lập chỉ mục một cách khôn ngoan!

Credits: Image by storyset

Hướng Dẫn Trước:

MongoDB - Lập chỉ mục Nâng cao

Hướng Dẫn Tiếp Theo:

MongoDB - ObjectId