MongoDB支持复合索引，即将多个键组合到一起创建索引。该方式称为复合索引，或者也叫组合索引，该方式能够满足多键值匹配查询使用索引的情形。其次复合索引在使用的时候，也可以通过前缀法来使用索引。MongoDB中的复合索引与关系型数据库基本上一致。在关系型数据库中复合索引使用的一些原则同样适用于MongoDB。本文主要描述MongoDB复合索引。
一、复合索引相关概述
1、复合索引创建语法
db.collection.createIndex( { <field1>: <type>, <field2>: <type2>, ... } )
同创建单键(列)索引一样，索引创建时需要指定每一个键索引的顺序
多个键直接用逗号分隔
索引创建语法可以参考：http://blog.csdn.net/leshami/article/details/53541978
2、复合索引的一些特性
复合索引可以支持要求匹配多个键的查询
复合索引每一个键的顺序非常重要，这将决定该索引在查询过程中能否被使用到
复合索引支持前导(缀)列索引查询
不能够创建基于哈希索引类型的复合索引
任意复合索引字段不能超过31个二、复合索引示意图
如下图所示，在集合的userid以及score列上创建一个复合索引，其中userid为升序，score为降序 
三、复合索引示例
1、演示环境
> db.version()
3.2.10
> db.example.find({},{"_id":0})
{ "id" : 1, "ename" : "leshami", "blog" : "http://blog.csdn.net/leshami", "name" : "leshami" }
演示集合数据，可以参考：http://blog.csdn.net/leshami/article/details/52672310
//查看任意的一个文档
> db.persons.find().limit(1).pretty()
{
"_id" : ObjectId("5812cbaaa129eed14b46458d"),
"name" : "robinson.cheng",
"age" : 25,
"email" : "robinson.cheng@qq.com",
"score" : {
"c" : 89,
"m" : 96,
"e" : 87
},
"country" : "USA",
"books" : [
"JS",
"C++",
"EXTJS",
"MONGODB"
]
}2、创建复合索引
//如下示例，我们在集合persons上的name及age键上创建复合索引，且2个都为升序
> db.persons.createIndex({name:1,age:1})
{
"createdCollectionAutomatically" : false,
"numIndexesBefore" : 1,
"numIndexesAfter" : 2,
"ok" : 1
}
//在上面的示例中索引首先会按照name的值升序进行排列
//其次是age键，在name之后也按照升序排列
//下面过滤条件仅使用一个name键来查看执行计划
> db.persons.find({name:"robinson.cheng"}).explain()
{
......
"stage" : "FETCH",
"inputStage" : {
"stage" : "IXSCAN", //使用索引扫描
"keyPattern" : {
"name" : 1,
"age" : 1
},
"indexName" : "name_1_age_1",
......
"direction" : "forward",
"indexBounds" : {
"name" : [
"[\"robinson.cheng\", \"robinson.cheng\"]"
],
"age" : [
"[MinKey, MaxKey]"
.........
"ok" : 1
}
//下面过滤条件仅使用name及age键来查看执行计划
> db.persons.find({name:"robinson.cheng",age:25}).explain()
{
.........
"stage" : "FETCH",
"inputStage" : {
"stage" : "IXSCAN", //使用索引扫描
"keyPattern" : {
"name" : 1,
"age" : 1
},
"indexName" : "name_1_age_1",
.........
"direction" : "forward",
"indexBounds" : {
"name" : [
"[\"robinson.cheng\", \"robinson.cheng\"]"
],
"age" : [
"[25.0, 25.0]"
...........
"ok" : 1
}
//下面过滤条件仅使用name及age键来查看执行计划，但是将age键放在name键之前
> db.persons.find({age:25,name:"robinson.cheng"}).explain()
{
"queryPlanner" : {
.....
"winningPlan" : {
"stage" : "FETCH",
"inputStage" : {
"stage" : "IXSCAN", //使用索引扫描
"keyPattern" : {
"name" : 1,
"age" : 1
},
"indexName" : "name_1_age_1",
...........
"direction" : "forward",
"indexBounds" : {
"name" : [
"[\"robinson.cheng\", \"robinson.cheng\"]"
],
"age" : [
"[25.0, 25.0]"
........
"ok" : 1
}
//下面单独基于age键作为过滤条件进行查询
> db.persons.find({age:25}).explain()
{
................
"winningPlan" : {
"stage" : "COLLSCAN", //此处为使用集合扫描方式
"filter" : {
"age" : {
"$eq" : 25
}
},
"direction" : "forward"
},
"rejectedPlans" : [ ]
..............
"ok" : 1
}3、复合索引与排序
复合索引创建时按升序或降序来指定其排列方式。对于单键索引，其顺序并不是特别重要，因为MongoDB可以在任一方向遍历索引
对于复合索引，按何种方式排序能够决定该索引在查询中能否被使用到。
//以下内容基于前面在{name:1,age:1}键上创建的索引来考察这个复合索引在排序时被使用到的场景
//基于{name:1,age:1}的排序
> db.persons.find().sort({name:1,age:1}).explain()
{
"queryPlanner" : {
....
"winningPlan" : {
"stage" : "FETCH",
"inputStage" : {
"stage" : "IXSCAN", //索引扫描
"keyPattern" : {
"name" : 1,
"age" : 1
},
"indexName" : "name_1_age_1",
..........
"direction" : "forward",
"indexBounds" : {
"name" : [
"[MinKey, MaxKey]"
],
"age" : [
"[MinKey, MaxKey]"
....
"ok" : 1
}
//基于{name:1,age:-1}的排序
> db.persons.find().sort({name:1,age:-1}).explain()
{
"queryPlanner" : {
....
"winningPlan" : {
"stage" : "SORT",
"sortPattern" : {
"name" : 1,
"age" : -1
},
"inputStage" : {
"stage" : "SORT_KEY_GENERATOR",
"inputStage" : {
"stage" : "COLLSCAN", //集合扫描
"filter" : {
"$and" : [ ]
},
"direction" : "forward"
.........
"ok" : 1
}
//基于{name:-1,age:1}的排序
> db.persons.find().sort({name:-1,age:1}).explain()
{
"queryPlanner" : {
.........
"winningPlan" : {
"stage" : "SORT",
"sortPattern" : {
"name" : -1,
"age" : 1
},
"inputStage" : {
"stage" : "SORT_KEY_GENERATOR",
"inputStage" : {
"stage" : "COLLSCAN", //集合扫描
"filter" : {
"$and" : [ ]
},
"direction" : "forward"
.........
"ok" : 1
}
//基于{age:1,name:1}的排序
> db.persons.find().sort({age:1,name:1}).explain()
{
....
"inputStage" : {
"stage" : "SORT_KEY_GENERATOR",
"inputStage" : {
"stage" : "COLLSCAN", //集合扫描
"filter" : {
"$and" : [ ]
},
"direction" : "forward"
..........
"ok" : 1
}
//基于{age:-1,name:1}的排序
> db.persons.find().sort({age:-1,name:1}).explain()
{
..........
"inputStage" : {
"stage" : "SORT_KEY_GENERATOR",
"inputStage" : {
"stage" : "COLLSCAN", //集合扫描
"filter" : {
"$and" : [ ]
},
"direction" : "forward"
..........
"ok" : 1
}
//基于{name:-1,age:-1}的排序
> db.persons.find().sort({name:-1,age:-1}).explain()
{
.........
"inputStage" : {
"stage" : "IXSCAN", //索引扫描
"keyPattern" : {
"name" : 1,
"age" : 1
},
"indexName" : "name_1_age_1",
............
"direction" : "backward", //注意，这里的方向为向后扫描
"indexBounds" : {
"name" : [
"[MaxKey, MinKey]"
],
"age" : [
"[MaxKey, MinKey]"
......
"ok" : 1
}
通过上面的不同场景，得出如下：
排序使用到索引的情形
db.persons.find().sort({name:1,age:1})
db.persons.find().sort({name:-1,age:-1})
排序未使用到索引的情形
db.persons.find().sort({name:1,age:-1})
db.persons.find().sort({name:-1,age:1})
db.persons.find().sort({age:1,name:1})
db.persons.find().sort({age:-1,name:1})4、复合索引与索引前缀
索引前缀指的是复合索引的子集
假如存在如下索引
{ "item": 1, "location": 1, "stock": 1 }
那存在下列索引前缀
{ item: 1 }
{ item: 1, location: 1 }
在MongoDB中，下列查询过滤条件情形中，索引将会被使用到
item字段
item字段 + location字段
item字段 + location字段 + stock字段
item字段 + location字段(尽管索引被使用，但不高效)
以下过滤条件查询情形，索引将不会被使用到
location字段
stock字段
location + stock字段
5、小结
a、复合索引是基于多个键(列)上创建的索引
b、复合索引在创建的时候可以为其每个键(列)来指定排序方法
c、索引键列的排序方法影响查询在排序时候的操作，方向一致或相反的才能被匹配
d、复合索引与前缀索引通常在匹配的情形下才能被使用
