Tổng quan về chỉ mục

Trang này mô tả việc lập chỉ mục cho Cloud Firestore. Theo mặc định, Cloud Firestore không tạo bất kỳ chỉ mục nào. Để cải thiện hiệu suất cơ sở dữ liệu, hãy tạo chỉ mục cho các truy vấn thường dùng nhất.

Chỉ mục có tác động lớn đến hiệu suất của cơ sở dữ liệu. Nếu có chỉ mục cho một truy vấn, thì cơ sở dữ liệu có thể trả về kết quả một cách hiệu quả bằng cách giảm lượng dữ liệu cần quét và giảm công việc cần thiết để sắp xếp kết quả. Tuy nhiên, các mục nhập chỉ mục sẽ làm tăng chi phí lưu trữ và khối lượng công việc được thực hiện trong một thao tác ghi trên các trường được lập chỉ mục.

Định nghĩa và cấu trúc chỉ mục

Một chỉ mục bao gồm:

  • mã nhận dạng bộ sưu tập
  • danh sách các trường trong tập hợp đã cho
  • thứ tự (tăng dần hoặc giảm dần) cho mỗi trường

Chỉ mục cũng có thể bật các tuỳ chọn sparse, multikey hoặc unique.

Thứ tự chỉ mục

Thứ tự và hướng sắp xếp của mỗi trường xác định duy nhất chỉ mục. Ví dụ: hai chỉ mục sau đây là hai chỉ mục riêng biệt và không thể thay thế cho nhau:

Thu thập Trường
thành phố quốc gia (tăng dần), dân số (giảm dần)
thành phố dân số (giảm dần), quốc gia (tăng dần),

Khi tạo chỉ mục để hỗ trợ một truy vấn, hãy thêm các trường theo cùng thứ tự với truy vấn của bạn.

Mật độ chỉ mục

Theo mặc định, các mục nhập chỉ mục lưu trữ dữ liệu từ tất cả tài liệu trong một tập hợp. Đây được gọi là chỉ mục không thưa. Mục nhập chỉ mục sẽ được thêm cho một tài liệu bất kể tài liệu đó có chứa trường nào được chỉ định trong chỉ mục hay không. Các trường không tồn tại được coi là có giá trị NULL khi tạo mục nhập chỉ mục. Để thay đổi hành vi này, bạn có thể xác định chỉ mục là chỉ mục thưa.

Chỉ mục thưa thớt

Chỉ mục thưa chỉ lập chỉ mục các tài liệu trong tập hợp chứa giá trị (bao gồm cả giá trị rỗng) cho ít nhất một trong các trường được lập chỉ mục. Chỉ mục thưa giúp giảm chi phí lưu trữ và có thể cải thiện hiệu suất.

Chỉ mục nhiều khoá cho các giá trị mảng

Nếu đang tạo chỉ mục trên một trường chứa các giá trị mảng, bạn phải tạo chỉ mục đa khoá. Chỉ mục thông thường không thể lập chỉ mục các giá trị mảng. Chỉ mục nhiều khoá hỗ trợ tối đa một trường mảng trong định nghĩa chỉ mục và có thể dùng cho các thao tác duyệt qua các giá trị mảng.

Chỉ sử dụng chỉ mục nhiều khoá nếu bạn biết rằng mình cần lập chỉ mục các giá trị mảng. Chỉ mục thông thường có lợi thế khi xử lý truy vấn. Ví dụ: chỉ mục thông thường có thể lọc các giá trị trong một phạm vi hiệu quả hơn.

Các trường hợp sau đây dẫn đến lỗi khi làm việc với giá trị mảng và chỉ mục nhiều khoá:

  • Một thao tác cố gắng thêm giá trị mảng vào một trường được lập chỉ mục bằng chỉ mục thông thường. Để thêm giá trị mảng, bạn phải xoá các chỉ mục thông thường hiện có trên trường đó rồi tạo lại dưới dạng chỉ mục nhiều khoá.
  • Bạn cố gắng tạo một chỉ mục thông thường trên một trường chứa giá trị mảng. Bạn phải tạo chỉ mục nhiều khoá hoặc xoá các giá trị mảng.
  • Một thao tác cố gắng lập chỉ mục nhiều trường có giá trị mảng. Bạn không thể có nhiều trường có giá trị mảng trong chỉ mục nhiều khoá. Để tiếp tục, hãy sửa đổi mô hình dữ liệu hoặc định nghĩa chỉ mục của bạn.
  • Bạn cố gắng tạo một chỉ mục nhiều khoá, trong đó hai đường dẫn trường có chung một tiền tố như users.posts và users.zip.

Chỉ mục duy nhất

Đặt tuỳ chọn chỉ mục duy nhất để thực thi các giá trị duy nhất cho các trường được lập chỉ mục. Đối với chỉ mục trên nhiều trường, mỗi tổ hợp giá trị phải là duy nhất trên toàn bộ chỉ mục. Cơ sở dữ liệu từ chối mọi thao tác cập nhật và chèn cố gắng tạo các mục nhập chỉ mục có giá trị trùng lặp. Nếu dữ liệu của các trường được lập chỉ mục chứa các giá trị trùng lặp và bạn cố gắng tạo một chỉ mục duy nhất, thì quá trình tạo chỉ mục sẽ không thành công và xuất hiện thông báo lỗi trong thông tin chi tiết về thao tác.

Các trường bị thiếu trong một chỉ mục duy nhất

Nếu bạn chèn một tài liệu thiếu các trường cho chỉ mục duy nhất, thì chỉ mục này sẽ đặt giá trị null cho các trường bị thiếu. Mục nhập chỉ mục thu được phải là duy nhất, nếu không thì thao tác sẽ không thành công.

Ví dụ: với chỉ mục này:

db.cities.createIndex( { "name": 1 }, { unique: true } )

Nếu bạn thêm tài liệu {"abbreviation": "LA"} vào tập hợp, thì chỉ mục duy nhất sẽ tạo một mục nhập có name được đặt thành null. Nếu sau đó bạn cố gắng thêm tài liệu {"abbreviation": "NYC"}, thao tác này sẽ không thành công vì mục nhập kết quả cho chỉ mục duy nhất là giống nhau.

Hành vi tương tự cũng áp dụng cho các chỉ mục duy nhất có nhiều trường. Khi tạo hoặc cập nhật tài liệu, các trường được lập chỉ mục bị thiếu sẽ được đặt thành null và mục nhập chỉ mục thu được phải là duy nhất trong chỉ mục.

Chỉ mục duy nhất trên các giá trị mảng

Bạn có thể dùng một chỉ mục đa khoá duy nhất để đảm bảo rằng các tài liệu không có các phần tử mảng trùng lặp.

Loại chỉ mục này không bắt buộc một mảng phải có các giá trị riêng biệt trong một tài liệu.

Ví dụ: với một chỉ mục duy nhất:

db.collection.createIndex( { "tags": 1 }, { unique: true } )

Bạn có thể chèn tài liệu sau:

{
  "_id": 1,
  "tags": [ "news", "tech", "news", "music" ]
}

Chỉ mục cho phép các giá trị trùng lặp ("news") trong cùng một mảng của một tài liệu.

Nếu bạn cố gắng chèn một tài liệu thứ hai có phần tử trùng lặp, thao tác này sẽ không thành công:

{
  "_id": 2,
  "tags": [ "sports", "music" ]
}

Thao tác không thành công vì "music" đã có trong mảng của tài liệu 1 và được liên kết trong chỉ mục.

Nếu bạn cần đảm bảo rằng các phần tử trong cùng một mảng trong một tài liệu là duy nhất, hãy xử lý việc này trong logic ứng dụng bằng cách sử dụng các toán tử cập nhật như $addToSet thay vì $push.

Mảng trống, trường bị thiếu và giá trị rỗng

Thông thường, các trường bị thiếu trong một chỉ mục duy nhất được coi là null và phải là duy nhất trên các tài liệu (xem phần Trường vắng mặt trong một chỉ mục duy nhất). Tuy nhiên, đối với các chỉ mục duy nhất trên các trường mảng:

  • Mảng trống, trường bị thiếu và giá trị rỗng độc lập: Nếu trường mảng trống, thiếu hoàn toàn hoặc chứa giá trị null độc lập (không nằm trong mảng), thì hệ thống sẽ không tạo khoá chỉ mục cho tài liệu. Do đó, nhiều tài liệu có thể có các trường trống hoặc giá trị null độc lập mà không gây ra lỗi khoá trùng lặp.
  • Phần tử rỗng bên trong một mảng: Nếu mảng chứa giá trị null dưới dạng một phần tử (ví dụ: ["news", null]), thì phần tử null sẽ được lập chỉ mục. Bất kỳ tài liệu nào tiếp theo có chứa phần tử null trong trường mảng được lập chỉ mục sẽ không thành công và gặp lỗi khoá trùng lặp.

Chỉ mục TTL

Sử dụng chỉ mục TTL để tự động xoá dữ liệu cũ khỏi cơ sở dữ liệu. Chỉ mục TTL chỉ định một trường nhất định làm thời gian hết hạn cho các tài liệu trong một tập hợp nhất định. Với TTL, bạn có thể giảm chi phí lưu trữ bằng cách dọn dẹp dữ liệu lỗi thời. Dữ liệu thường bị xoá trong vòng 24 giờ sau thời gian hết hạn.

Khắc phục sự cố tạo chỉ mục

Bạn có thể gặp lỗi khi tạo chỉ mục trong quá trình quản lý chỉ mục. Thao tác lập chỉ mục có thể không thành công nếu cơ sở dữ liệu gặp vấn đề với dữ liệu. Thao tác lập chỉ mục có thể không thành công vì những lý do sau:

  • Bạn đã đạt đến giới hạn lập chỉ mục. Ví dụ: thao tác có thể đã đạt đến số lượng mục nhập chỉ mục tối đa cho mỗi tài liệu. Nếu quá trình tạo chỉ mục không thành công, bạn sẽ thấy thông báo lỗi. Nếu bạn chưa đạt đến giới hạn chỉ mục, hãy thử lại thao tác lập chỉ mục.
  • Bạn phải có chỉ mục nhiều khoá. Ít nhất một trong các trường được lập chỉ mục chứa giá trị mảng. Để tiếp tục, bạn phải sử dụng chỉ mục nhiều khoá hoặc xoá các giá trị mảng.
  • Một thao tác cố gắng lập chỉ mục nhiều trường có giá trị mảng. Bạn không thể có nhiều trường có giá trị mảng trong chỉ mục nhiều khoá. Để tiếp tục, hãy sửa đổi mô hình dữ liệu hoặc định nghĩa chỉ mục của bạn.
  • Bạn đặt tuỳ chọn chỉ mục duy nhất và dữ liệu của các trường được lập chỉ mục sẽ tạo các mục chỉ mục trùng lặp. Để tiếp tục, hãy xoá các tổ hợp giá trị trùng lặp khỏi dữ liệu.

Bước tiếp theo