41. 单字段与复合索引

本节目标：会建单字段和复合索引，理解最左前缀匹配，并用 ESR 原则排好复合索引的字段顺序。

上一章说了索引为什么快。这一章讲具体怎么建，以及复合索引（Compound Index）的几个关键规则。

41.1 单字段索引

只对单个字段建索引，叫单字段索引（Single Field Index）。语法就是 createIndex({ 字段: 1 })。

// 给 products 的 category 建单字段索引
test> db.products.createIndex({ category: 1 })

之后按 category 过滤就能走索引。单字段索引简单，但遇到「又要等值、又要排序、又要范围」的复合查询就不够用了。

复合索引是在多个字段上一起建的索引。字段按顺序组成键。

// 在 city、age 上建复合索引
test> db.users.createIndex({ city: 1, age: 1 })

这个索引先按 city 排序，同 city 内再按 age 排序。它能同时服务「按城市查」「按城市+年龄查」两类查询。

Tip

一个复合索引可以顶多个单字段索引用，省下索引维护成本。别动不动就一个字段建一个索引。

复合索引遵循最左前缀（Leftmost Prefix）规则：查询必须用到索引的最左连续字段，索引才有效。

上面的 { city: 1, age: 1 } 索引，能支持：

// 这条能命中复合索引
test> db.users.find({ city: "杭州", age: { $gt: 25 } }).explain("queryPlanner")

Warning

复合索引里字段顺序很重要。把「等值过滤」的字段放最左，范围或排序字段往后放，才能最大化利用前缀。

面对一个典型查询，字段该怎么排？记住 ESR 三字诀：

例：经常按 city 等值查、按 age 排序、再按 created_at 做范围。索引应建为：

// ESR：city 等值 -> age 排序 -> created_at 范围
test> db.users.createIndex({ city: 1, age: 1, created_at: 1 })

// 完美契合 ESR 的查询
test> db.users.find({ city: "杭州" })
  .sort({ age: 1 })
  .filter({ created_at: { $gte: new Date("2025-01-01") } })

Note

若把范围字段 created_at 放在 age 前面，排序就吃不到索引了，会触发内存排序，性能掉下来。

不指定时，索引名默认是字段和方向用下划线拼起来，比如 city_1_age_1。也可以自己起名：

test> db.users.createIndex(
  { city: 1, age: 1 },
  { name: "idx_city_age" }
)

建好后不能用重命名，只能删了重建。所以起个好懂的名字，后续运维会轻松些。

单字段索引管一个字段，复合索引管多个。复合索引看最左前缀，字段顺序照 ESR（等值→排序→范围）排，查询才能既走索引又免排序。