MongoDB范围片键和哈希片键有什么区别？

2024-09-07 00:22:35

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供稿：网友

这篇文章给大家介绍MongoDB片键，主要介绍范围片键和哈希片键以及两者的不同，对大家学习和理解MongoDB有一定的参考价值，感兴趣的朋友就继续往下看吧。
01 片键
      MongoDB的片键决定了集合中存储的数据在集合中的分布情况，具体的方法是使用片键值的范围来对集合中的数据进行分区。举个例子：

      需要注意的是，在一个集合中，被选为片键的这个字段上必须有一个支持片键的索引，或者是必须有一个以这个字段开头的联合索引。通常情况下，我们给字段添加的索引，最常见的是普通索引或者哈希索引，普通的索引字段如果作为片键，那么这个片键我们称为范围片键；哈希索引字段如果作为片键，那么这个片键我们称为哈希片键。下面我们来看二者的不同之处：

02 范围片键(递增片键)
      范围片键，顾名思义，就是将数据根据片键划分到连续的范围里面，在这个模型中，那些值"相似"的文档可能位于同一个片中。例如下面这样：

      好处：

      可以高效的读取连续范围内的目标文档。如果你使用范围查询，则可以比较快速的拿到所有的结果值。因为数据所在的数据chunk比较少。

      坏处：

      如果我们写入的数据都几种在某一个分片区间，那么读写性能都可能因为片键划分不均匀而降低。(例如下图中，数据的基数大部分在20~maxKey，则大部分都在chunk C的位置，本身分布不均匀),Chunk C的写入压力将会增大。

      在下列场景中，使用范围片键比较合适：

      1、数据的基数比较大

      2、分片的写入频率比较低(插入较少不容易产生chunk的搬运)

      3、非单调变化的分片(如果单调写，则会分到同一个块里面，容易达到chunk割裂的条件，产生chunk的搬运)

      如果数据满足上面的三个条件，则我们写入的数据可能是这样的：

      就是比较均匀的写入到了数据块中。

03 哈希片键
      哈希片键使用哈希索引在共享集群中对数据进行分区。哈希索引计算单个字段的哈希值作为索引值，该值用作片键(注意，这里并不是字段本身的值，而是hash之后的值)。

      作为哈希片键的索引字段应该有如下特点：

      1、具有大量不同的值

      2、哈希索引适合单调变化的字段，例如自增值，时间值等(因为可以将单调的字段通过hash函数映射到不同的块上去，从而分散写入压力，例如下图，虽然数据连续，但是写入了不同的数据块中)

      下面是分片创建从无到有的过程举例：

1、创建表，只有一个字段name，并插入数据
mongos> use aaa
switched to db aaa
mongos> db.aaa.insert({name:1})
WriteResult({ "nInserted" : 1 })
mongos> db.aaa.insert({name:2})
WriteResult({ "nInserted" : 1 })
mongos> db.aaa.insert({name:3})
WriteResult({ "nInserted" : 1 })
mongos> db.aaa.insert({name:4})
WriteResult({ "nInserted" : 1 })
mongos>

2、查看数据
mongos> db.aaa.find()
{ "_id" : ObjectId("5fdb7d54d91f2f9bae3b09a1"), "name" : 1 }
{ "_id" : ObjectId("5fdb7d56d91f2f9bae3b09a2"), "name" : 2 }
{ "_id" : ObjectId("5fdb7d59d91f2f9bae3b09a3"), "name" : 3 }
{ "_id" : ObjectId("5fdb7d5cd91f2f9bae3b09a4"), "name" : 4 }

3、允许数据库分片
mongos> sh.enableSharding("aaa")
{
"ok" : 1,
"operationTime" : Timestamp(1608220038, 3),
"$clusterTime" : {
  "clusterTime" : Timestamp(1608220038, 3),
  "signature" : {
   "hash" : BinData(0,"shemm3xvSYrMiy9t7gSYcVtFUuE="),
   "keyId" : NumberLong("6894922308364795934")
  }
}
}
mongos>

4、在name字段创建hash索引
mongos> db.aaa.createIndex({name:"hashed"},{background:true})
{
"raw" : {
  "sharding_yeyz/127.0.0.1:27018,127.0.0.1:27019,127.0.0.1:27020" : {
   "createdCollectionAutomatically" : false,
   "numIndexesBefore" : 1,
   "numIndexesAfter" : 2,
   "ok" : 1
  }
},
"ok" : 1,
"operationTime" : Timestamp(1608220115, 3),
"$clusterTime" : {
  "clusterTime" : Timestamp(1608220115, 3),
  "signature" : {
   "hash" : BinData(0,"S3Wz9G26eJyOcwa1OLS6TVYu6SE="),
   "keyId" : NumberLong("6894922308364795934")
  }
}
}

5、以name字段作为片键创建哈希分片
mongos> sh.shardCollection("aaa.aaa",{name:"hashed"})
{
"collectionsharded" : "aaa.aaa",
"collectionUUID" : UUID("20a3895e-d821-43ae-9d28-305e6ae03bbc"),
"ok" : 1,
"operationTime" : Timestamp(1608220238, 10),
"$clusterTime" : {
  "clusterTime" : Timestamp(1608220238, 10),
  "signature" : {
   "hash" : BinData(0,"qeQlD3jsSvRZkyamEa2hjbezEdM="),
   "keyId" : NumberLong("6894922308364795934")
  }
}
}

（编辑：武林网）

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