MongoDB配置中性能调优有哪些策略

MongoDB性能调优策略

1. 索引优化

• 合理创建索引：为查询条件、排序或聚合操作的高频字段创建索引（如db.collection.createIndex({ field: 1 })）。复合索引需遵循“最左前缀原则”（如{ field1: 1, field2: -1 }可支持field1查询、field1+field2排序等场景），覆盖索引应包含查询所需的所有字段（避免回表读取文档）。
• 避免索引滥用：过多索引会增加写入开销（每条写入需更新所有相关索引）和存储成本，需定期通过db.collection.getIndexes()清理无用索引（如不再使用的查询字段索引）。
• 索引使用分析：通过explain("executionStats")查看查询执行计划，重点关注winningPlan中的索引使用情况（如是否使用了预期的索引）、executionStages中的inputStage（如IXSCAN表示使用了索引，COLLSCAN表示全表扫描），针对性优化未使用索引的查询。

2. 查询优化

• 优化查询语句：避免全表扫描（如使用具体查询条件而非大范围模糊查询），减少数据传输量（通过投影{ field: 1, _id: 0 }只返回必要字段），避免在查询条件中使用正则表达式（除非使用^开头的前缀匹配，否则可能导致全表扫描）。
• 分页优化：大数据集分页时，避免使用skip()+limit()（当skip值较大时，性能会急剧下降），改用_id游标分页（如{ _id: { $gt: lastObjectId } }），利用索引快速定位下一页数据。
• 聚合管道优化：添加$match阶段提前过滤数据（减少后续阶段的处理量），必要时使用allowDiskUse: true（允许聚合操作使用磁盘空间，避免内存溢出），对于预先聚合的结果可存储在单独集合中（如定期执行$out将聚合结果写入新集合）。

3. 硬件与配置优化

• 内存配置：WiredTiger存储引擎依赖内存缓存数据和索引，建议将storage.wiredTiger.engineConfig.cacheSizeGB设置为服务器总内存的50%-75%（预留足够内存给操作系统和其他进程），避免内存不足导致频繁磁盘交换（swap）。
• 存储引擎选择：优先使用WiredTiger引擎（默认），其支持文档级并发控制和压缩（blockCompressor可选snappy（默认，压缩率适中）或zlib（高压缩率，CPU开销大）），相比MMAPv1引擎有更好的性能和压缩效果。
• 存储设备升级：使用SSD替代HDD，显著提高I/O性能（尤其是随机读写场景），减少查询延迟。

4. 架构扩展优化

• 读写分离：通过副本集实现读写分离（主节点处理写操作，从节点处理读操作），将读负载分散到多个节点，提升系统吞吐量。可通过readPreference设置为secondary让查询路由到从节点。
• 分片集群：对于海量数据（如数十亿条记录），使用分片将数据水平拆分到多个分片（shard）上，每个分片可独立处理查询和写入。分片键选择至关重要（如userId等高频查询字段），避免数据倾斜（可使用哈希分片hashed解决热点问题）。

5. 监控与维护

• 慢查询监控：开启慢查询日志（通过setParameter设置slowOpThresholdMs阈值，如100ms），定期分析慢查询日志（如通过mongotop查看集合级查询时间分布，mongostat查看操作级性能指标），定位性能瓶颈。
• 索引维护：定期执行db.collection.reIndex()重建索引，优化索引碎片（碎片率过高会导致查询性能下降），删除无用索引（如不再使用的查询字段索引）。
• 性能工具使用：使用explain()分析查询执行计划，serverStatus()查看服务器状态（如内存使用、连接数、锁等待时间），currentOp()查看活跃会话（如长时间运行的查询），结合第三方监控工具（如Prometheus+Grafana、MongoDB Ops Manager）实现实时监控和告警。