怎样提升MongoDB里正则查询的效率

2019年05月15日 |

NoSQL数据库中我们很容易的可以创建一些包含数组的元素，比如一个存电影信息的数据结构可以这么写：

{
    title: 'Matrix',
    cast: ['Keanu Reeves', 'Carrie-Anne Moss']
}

我们要查Carrie-Anne Moss演的电影就可以这么写查询db.movies.find({cast:'Carrie-Anne Moss'})来获取匹配的文档。

Using A Regex for non-exact search queries

但不幸的是，这种理想的搜索方式在现实中只占了一小部分，而且我们需要为用户的“任性的”搜索方式做兼容。
用户可能会输入Carrie Moss或者moss carries-anne，这时候精确搜索就会查不到结果。
此时，我们需要用到MongoDB的正则查询方式，可以写成如下的查询：

1
2
3

db.movies.find({
    cast: { $elemMatch: {$regex: /Moss/i, $regex: /Carrie-Anne/i}}
});

这样便可以查询到想要的结果了，但是也会有一些搜索意图之外的记录，比如Sandra Moss和Carrie-Anne Fisher。这样的查询方式最大的问题是，随着我们数据的增加，会有严重的效率问题：
× 占用大量的CPU时间
× 查询会变得非常的慢

为什么加索引不能解决这个问题

不管什么数据库，再优化性能时，首先要考虑的就是加索引。但是由于我们的查询需要忽略大小写，所以就算我们而外创建一个纯小写的数组也无法从根本上解决问题，用户输入始终是不可控的，比如Carrie-Anne Moss和Moss Carrie Anne，我们无法确定以开头的字符串，也就无法利用建好的索引。

全文索引可以救我们

创建全文索引：

1	db.movies.createIndex( { cast: "text" } );

查询结果：

1	db.movies.find( { $text: { $search: "Moss Carrie-Anne" } } );

虽然全文索引非常的快和高效，但是仍然会有一些问题：
× 如果你用多个字段建立了一个全文索引，那么查询的时候是无法用字段区分它们的。
× 查询的结果会很宽泛。

把全文搜索和正则搜索结合起来

我们都知道这样的表达式if(someFunc()&&someOtherFunc()){}如果someFunc()返回的是false，那么someOtherFunc()是不会被执行的。这个逻辑在MongoDB中也是成立的。
所以我们可以用这样的组合查询：

db.movies.find({
$and:[{
    $text: {
        $search: "Moss Carrie-Anne"
    }},{
    cast: {
        $elemMatch: {$regex: /Moss/, $regex: /Carrie-Anne/}}
    }]}
);

这样在数据量大的数据库中，效率提升尤为明显。这样的思路不仅仅可以用在MongoDB，其他数据库也可以尝试使用。