Ubuntu上提升MongoDB查询效率的实用方案
一 硬件与系统层优化
- 使用SSD/NVMe替代HDD，显著降低I/O等待；为MongoDB分配充足内存，WiredTiger以内存映射与缓存加速热数据访问。
- 在**/etc/mongod.conf中合理设置WiredTiger缓存（如：storage.wiredTiger.engineConfig.cacheSizeGB），通常将可用内存的70%–80%**留给数据库缓存（需结合实例总内存与应用负载调优）。
- 优化Ubuntu内核与资源：
- 禁用透明大页THP（建议设置为never），减少内存管理抖动。
- 调整文件句柄与进程数上限（/etc/security/limits.d/mongodb.conf），避免连接/文件耗尽。
- 适度调整网络与连接参数（如net.maxIncomingConnections），匹配应用并发。
- 持续升级到稳定版本，获取性能修复与新特性。
二 索引设计与使用
- 为高频查询路径建立合适的索引：
- 单键索引用于单条件查询；复合索引用于多条件，字段顺序遵循查询的等值→排序→范围（ESR）规则；必要时使用文本索引与多键索引（数组）。
- 利用覆盖查询减少回表：将查询与投影字段全部纳入索引，并注意默认返回的**_id**要么投影排除、要么加入索引。
- 处理排序与Collation：多字段排序需在索引中保持相同顺序与方向；字符串比较需与索引的collation一致，否则无法使用该索引。
- 降低索引成本与提升效率：
- 删除冗余/低效索引，减少写放大与内存占用。
- 使用部分索引只索引命中子集，减小体积与维护成本。
- 对**$or**查询，应为每个子句分别建立最优索引。
- 诊断与验证：
- 用**explain(“executionStats”)**查看是否走索引、是否覆盖、扫描量与返回量。
- 通过慢日志关注DocsExamined/KeysExamined与COLLSCAN/IXSCAN/SORT关键字，定位需加索引或改写查询的点。
三 查询与聚合重写
- 避免全表扫描：确保过滤条件与索引匹配；必要时用**hint()**在测试或强制走指定索引。
- 精简返回结果：仅投影需要的字段，优先构造覆盖查询。
- 优化分页：大数据量分页避免大偏移（如深分页），可改为基于**_id/时间戳**的“游标分页”。
- 合并操作到聚合管道，减少多次往返与客户端计算。
- 控制查询成本：为聚合与查询设置maxTimeMS，避免长时间阻塞。
四 监控、诊断与维护
- 实时与趋势观测：使用mongostat/mongotop观察吞吐、锁、I/O与热点集合；必要时引入PMM等第三方监控。
- 慢查询治理：
- 调整慢查询阈值（如从100ms起步），集中优化超过阈值的操作。
- 分析mongod.log中的COMMAND记录与执行时间，配合慢日志定位问题。
- 索引维护：定期审查索引使用与碎片，必要时执行reIndex（注意在维护窗口进行，避免高峰期）。
- 连接治理：结合应用并发与驱动配置连接池大小，避免连接风暴与CPU上下文切换开销。
五 配置与运维要点示例
- 调整WiredTiger缓存（示例为预留8GB，请按实例内存与应用调整）：
- storage.wiredTiger.engineConfig.cacheSizeGB: 8
- 连接与日志：
- net.maxIncomingConnections: 依据并发与内核ulimit设定（如2000起步，结合压测微调）
- systemLog.path: /var/log/mongodb/mongod.log（便于慢查询与错误追踪）
- Ubuntu内核与资源限制：
- 禁用THP（创建systemd服务设置“never”）
- limits.d/mongodb.conf 示例：
- mongod soft/hard nproc 64000
- mongod soft/hard nofile 64000
- 变更后重启并验证：
- sudo systemctl restart mongod
- 观察日志与连接数，确认无异常后再进行压测与索引变更
