Indexes MongoDB: single، composite، multikey، partial، TTL وقاعدة ESR

السلسلة: هذا الدرس جزء من سلسلة MongoDB. اقرأ المقال الرئيسي.

index MongoDB يُحوّل قراءة O(n) إلى O(log n). الفرق بين طلب في 12 مللي ثانية ونفس الطلب في 4 ثوان على نفس collection. القاعدة الكونية: كل حقل مُفلتر، مُرتَّب، أو مُستخدَم كمفتاح jointure يستحق index. هذا الدرس يفصّل العائلات السبع لـ indexes MongoDB 8.0 LTS، قاعدة ESR (Equality، Sort، Range)، وقراءة explain().

المتطلبات

• MongoDB 8.0 LTS، mongosh أو Compass
• Collection اختبار بـ 100 000 وثيقة على الأقل
• 90 دقيقة

الخطوة 1 — لماذا يُغيّر index كل شيء

// بلا index — explain() يُظهر COLLSCAN
db.commandes.find({ statut: "payee" }).explain("executionStats");
// "executionTimeMillis": 1842, "totalDocsExamined": 1000000

// إنشاء index على الحقل المُفلتَر
db.commandes.createIndex({ statut: 1 });

// مع index — explain() يُظهر IXSCAN
db.commandes.find({ statut: "payee" }).explain("executionStats");
// "executionTimeMillis": 12, "totalDocsExamined": 24500

القيمة 1 في كائن index هي الترتيب الصاعد. للطلبات بالمساواة، الاتجاه بلا أهمية؛ للترتيبات، يصير حرجاً.

الخطوة 2 — Index بسيط على حقل واحد

// Index على حقل مُفلتر متكرر
db.produits.createIndex({ categorie: 1 });

// Index مع قيد فريد — يرفض الازدواجيات
db.utilisateurs.createIndex({ email: 1 }, { unique: true });

// Index على حقل متداخل
db.produits.createIndex({ "attributs.marque": 1 });

// قائمة indexes الموجودة
db.produits.getIndexes();

إنشاء index فريد على حقل موجود يفشل إن احتوت collection ازدواجيات: E11000 duplicate key error.

الخطوة 3 — Index مركّب وقاعدة ESR

ترتيب الحقول في index ليس عشوائياً: يجب اتباع قاعدة ESR — Equality first، Sort second، Range last.

// طلب نموذجي: كل مستخدمين paying من مدينة X، مُرتَّبون بالتاريخ
db.utilisateurs.find({
  ville: "Riyadh",                              // égalité
  abonnement: "actif",                          // égalité
  inscrit_le: { $gte: ISODate("2026-01-01") }   // range
}).sort({ inscrit_le: -1 });

// Index يحترم ESR: égalités → tri → range
db.utilisateurs.createIndex(
  { ville: 1, abonnement: 1, inscrit_le: -1 }
);

ترتيب ESR يُعظّم معدّل التصفية. عكسه (range قبل égalité) يُجبر المحرّك على scan الفرع كاملاً والترتيب بعد القراءة.

الخطوة 4 — Multikey index على مصفوفات

// وثيقة نموذجية بمصفوفة tags
// { _id, titre, tags: ["mongodb", "tutoriel", "performance"] }

db.articles.createIndex({ tags: 1 });    // multikey آلي

// طلبات مغطّاة
db.articles.find({ tags: "mongodb" });
db.articles.find({ tags: { $all: ["mongodb", "perf"] } });
db.articles.find({ tags: { $in: ["mongodb", "redis"] } });

القيد: index مركّب لا يستطيع فهرسة إلا حقل مصفوفة واحد بين مفاتيحه.

الخطوة 5 — Partial index

// على 10 ملايين مستخدم، 50 000 فقط premium
db.utilisateurs.createIndex(
  { expire_le: 1 },
  { partialFilterExpression: { plan: "premium" } }
);

// الطلب الذي يستخدم index — يجب أن يحوي المعيار partiel
db.utilisateurs.find({
  plan: "premium",
  expire_le: { $lte: new Date() }
});

// الطلب الذي لا يستخدم index — بلا "plan: premium"
db.utilisateurs.find({ expire_le: { $lte: new Date() } });

القاعدة الذهبية: الطلب يجب أن يحوي نفس clause الـ partialFilterExpression لاستخدام index. إن نسيت، COLLSCAN صامت.

الخطوة 6 — TTL index للانتهاء الآلي

// Sessions تنتهي 24 ساعة بعد الإنشاء
db.sessions.createIndex(
  { cree_le: 1 },
  { expireAfterSeconds: 86400 }
);

// Logs محفوظة 30 يوماً
db.logs.createIndex(
  { date: 1 },
  { expireAfterSeconds: 2592000 }
);

TTL monitor يُنفَّذ كل 60 ثانية. الحذف ليس فورياً عند الانتهاء لكن يصل في الدقيقة التي تلي. الحقل المُفهرس يجب أن يكون من نوع Date.

الخطوة 7 — Text index للبحث plein-texte

// Index text على العنوان والوصف
db.produits.createIndex(
  { nom: "text", description: "text" },
  { default_language: "french", weights: { nom: 5, description: 1 } }
);

// بحث plein-texte
db.produits.find(
  { $text: { $search: "ordinateur portable" } },
  { score: { $meta: "textScore" } }
).sort({ score: { $meta: "textScore" } });

// بحث دقيق
db.produits.find({ $text: { $search: "\"cle USB\"" } });

// استثناء كلمة
db.produits.find({ $text: { $search: "ordinateur -reconditionne" } });

القيد: collection لا يمكنها امتلاك إلا index text واحد، حتى إن غطّى عدة حقول. لاحتياجات متقدمة (أخطاء كتابة، lemmes)، Atlas Search أو Elasticsearch.

الخطوة 8 — explain(): القراءة التي تحسم

db.commandes.find(
  { statut: "payee", cree_le: { $gte: ISODate("2026-01-01") } }
).sort({ cree_le: -1 }).explain("executionStats");

// 5 حقول للقراءة:
// 1. winningPlan.stage              -> IXSCAN أو COLLSCAN (الهدف: IXSCAN)
// 2. winningPlan.inputStage.indexName -> اسم index المُستخدَم
// 3. executionStats.executionTimeMillis -> المدة الكلية
// 4. executionStats.totalKeysExamined  -> عدد إدخالات index مقروءة
// 5. executionStats.totalDocsExamined  -> عدد وثائق مُجسَّدة

النسبة للمراقبة: nReturned / totalDocsExamined. إن أرجعت 100 نتيجة وفحصت 100 000 وثيقة، index لا يُميّز بما يكفي.

الخطوة 9 — صيانة ونظافة

// إحصاءات استخدام indexes
db.commandes.aggregate([{ $indexStats: {} }]);

// المخرَج: { name, key, accesses: { ops, since } }
// Index بـ accesses.ops = 0 منذ أسابيع = مرشّح للحذف

// حذف index باسمه
db.commandes.dropIndex("statut_1_cree_le_-1");

// إعادة بناء (مفيد بعد فساد أو oplog طويل)
db.commandes.reIndex();

القاعدة العملية: راجع $indexStats فصلياً واحذف ما لم يخدم. كل index جديد يجب أن يُبرَّر بطلب ملموس، لا «احتياطاً».

أخطاء شائعة

أسئلة شائعة

كم index لكل collection؟ MongoDB يأذن حتى 64. عملياً 5-12 يكفي لـ 95% من الطلبات.

هل نُفهرس _id؟ MongoDB ينشئ آلياً index فريداً على _id. غير قابل للحذف.

Index صاعد أم نازل؟ بلا أهمية للطلبات بالمساواة أو $in. حرج للترتيبات.

إنشاء index في الإنتاج بلا downtime؟ MongoDB 4.2+ ينشئ indexes خلفياً افتراضياً.

متى ننتقل إلى Atlas Search؟ حين يصير index text محدوداً: تحمّل الأخطاء، مترادفات، autocompletion. Atlas Search مشمول على M0 بحدود اختبار.