MongoDB : index et performances

Comprendre pourquoi une requête est lente et la corriger, depuis mongosh. Les exemples utilisent les collections clients et commandes.

Les index

Un index accélère la recherche, au prix d’un peu d’espace et d’écritures plus lentes. Sans index, MongoDB parcourt toute la collection (COLLSCAN).

db.clients.createIndex({ email: 1 }, { unique: true }); // unique : refuse les doublons
db.commandes.createIndex({ client_id: 1 });
db.commandes.createIndex({ statut: 1, passee_le: -1 }); // index composé
db.clients.createIndex(
  { ville: 1 },
  { partialFilterExpression: { ville: { $exists: true } } },
); // index partiel
db.clients.createIndex({ nom: 'text' }); // index de recherche textuelle
db.clients.getIndexes();
db.clients.dropIndex('email_1');
db.clients.totalIndexSize();

1 = ordre croissant, -1 = décroissant. Les index sont nommés par défaut d’après leurs champs (email_1).

Type	Usage
Simple, composé	Égalité, comparaisons, tri
unique	Garantir l’unicité d’une valeur
TTL (expireAfterSeconds)	Suppression automatique des documents expirés (sessions, journaux)
Partiel	N’indexe que les documents répondant à un filtre : index plus petit
Texte	Recherche par mots ($text)
2dsphere	Requêtes géographiques

Index TTL : expiration automatique

db.sessions.createIndex({ cree_le: 1 }, { expireAfterSeconds: 3600 }); // supprime après 1 heure

Règle d’ordre des champs dans un index composé

Placer d’abord les champs filtrés par égalité, puis ceux utilisés pour le tri, puis ceux filtrés par intervalle (règle « ESR » : Equality, Sort, Range). L’index { statut: 1, passee_le: -1 } sert aux filtres sur statut, ou sur statut et passee_le, mais pas sur passee_le seul.

explain : lire le plan d’exécution

db.commandes.find({ statut: 'payee' }).explain('executionStats');

Éléments à regarder dans le résultat :

Champ	Signification
winningPlan.stage	COLLSCAN = parcours complet ; IXSCAN = utilisation d’un index (à l’intérieur de FETCH)
totalDocsExamined	Documents lus : idéalement proche de nReturned
totalKeysExamined	Entrées d’index lues
nReturned	Documents renvoyés
executionTimeMillis	Durée en millisecondes

Comparer avant et après la création d’un index :

db.commandes.find({ statut: 'payee' }).explain('executionStats').executionStats
  .totalDocsExamined;
db.commandes.createIndex({ statut: 1 });
db.commandes.find({ statut: 'payee' }).explain('executionStats').executionStats
  .totalDocsExamined;

Utilisation des index

db.commandes.aggregate([{ $indexStats: {} }]); // utilisation de chaque index (accès, date du dernier usage)

Supprimer les index jamais utilisés : ils ralentissent les écritures sans bénéfice.

Journal des requêtes lentes (profileur)

db.setProfilingLevel(1, { slowms: 100 }); // enregistre les requêtes de plus de 100 ms
db.getProfilingStatus();
db.system.profile.find().sort({ ts: -1 }).limit(5);
db.system.profile
  .find({ millis: { $gt: 200 } })
  .sort({ millis: -1 })
  .limit(5);
db.setProfilingLevel(0); // désactive

Le profileur écrit dans la collection system.profile de la base : le désactiver une fois l’analyse terminée.

Voir ce qui s’exécute

db.currentOp({ active: true, secs_running: { $gt: 5 } }); // opérations actives depuis plus de 5 s
db.killOp(12345); // interrompt l'opération 12345
db.serverStatus().connections;
db.serverStatus().opcounters;

Tailles et statistiques

db.stats();
db.commandes.stats().size; // taille des données
db.commandes.stats().storageSize; // espace occupé sur le disque
db.commandes.stats().indexSizes;
db.commandes.countDocuments();

Outils en ligne de commande

mongostat --host 127.0.0.1 5        # activité du serveur toutes les 5 secondes (insertions, requêtes, connexions)
mongotop 5                          # temps passé en lecture et écriture par collection

Configuration de la mémoire (WiredTiger)

MongoDB utilise par défaut environ la moitié de la mémoire disponible (moins 1 Go) pour son cache. Pour le limiter, dans /etc/mongod.conf :

storage:
  wiredTiger:
    engineConfig:
      cacheSizeGB: 2

Redémarrer ensuite : sudo systemctl restart mongod.

Réflexes pour une requête lente

1. explain("executionStats") : repérer COLLSCAN et un écart important entre totalDocsExamined et nReturned.
2. Ajouter l’index sur les champs de filtre, de tri et de jointure ($lookup), en respectant la règle ESR.
3. Placer $match et $sort au début des agrégations, pour utiliser les index.
4. Limiter les champs renvoyés (projection) et paginer (limit).
5. Éviter les documents ou tableaux qui grossissent sans fin.
6. Surveiller avec le profileur et mongostat.

Pour aller plus loin

• Manuel : Indexes et Analyze Query Performance
• Sauvegarde : Sauvegarde et restauration

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• Bases et collections
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